臺灣博碩士論文加值系統

本研究以工業界常用加工材料 AL6061 為研究對象，針對擺線銑槽加工過程中的參數最佳化問題進行深入研究。在此研究中，我們選擇三個關鍵影響因子，即切削深度、擺線步距和進給，並以表面粗糙度和平行度作為最佳化的目標參數。
本研究採用反應曲面法 (Response Surface Methodology, RSM) 進行實驗規劃和分析。透過系統性實驗，我們旨在深入了解這三個參數對擺線銑槽加工質量的影響，以提出更精確的加工參數設計方案。
利用最佳化分析軟體 Design-Expert®，進行了最佳化分析實驗，以尋找最佳的切削深度、擺線步距和進給組合，以達到最優表面粗糙度和平行度。
最佳化的結果將有助於提高擺線銑槽加工的質量，同時提高生產效率。本研究提供了有效的解決方案，為擺線銑槽加工提供了可行的最佳化參數設計，為業界提供較優秀的加工效果。

This research focuses on optimizing the milling parameters for AL6061, a common industrial material. We targeted three main factors: cutting depth, trochoidal stepover, and feed rate. Our goal was to enhance surface roughness and parallelism.
Using the Response Surface Methodology (RSM), we designed and analyzed experiments to understand how these parameters affect milling quality. With the help of Design-Expert® software, we identified the best combination of these factors for optimal results.
The findings promise to improve trochoidal slotting quality and production efficiency, offering valuable insights for the industry.

摘要.....i
Abstract.....ii
誌謝.....iii
目錄.....iv
表目錄.....vii
圖目錄.....viii
第一章 緒論.....1
1.1 前言.....1
1.2 研究背景與動機.....1
第二章 文獻探討.....3
2.1 擺線加工.....3
2.2 鋁合金加工.....4
2.3 切削參數.....5
第三章 研究內容與方法.....7
3.1 實驗規劃.....7
3.2 實驗因子選擇與排列.....8
3.2.1 實驗因子與水準.....8
3.2.2 實驗數據排列.....8
3.3 實驗設備.....9
3.3.1 CNC銑床機台.....9
3.3.2 量測設備.....9
3.3.2.1 平行度量測設備.....9
3.3.2.2 粗糙度量測設備.....10
3.3.3 刀具規格.....11
3.4 實驗分析理論.....12
3.4.1 實驗設計法(Design of Experiments, DOE) [28].....12
3.4.2 反應曲面法(RSM) [29].....12
3.4.3 假設檢定[30].....13
3.4.4 變異數分析(ANOVA) [31].....13
3.4.5 迴歸分析[32].....14
3.4.6殘差分析.....14
3.5 實驗分析工具.....15
3.5.1 Design-Expert[33].....15
3.5.2 Minitab[34].....15
3.6 實驗材料與幾何公差.....16
3.6.1 鋁合金AL6061[35].....16
3.6.2 平行度[36].....17
3.6.3 表面粗糙度[37].....17
3.6.4 切削速度[38].....18
3.6.5 切削進給[39].....18
第四章 實驗結果與分析.....19
4.1 反應曲面法分析結果.....19
4.1.1 ANOVA變異數分析.....20
4.1.1.1 平行度ANOVA變異數分析.....20
4.1.1.2 表面粗糙度 ANOVA變異數分析.....21
4.1.2 回歸模型建構.....22
4.1.2.1 平行度迴歸模型.....22
4.1.2.2 表面粗糙度迴歸模型.....22
4.1.3 殘差分析.....23
4.1.3.1 常態檢定.....23
4.1.3.2 殘差與預測值 (Residuals vs. Predicted).....26
4.1.3.3 殘差與實驗順序檢驗（Residuals vs. Run）.....27
4.1.3.4預測值與實際值關係檢測（Predicted vs. Actual）.....28
4.1.3.5 Box-Cox 檢查.....29
4.1.3.6 殘差與因子關係檢測 (Residuals vs. 變數因子).....30
4.1.3.7 影響度檢測 (Externally Studentized).....33
4.1.3.8 Leverage與實驗順序.....34
4.1.3.9 DFFITS 與實驗順序.....35
4.1.3.10 DFBETAS for Intercept vs 實驗順序.....36
4.1.3.11 Cook’s Distance 分析.....37
4.2 參數最佳化分析結果與驗證.....38
第五章 結論.....39
5.1結論.....39
5.2 未來展望.....39
參考文獻.....40
附錄A 開口趨勢示意圖.....43
Extended Abstract.....44

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[33]Design-Expert, Stat-Ease, Inc.2021 East Hennepin Ave., Suite 480 Minneapolis,MN 55413.
[34]Minitab Inc. Quality Plaza, 1829 Pine Hall Road, State College, Pennsylvania 16801-3008, USA.
[35]鋁合金AL6061，https://zh.wikipedia.org/zh-tw/6061%E9%93%9D%E5%90%88%E9%87%91
[36]平行度，https://www.keyence.com.tw/ss/products/measure-sys/gd-and-t/orientation-tolerance/parallelism.jsp
[37]表面粗糙度，https://www.gmatw.com/tw/article/Rough-Not-at-all-The-surface-roughness-is-more-detailed-than-you-can-imagine.html
[38]切削速度，https://luaopro.wordpress.com/2019/09/01/%E9%8A%91%E5%BA%8A%E5%88%87%E5%89%8A%E9%80%9F%E5%BA%A6%E8%A8%88%E7%AE%97-%E9%A0%86%E9%8A%91-%E9%80%86%E9%8A%91/
[39]切削進給，https://tw.tool-tool.com/news/201112/milling-cutting-data/#gsc.tab=0
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