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車床 乾車 削加工過程中刀具振動對表面粗糙度的 影響 EFFECT OF TOOL VIBRATIONS ON SURFACE ROUGHNESS DURING LATHE DRY TURNING PROCESS. 班級 : 自控四甲 學 號 :49812022 、 49812036 姓名 : 江韋志 、 史豐魁. 目錄. 摘要 介紹 實驗 變因與過程 命名規則 實驗表格 ( 一 ) ANOVA 分析 實驗 表格 ( 二 ) 交叉分析結果

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Presentation Transcript
effect of tool vibrations on surface roughness during lathe dry turning process

車床乾車削加工過程中刀具振動對表面粗糙度的影響EFFECT OF TOOL VIBRATIONS ON SURFACE ROUGHNESSDURING LATHE DRY TURNING PROCESS

班級:自控四甲

學號:49812022、49812036

姓名: 江韋志 、 史豐魁

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目錄
  • 摘要
  • 介紹
  • 實驗變因與過程

命名規則

實驗表格(一)

ANOVA分析

實驗表格(二)

交叉分析結果

進給速度、切削深度和切削速度(FDS)相互影響動態刀具動力和表 面粗糙度(一)

進給速度、切削深度和切削速度(FDS)相互影響動態刀具動力和表面粗糙度(一)

切削速度和刀尖半徑與刀具動力和表面粗糙度的相互作用影響

  • 討論
  • 結論
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摘要
  • 選擇優化的切削參數是非常重要的可以控制所要求的表面品質。實作和理論中表面粗糙度之間的差異可以歸因於刀具點和振動的切割面的摩擦物理和動態現象。
  • 這項文獻的重點為車床乾式切削時不同的變因的程度之表面粗糙度和刀具的振動數據的收集和分析。
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介紹
  • 在機械工加工中,工件的表面品質是重要的。因此,優化的切削參數的選擇就變得非常重要。大量的理論分析和實驗研究表面粗糙度有關車削操作已經被研究。但是,切削參數之間的相互作用,並沒有考慮在過程中考慮到。
  • 事實上,表面粗糙度可受許多其他因素,如積屑瘤的形成和振動的影響。本文的目的是討論刀具的振動產生在乾車削操作的碳鋼表面粗糙度的影響。
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實驗變因與過程
  • 本次實驗使用全因子方法,能夠準確的了解所有獨立變因之間的相互作用。
  • 實驗的變因為切削速度、進給速度、切削深度、刀尖半徑、工件長度和刀具長度。
  • 最後兩個變因被加入是因為猜想改變工件長度和刀具長度產生的振動可能會影響到表面的品質。
  • 實驗材料為低碳鋼材料。
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實驗表格(一)

表一、實驗設計與參數

  • 使用的刀具為刀鼻半徑0.79mm和1.59mm,材料為ANSI1018長度為152mm和305mm。 進行了288次實驗。
anova
ANOVA分析
  • 變異數分析(Analysis of variance,簡稱ANOVA)為資料分析中常見的統計模型,主要為探討連續型(Continuous)資料型態之因變數(Dependent variable)與類別型資料型態之自變數(Independent variable)的關係,當自變項的因子中包含等於或超過三個類別情況下,檢定其各類別間平均數是否相等的統計模式,
  • 變異數分析依靠F-分布為機率分布的依據,利用平方和(Sum of square)與自由度(Degree of freedom)所計算的組間與組內均方(Mean of square)估計出F值,若有顯著差異則考量進行事後比較或稱多重比較(Multiple comparison),用於探討其各組之間的差異為何。
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實驗表格(二)

表二、表面粗糙度分析

表三、動態刀具力分析

  • 表面粗糙度的分析中fDS的F值最低。
  • 動態刀具力分析中fDS的F值最低。
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交叉分析結果

表四、交叉分析

  • 表面粗糙度與刀具力有共同關係的變因為:進給率、切削深度、切削速度
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進給速度、切削深度和切削速度(FDS)相互影響動態刀具動力和表面粗糙度(一)進給速度、切削深度和切削速度(FDS)相互影響動態刀具動力和表面粗糙度(一)
  • 圖一在切削速度為160m/min,觀察到不管所使用的進料速率多少在切削深度(低於0.6mm),刀具的動力都很低,高於0.6mm後刀具動態力明顯提升。
  • 圖三當切削速度265m/min,進給速率沒有明顯影響刀具動態力。
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進給速度、切削深度和切削速度(FDS)相互影響動態刀具動力和表面粗糙度 (二)
  • 圖二切割速度為160m/min,切削深度沒有影響表面粗糙度,但進給速率為0.15mm/rev切削深度低於0.6mm時,表面粗糙度較差。
  • 圖四顯示了切割速度大於160m/min情形,切削深度沒有影響表面粗糙度。除了進給速率為0.15m/rev,切削深度大於0.6mm後表面粗糙度較好。
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切削速度和刀尖半徑與刀具動力和表面粗糙度的相互作用影響切削速度和刀尖半徑與刀具動力和表面粗糙度的相互作用影響
  • 圖5顯示,除了在切削速度為160m/min刀尖半徑對刀具動力有影響外,其他速度則影響不大。
  • 如圖6所示的切削速度和刀鼻半徑影響表示,使用較大的刀鼻半徑時切削速度劇烈的影響表面粗糙度。而刀鼻半徑小時,則沒有甚麼差異。
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討論
  • 要達到最好的表面光潔度需具有較大的刀鼻半徑(1.59mm),切削速度等於或高於265m/min的水準。
  • 三個層次之間相互作用的分析還顯示,切削速度、刀鼻半徑和進給速率對表面粗糙度進行交互影響。
  • 這個導致表面粗糙度劣化的原因可以歸因於增加的動態刀具力,不良的工作條件發生導致積屑瘤的發生。
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結論
  • 1.結果表明,進給速率(f)和刀尖半徑(r)的改變對表面粗糙度的影響最大,其次是切削速度(S)。
  • 2.在積屑瘤範圍內操作時,積屑瘤形成導致表面粗糙度惡化,增加動態作用力工具。所以建議,避開切屑瘤的形成,對表面粗糙度有很大幫助。
  • 3.分析結果顯示,最佳表面粗糙度條件是使用:

(1)低進給速度(小於0.35mm/rev)

(2)大刀尖半徑(1.59mm)

(3)較高的切割速度(265m/min以上)。

  • 4.切割深度(D)對表面粗糙度的影響不顯著。
  • 5.在需要最大的除去率時可通過增加切削深度而對表面粗糙度無顯著的影響。
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參考資料
  • http://tupian.baike.com/s/%E8%BD%A6%E5%88%80/xgtupian/1/4?target=a0_58_76_01300000211103121764765762607.jpg
  • https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%B9%E5%B7%AE%E5%88%86%E6%9E%90
  • https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%B9%E5%B7%AE%E5%88%86%E6%9E%90