Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/7573
標題: 工作表面輪廓曲率效應對液動壓拋光法加工率之影響
Curvature Effect of Surface Profile on Machining Rate of Hydrodynamic Polishing Process
作者: 陳建宏
Chen, Jian-Hong
關鍵字: ELECTRICAL-ENGINEERING;電機工程;hydrodynamic polishing process;curvature effect;form error compensation;液動壓拋光;曲率效應;形狀誤差補償
出版社: 電機工程研究所
摘要: 
本研究的目的在於探討工件表面輪廓曲率效應對液動壓拋光法加工率之影響,並建立
加工率參數模式。希望能藉此更精確的控制加工率,俾使液動壓拋光法更適合應用於
精密形狀誤差補償用途上。研究中先針對平面工作、凹面工作表面輪廓曲率效應進行
理論分析,以瞭解工件表面輪廓對工件表面曲率及工件表面曲率對加工率的影響;再
設計實驗以瞭解工件表面曲率對加工率之影響,藉此建立更完整的加工率參數模式,
以改善液動壓拋光法應用於精蜜形狀誤差補償的能力。
在理論分析方面,由於任意工件表面輪廓函數經Fourier series展開後,可以各種正
弦函數組合表示。故本研究在此設計sin wave誤差函數以模擬真實工件表面凹凸起伏
的輪廓。首先推導出平面工件、凹面工件表面輪廓波峰、波谷處曲率與工件表面輪廓
條件的關係式,並藉由理論分析,以瞭解工件曲率對剪應力的影響。根據理論分析所
得的結果,我們發現在同樣波表條件下,工件表面輪廓振幅越大,其波峰、波谷處剪
應力變化的幅度也越大;而隨著波長的變長,工件表面輪廓曲率效應逐漸消失;如果
工件表面輪廓振幅越小,則其曲率效應消失得越快。而若工件基礎曲率半徑越小,則
用樣工件表面輪廓對其波峰、波谷處剪應力造成的變化程度越大。至於在不同潤滑型
態下,工件表面輪廓對其波峰、波谷處剪應力的影響,根據電腦模擬的結果,我們發
現在同樣工件基礎曲率半徑、工件表面輪廓條件下,若潤滑型態在IR區域,則造成波
峰處剪應力的變化幅度比在IE區域大。而在同樣工件表面輪廓條件下,如果工件基礎
曲率半徑很大,若潤滑型態在IR區域,則造成波谷處剪應力的變化幅度比在IE區域大
;但隨著工件基礎曲率半徑越來越小,漸漸轉變為若潤滑型態在IE區域,則造成波谷
處剪應力的變化幅度比在IR區域大。而不論潤滑型態位於何種區域,若工件表面輪廓
波長很小或振幅很小,則工件表面輪廓可能會對工作表面輪廓波峰、波谷處剪應力產
生極大的影響。
在實驗分析方面,針對不同工件曲率,改變操作轉速、磨漿黏度以瞭解操作條件、工
件曲率對加工率的影響。根據對實驗結果的討論分析,我們發現在同樣操作條件下,
加工能力隨工件曲率變小而下降;而隨著潤滑型態越趨近IR區域,工件曲率對加工能
力的影響更為顯著。
在建立加工參數模式方面,藉由二段式建模法以建立加工參數模式架構,並藉由遺傳
演算法以估測系統參數值。
藉由上述理論分析與實驗結果得知工件表面輪廓確實會對液動壓拋光法加工率產生一
定程度的影響,而影響的程度與潤滑條件、工件表面輪廓條件有關。大致上來說,波
峰處的加工率會較平坦處的加工率大,波谷處的加工率會較平坦處加工率小;如果工
件表面輪廓振幅越大,則波峰、波谷處的加工率與平坦處加工率差距也越大;在同樣
振幅條件下,若波長越長,則波峰、波谷處的加工率與平坦處加工率差距會漸漸縮小
,亦即工件表面輪廓曲率效應逐漸消失。但若工件表面輪廓波長很短或振幅很大,則
工件表面輪廓可能會對加工率產生極大的影響。所以在應用液動壓拋光法主進行精密
形狀差補償時,必須將工件表面輪廓曲率效應應加以考慮,方能精確地控制加工率,
並藉此設計加工策略,以達到精密形狀誤差補償的目的。
URI: http://hdl.handle.net/11455/7573
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