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標題: S50C中碳鋼精銑削刀具壽命之研究
Investigation of tool life on S50C medium carbon steel fine milling
作者: 楊忠祥
Yang, Zhong-Xiang
關鍵字: 刀具壽命;tool life;表面粗糙度;田口實驗法;surface roughness;Taguchi method
出版社: 機械工程學系所
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摘要: 
加工時,影響加工件表面粗糙度的原因很多,其中切削參數佔相當程度的影響。而刀具在切削的過程中會逐漸磨耗,與工件接觸的切削力增加,降低了刀刃對材料的切削性,使工件表面粗糙度隨著磨耗的上升而增加。本論文以精銑削後之工件表面粗糙度為刀具磨耗的依據,以工件粗糙度可容許的最大值為判定點,以田口實驗方法探討加工參數與刀具壽命的關係。
本論文使用鍍氮化鋁鈦(TiAlN),本體含鈷10%的碳化鎢刀具,以側銑方式切削硬度達HRC22的S50C中碳鋼,加工參數設定主軸轉數3800~5700rpm,進給速度448~672mm/min,軸向切深為4~8mm,橫向切深固定在0.1mm,以乾切方式進行銑削,每隔一段時間紀錄工件的表面粗糙度,並設定Ra=1μm為粗糙度最大值判定點,以田口實驗法直交表 分配九種加工參數,在Ra<1μm的範圍內紀錄各加工參數下,加工時間增加與工件表面粗糙度之變化,紀錄Ra=1的刀具壽命時間,預測刀具壽命最長的加工參數並以實驗驗證其參數分配範圍內最佳參數結果。
實驗結果顯示參數在主軸轉速3800rpm,進給速度448mm/min,軸向切深8mm時有最佳的刀具壽命,其預測的刀具壽命有68分鐘,此預測值與驗證實驗值的誤差為7.47%,可見田口實驗法在一定的參數範圍內能有效的獲得較高的刀具壽命,能達成維持品質下減少刀具成本之目的。

Processing, the impact of the workpiece surface roughness for many reasons, including cutting parameters accounted for a considerable degree of influence. Will gradually in the cutting process of tool wear and cutting force with workpiece contact. reducing the cutting performance on the material, the surface roughness increased with the increase in wear. In this thesis,tool wear according to fine milling of the workpiece surface roughness, the decision point base on workpiece roughness of the maximum allowable. Taguchi method to investigate the relationship between machining parameters and tool life.
In this thesis,use the tool that plated titanium aluminum nitride (TiAlN), ontology containing cobalt 10% tungsten carbide, side milling to cutting hardness of HRC22 of S50C carbon steel,the processing parameter set number 3800~5700rpm is spindle speed, feed rate is 448~ 672mm/min, axial depth of cut is 4~8mm, horizontal depth of cut fixed at 0.1mm, dry cutting, records the surface roughness of the workpiece from period of time, and set Ra = 1μm for the roughness of the maximum decision point, the allocation of nine processing parameters to the orthogonal array of Taguchi method, record the surface roughness changes with time increases within the range of Ra <1μm in each processing parameters, and record the Ra=1 tool life, prediction the cutting parameters of the longest tool life and experimental verification of the optimum parameter results.
The experimental results show that parameters in the spindle speed of 3800rpm, feed the speed 448mm/min, axial depth of cut 8mm have best tool life, the best prediction tool life is 68 minutes,the error between this predictive value and the experimental value is 7.5%, showing that the Taguchi method can effectively obtain a higher tool life and can be reached to maintain quality, reduce tool costs.
URI: http://hdl.handle.net/11455/2776
其他識別: U0005-0708201216233900
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