系統識別號 | U0002-0503202010590900 |
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DOI | 10.6846/TKU.2020.00096 |
論文名稱(中文) | 耐高溫樹脂砂輪之研製 |
論文名稱(英文) | Fabrication of High Temperature Resistant Resin Bond Grinding Wheel |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 機械與機電工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 108 |
學期 | 1 |
出版年 | 109 |
研究生(中文) | 蔡易庭 |
研究生(英文) | I-Ting Tsai |
學號 | 607370110 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2019-01-08 |
論文頁數 | 58頁 |
口試委員 |
指導教授
-
趙崇禮
委員 - 謝榮哲 委員 - 何嘉哲 |
關鍵字(中) |
硬質合金 磨削加工 聚醯亞胺 |
關鍵字(英) |
Cemented carbide Grinding Polyimide |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
硬質合金是目前常見切削刀具材料之一,其具有高硬度、高耐磨性及優異的切削性能。但因為這些特性使硬質合金的加工不易,目前多用樹脂砂輪以研磨方式進行加工,但為了提升研磨效率,許多工廠選擇加重進刀量研磨硬質合金,這會產生更多的研磨熱而造成砂輪磨耗過快。本研究使用不同耐高溫樹脂作為結合劑,製作耐高溫樹脂砂輪,在硬質合金工件上進行研磨實驗,明顯改善砂輪磨耗量。 |
英文摘要 |
Cemented carbide is one of the common cutting tool materials, which has high hardness, high wear resistance and excellent cutting performance. Because of these characteristics, the machining of cemented carbide is not easy. At present, most of them are processed by grinding with resin grinding wheels. However, in order to improve the grinding efficiency, many factories choose to increase the feed rate to grind the cemented carbide. This will generate more grinding heat and cause the wheel to wear fast. In this study, different high temperature resistant resins were used as binders to make high temperature resistant resin bond grinding wheels, and grinding experiments were performed on cemented carbide, which significantly improved the wheel wear. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 目錄 I 圖目錄 III 表目錄 VI 第一章、導論 1 1-1 前言 1 1-2研究動機 2 1-3研究目的 2 第二章、文獻回顧及理論基礎 3 2-1 研磨加工原理 3 2-2 砂輪組成 4 2-2-1結合劑 4 2-2-2磨料 7 2-3 砂輪磨耗與填塞 9 2-3-1 砂輪磨損 9 2-3-2砂輪的修整與削銳 10 2-4 脆性材料移除機制 11 2-5 磨削加工之參數探討 13 第三章、實驗方法及設備 16 3-1實驗規劃 16 3-2實驗材料與設備 17 3-2-1樹脂砂條砂輪製作設備 17 3-2-1-1耐高溫樹脂 17 3-2-1-2磨料與添加劑 18 3-2-1-3製作設備 19 3-2-2 研磨設備 21 3-2-3量測分析儀器 24 3-3 實驗流程 29 3-3-1砂條製作流程 29 3-3-2砂輪製作流程 30 3-3-3平面研磨測試 32 第四章 結果與討論 33 4-1 樹脂熱分析實驗結果 33 4-2 砂條硬度抗折測試結果 38 4-2-1 硬度測試 38 4-2-2 四點抗折測試 40 4-3 平面研磨實驗之結果 43 4-3-1 主軸負載 43 4-3-2 研磨比 47 4-3-3 表面粗糙度 49 4-3-4 耐磨測試 51 第五章 結論 53 第六章 未來展望 54 參考文獻 55 圖目錄 圖2-1磨粒與結合劑 4 圖2-2不同結合劑磨削後的工件表面 (a)銅基 (b)樹脂基 (c)鋁基 【4】 6 圖2-3砂輪主要三種不同的磨損情形 9 圖2-4鑽石磨粒之磨耗模式 (a) 完整的磨粒且上面還包覆著金屬鍍膜; (b) 尖銳突出的磨粒; (c)磨平的磨粒; (d) 部分破碎的磨粒殘留於樹脂內; (e) 磨粒突出但部分破碎; (f)磨粒脫落所留下之孔洞; (g)孔洞殘留金屬薄膜; (h) 孔洞殘流部份金屬薄膜 10 圖2-5顯示砂輪表面完成(a)削正與(b)削銳程序後所得之表面形貌【10】 11 圖2-6不同進給率磨削後工件的表面(a) 6mm/min (b) 9mm/min 14 (c) 12mm/min (d) 15mm/min 14 圖3-1研究流程圖 16 圖3-2 LS105-SP鍍鎳鑽石粉 18 圖3-3銅粉 18 圖3-4鎳粉 18 圖3-5石墨粉 18 圖3-6砂條模具圖 19 圖3-7砂輪模具圖 19 圖3-8練太郎脫泡攪拌機 20 圖3-9真空熱壓成型機 20 圖3-10 hBN粉 