第四章 實驗結果
4.1 鑽削軸向推力
4.1.1 鑽削過程軸向推力之比較
透過軸向推力擷取系統，三種不同幾何形狀刀具於鑽削複材層板 所產生的整個軸向推力過程，可以很清楚的記錄下來。故本研究所使 用之麻花鑽、複合特殊管鑽與複合特殊管球鑽於轉速 800 rpm 與 16 mm/min 之鑽削軸向推力曲線圖，以較低之轉速與進給率以清楚鑽削 過程軸向推力之變化，如圖 4.2 所示。從圖 4.2 中結果得知，麻花鑽 因為靜點沒有切削作用，故其剛接觸複材層板時會立即產生很高的鑽 削軸向推力；而隨著麻花鑽前緣鑽刃漸漸切入複材層板中，其軸向推 力也隨之逐漸增加，直至麻花鑽前緣鑿刃欲穿出複材層板時，而其鑽 削軸向推力此時達到最大值。但當麻花鑽前緣鑿刃穿出複材層板時，
其鑽削軸向推力隨之迅速降低至 0。而複合特殊管鑽外緣為直角切刃，
故其鑽削複材層板時係以環狀面積接觸，且其軸向推力會隨著複合特 殊管鑽完全切入複材層板最底層時，其軸向推力升至最大值。當複合 特殊管鑽直角切刃外緣穿出複材底部時，其軸向推力也隨之下降較快。
此外，因複合特殊管球鑽外緣切刃為圓弧曲線狀，故其與複合層板接 觸的面積較少，因而其初始接觸之軸向推力上升較緩，隨著複合特殊 管球鑽完全切入複合層板中，其於複合層板最底層時之軸向推力升至 最大值。當複合特殊管球鑽穿出複材層板最底層時，其軸向推力亦下
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降至最低。探究其因，係複合特殊管球鑽之外緣具有與鑽削材料面接 觸較小之優點，故於鑽削複材層板時其軸向推力最小，而麻花鑽因有 不具切削作用之中間鑿刃，故其鑽削軸向推力於三種不同型式鑽頭中，
麻花鑽有最大的鑽削軸向推力，複合特殊管球鑽有最小的鑽削軸向推 力，而複合特殊管鑽之軸向推力則介於麻花鑽與複合特殊管球鑽之間。
有關本研究使用之麻花鑽、複合特殊管鑽與複合特殊管球鑽於鑽削複 材層板後之超音波掃描脫層照片，如圖 4.3 所示。從圖 4.3 結果得知，
複合特殊管球鑽在鑽削複材層板時，有很好的鑽削效果與品質。
4.1.2 進給率的影響
進給率是影響複材層板脫層的重要主因之一。於鑽削過程中，過 大的進給率會使鑽削複材層板時之軸向推力增加，而鑽削軸向推力增 加，亦會使複材層板出口處之脫層隨之增加。有關本研究所使用之麻 花鑽、複合特殊管鑽與複合特殊管球鑽於 800、1000 與 1200 rpm 轉 速下，不同進給率之鑽削軸向推力大小，如圖 4.4~圖 4.6 所示。從其 圖中明顯看出，三種不同型式鑽頭於鑽削複材層板時之軸向推力變化，
均會隨著進給率的增加，而其軸向推力也增加。其中，麻花鑽鑽削的 軸向推力最大，複合特殊管鑽次之，而複合特殊管球鑽的效果最好。
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4.1.3 轉速的影響
轉速的增加容易使刀具在鑽削過程中，其與材料之間的摩擦次數 增加，因而使整個刀具與材料的溫度上升，因此造成複材層板中的基 材(環氧樹酯)溫度提高進而軟化，而使得其鑽削時之軸向推力降低。
然隨著刀具轉速的增加，使得刀具的溫度亦隨之增加，因而讓麻花鑽 的刃口造成磨損加劇，致使麻花鑽的軸向推力反而有增加的趨勢，如 圖 4.7。至於複合特殊管鑽與複合特殊管球鑽之鑽削前緣，係以電鑄 鑽石方式處理，故比麻花鑽可承受較高之鑽削溫度，較不致有刀具磨 損之困擾。有關本研究所使用之麻花鑽、複合特殊管鑽與複合特殊管 球鑽於 16、24 與 32 mm/min 進給率下，不同轉速之鑽削軸向推力大 小，如圖 4.8~圖 4.10 所示。從圖 4.8~圖 4.10 的結果得知，隨著轉速 的提高，麻花鑽、複合特殊管鑽與複合特殊管球鑽的軸向推力確實有 下降。唯有 16 mm/min 之麻花鑽(一般)隨著轉速的增加，而其軸向推 力有增加的趨勢，其因可能是複材層板中的基材溫度尚未達到其軟化 溫度，而使得其鑽削時之軸向推力有逐漸增加趨勢。
4.1.4 鑽削形式的影響
圖 4.4~圖 4.6 與圖 4.8~圖 4.10 顯示本研究所採用之一般、攻牙與 啄鑽等三種不同的鑽削形式，而此三種不同的鑽削形式常見於坊間或
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研究鑽削加工之用。從圖 4.4~圖 4.6 與圖 4.8~圖 4.10 的結果得知，於 麻花鑽的三種不同鑽削形式中，攻牙鑽削形式其軸向推力最低，一般 鑽削次之，而啄鑽鑽削效果則較為不理想，但高轉速低進給時之啄鑽 鑽削，可較一般鑽削形式效果佳。至於複合特殊管鑽的三種不同鑽削 形式中，複合特殊管鑽較適合高轉速的一般鑽削與攻牙鑽削，而啄鑽 鑽削則較不適合，此與複合特殊管鑽之幾何形狀有關。另外，複合特 殊管球鑽的三種不同鑽削形式中，其三種鑽削方式的結果與複合特殊 管鑽相似，然高轉速且低進給率的鑽削方式較適合複合特殊管球鑽。
然就複合特殊管鑽與複合特殊管球鑽整體加工形式考量，攻牙鑽削效 果仍略好於一般鑽削。