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表面粗糙度

第五章 實驗結果與討論

5.1.2 表面粗糙度

在考慮進給率上限之設定之前,須先確認表面粗糙度與進給率之關係。

槽銑實驗之進給率與表面粗糙度之關係如圖 39 所示。表面粗糙度之量測為

度與進給率無趨勢之現象,可能是由於機台或主軸震動對表面粗糙度之影響已大 於進給率變化所造成之表面粗糙度變化,造成進給率之變化無法顯著的反應在與 表面粗糙度數值之趨勢上。因此,本研究訂定進給率上限時,即不將表面粗糙度 納入考量。

圖 39 槽銑加工進給率與表面粗糙度之關係

圖 40 表面粗糙度之量測位置

5.1.3 進給率上限

於5.1.1 節,吾人已將參考電流設定為 0.24 A,發現表面粗糙度與進給率無 直接關聯性。因此,進給率上限之設定,僅需參考新刀之進給率與主軸電流之關 係,並適當調高進給率上限以適應不同之刀具初始狀態並達到最高之材料移除率。

槽銑之新刀進給率與主軸電流之關係如圖 41,由實驗結果可知,參考電流 0.24 A 所對應到之進給率為 600 mm/min,而為了因應刀具狀態不同並提高進給率,

因此,將槽銑之進給率上限設定為700 mm/min。

5.1.4 進給率下限

進給率下限值設定與參考電流及換刀磨耗範圍有關。由4.1.3 所提到之進給 率下限訂定方式,吾人進行了進給率500 mm/min 以及 400 mm/min 之槽銑磨耗 實驗,並紀錄每一刀之平均主軸電流與每道加工結束之刀具磨耗狀態。本研究所 設定之換刀範圍為180 µm 至 220 µm,此乃由於本研究使用之刀具幾何限制以及 磨耗超過換刀範圍後,刀具便會開始產生刀具材料剝落與崩刃等現象。

觀察進給率500 mm/min 之主軸電流與刀具磨耗實驗結果,如圖 42 所示。

當主軸電流達到參考電流0.24 A 時,刀具磨耗約為 180~190 µm 之區間,位於換 刀區間180 µm – 220 µm 之下緣,為稍微保守但合理之進給率下限設定值,可保 留一段切削長度讓使用者能完成該道次加工且不會使刀具磨耗超過磨耗範圍。

42 槽銑加工進給率 500mm/min 實驗結果 (a)主軸電流 (b)刀具磨耗

而若觀察進給率400 mm/min 之主軸電流與刀具磨耗實驗結果,如圖 43 所 示,當刀具磨耗到達換刀區間之下緣時,主軸電流皆離參考電流0.24 A 有約 0.6 A~1.2 A 之距離,而當主軸電流達到參考電流 0.24 A 時,實驗 F400-2 的刀具磨 耗已經超出區間之上限。因此,使用進給率400 mm/min 作為進給率下限為較具 風險的做法,可能會發生當進給率下降至下限時,刀具磨耗已經超過設定之換刀 範圍之現象。因此,進給率 500 mm/min 為較適合之進給率下限值。

圖 43 槽銑加工進給率 400mm/min 實驗結果 (a)主軸電流 (b)刀具磨耗

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