工具機結構溫昇熱變形測試與分析 朱佑泰、吳政憲
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摘 要
近幾年來，工具機朝向高速化、高精度化的發展趨勢，為了達到此目的，工具機主軸轉速與進給速率速勢必提高，但速度 提高時，所造成的溫昇熱變形，會直接地影響到加工件的加工精度，故本研究首先將使用最佳化設計中的田口實驗計畫法
，建立陶瓷軸承主軸以油氣潤滑的最佳供油參數。 在進給系統方面，本研究將對於螺桿預加適當的拉應力，以抵抗導螺桿 因受熱所產生之熱變形，故在實驗方面將改變進給速率與導螺桿的預拉量，進而討論預拉量與進給速率改變時，導螺桿的 溫昇熱變形與床台的定位精度之關係。 最後本研究將針對商用型龍門加工中心機，在不同的主軸轉速與進給速率，量測主 軸與進給的溫昇熱變形，討論主軸與進給之溫昇熱變形是否相互影響，並且建立主軸熱誤差模型，提高加工件精度。
關鍵詞 : 油氣潤滑主軸、進給系統、龍門加工中心機、田口實驗法、溫昇熱變形 目錄
第一章緒論--P1 1.1 前言--P1 1.2 1.2 文獻回顧--P4 1.3 1.3論文架構--P8 第二章陶瓷軸承主軸以油氣潤滑方式之測試與分 析--P11 2.1前言--P11 2.1.1油氣潤滑主軸--P11 2.1.2陶瓷斜角滾珠軸承--P12 2.2影響供油穩定性之參數評估--P13 2.3建立陶瓷 軸承主軸之最佳供油參數--P14 2.3.1田口實驗法概論--P15 2.3.2直交表的特性與配置--P16 2.3.3 SN比的意義與目的--P16 2.3.4變異數分析--P18 2.3.5確認實驗--P18 2.3.6實驗結果之分析與討論--P19 2.4陶瓷軸承主軸最佳供油參數之單變數實 驗--P20 2.4.1每次噴油量對主軸溫昇影響之實驗--P20 2.4.2噴油間隔對主軸溫昇之實驗--P21 2.4.3空氣壓力對主軸溫昇之實 驗--P21 第三章進給系統溫昇熱變形測試與分析--P37 3.1進給系統簡介--P37 3.1.1支持軸承--P37 3.1.2線性滑軌與滑塊--P38 3.1.3滾珠導螺桿與螺帽--P39 3.1.4聯軸器--P39 3.2滾珠導螺桿溫昇熱變形實驗設備--P40 3.3滾珠導螺桿溫昇熱變形量測方 法--P41 3.4滾珠導螺桿溫昇熱變形結果與討論--P41 3.3.1無預拉之導螺桿溫昇熱變形結果--P41 3.3.2預拉為150kg-cm之導螺 桿溫昇熱變形結果--P42 3.3.3預拉為300kg-cm之導螺桿溫昇熱變形結果--P43 第四章龍門加工中心機溫昇熱變形測試與分 析--P62 4.1龍門加工中心機簡介--P62 4.2龍門加工中心機溫昇熱變形量測--P62 4.2.1溫度量測系統--P62 4.2.2熱變形量測系 統--P63 4.3龍門加工中心機溫昇熱變形實驗方法--P64 4.4龍門加工中心機溫昇熱變形結果與討論--P66 4.4.1主軸旋轉溫昇熱 變形實驗結果--P66 4.4.2進給運動溫昇熱變形實驗結果--P66 4.4.3冷卻系統溫昇熱變形實驗結果--P67 4.4.4主軸旋轉且進給 運動溫昇熱變形實驗結果67 4.5多變數線性迴歸--P69 4.5.1多變數線性迴歸原理--P69 4.5.2多變數線性迴歸模型--P71 4.6模擬 補償--P 71 4.7龍門加工中心機溫昇熱變形量測結果與討論--P72 第五章結果與討論--P85 5.1陶瓷軸承主軸以油氣潤滑方式實 驗結果與討論--P85 5.2進給系統溫昇熱變形實驗結果與討論--P87 5.3龍門加工中心機溫昇熱變形實驗結果與討論--P88 參考 文獻--P89
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