21 圖3-11 DP 460 環氧樹脂 21 圖3-12 EQUIP TOP1224CNC磨床【23】 22 圖3-13 紅銅複合修整塊 23 圖3-14 碳化鎢ST7塊 23 圖3-15 熱分析儀SDT650 24 圖3-16 HR-522硬度測試儀 25 圖3-17 泓達萬能試驗機 26 圖3-18 TESA MICRO HITE 100 27 圖3-19 Mitutoyo SJ-210 28 圖3-20 磨料圈與鋁台金黏結 30 圖3-21 砂輪加工示意圖 31 圖3-22 砂輪成品圖 31 圖3-23研磨測試示意圖【26】 32 圖4-1 939P酚醛樹脂DSC/TGA圖 33 圖4-2 P84 NT1聚醯亞胺樹脂DSC/TGA圖 34 圖4-3 P84 NT1 15G聚醯亞胺樹脂DSC/TGA圖 34 圖4-4 P84 NT2聚醯亞胺樹脂DSC/TGA圖 35 圖4-5 P84 UHT聚醯亞胺樹脂DSC/TGA圖 35 圖4-6 P84 UHT 15G聚醯亞胺樹脂DSC/TGA圖 36 圖4-7 2604聚醯亞胺樹脂DSC/TGA圖 36 圖4-8樹脂10%失重溫度比較圖 37 圖4-9 砂條測試圖 38 圖4-10砂條硬度比較圖 40 圖4-11砂條四點抗折示意圖 41 圖4-12砂條抗折強度比較圖 43 圖4-13 研磨主軸負載 44 圖4-14 939P砂輪研磨前表面圖 45 圖4-15 939P砂輪研磨後表面圖 45 圖4-16 2604砂輪研磨前表面圖 45 圖4-17 2604砂輪研磨後表面圖 45 圖4-18 P84 NT1砂輪研磨前表面圖 45 圖4-19 P84 NT1砂輪研磨後表面圖 45 圖4-20 P84 NT1 15G砂輪研磨前表面圖 46 圖4-21 P84 NT1 15G砂輪研磨後表面圖 46 圖4-22 P84 NT2砂輪研磨前表面圖 46 圖4-23 P84 NT2砂輪研磨後表面圖 46 圖4-24 P84 UHT砂輪研磨前表面圖 46 圖4-25 P84 UHT砂輪研磨後表面圖 46 圖4-26 P84 UHT 15G砂輪研磨前表面圖 47 圖4-27 P84 UHT 15G砂輪研磨後表面圖 47 圖4-28研磨比比較圖 48 圖4-29 10%失重溫度與研磨比關聯圖 48 圖4-30量測示意圖 49 圖4-31 Ra比較圖 50 圖4-32 P84 NT1砂輪研磨工件表面圖 50 圖4-33 研磨主軸負載 51 圖4-34 P84 UHT 15G研磨後表面圖 52 圖5-1 1V1型CBN P84 UHT 15G 砂輪 54 表目錄 表2-1各種結合劑的特性及用途 7 表2-2磨料的特性及使用範圍 8 表3-1聚醯亞胺樹脂粉規格表 17 表3-2 939P酚醛樹脂規格表 18 表3-3練太郎脫泡攪拌機規格表 20 表3-4 EQUIP TOP1224CNC磨床規格表【23】 22 表3-5 ST7規格表【24】 23 表3-6熱分析儀規格【25】 24 表3-7 HR-522硬度測試儀規格表 25 表3-8泓達萬能試驗機HT-2402 26 表3-9 Mitutoyo SJ-210規格表 28 表3-10砂輪配方表 29 表3-11各款樹脂砂輪燒製溫度 30 表3-12研磨測試參數表 32 表4-1 樹脂10%失重溫度比較表 37 表4-2砂條硬度測試表 38 表4- 3砂條抗折強度測試表 41 表4-4 研磨比計算表 47 表4-5 Ra量測紀錄表(µm) 49 表4-6 研磨比計算表 52 |
參考文獻 |
參考文獻 1 王先逵,“精密機械加工原理”,高立圖書有限公司,2007。 2 D. Herman, J. Krzos,“ Influence of vitrified bond structure on radial wear of CBN grinding wheels”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 5377-5386, 2009. 3 J. Qian, W. Li, H. Ohmori, “Precision internal grinding with a metal-bonded diamond grinding wheel”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 105, pp. 80-86, 2000. 4 S.X. Wang, G. Lin, X.J. Liu, B. Geng, S.C. Niu, “ Manufacture of a new kind diamond grinding wheel with Al-based bonding agent” , journal of materials processing technology 209, 1871–1876, 2009. 5 喻懷仁,“金屬切削原理”,宇夏人民出版社,上海市,1990。 6 S.Y. Luo, Y.C. Liu, C.C. Chou, T.C. Chen, “Performance of powder filled resin-bonded diamond wheels in the vertical dry grinding of tungsten carbide” , Journal of Materials Processing Technology, Vol. 118, pp. 329-336, 2001. 7 W.K. Chen, H. Huang, “Ultra precision grinding of spherical convex surfaces on combination brittle materials using resin and metal bond cup wheels”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 140, pp. 217–223, 2003. 8 S.Y. Luo, Y.S. Liao, C.C. Chou, J. Chen, “Analysis of the wear of a resin-bonded diamond wheel in grinding of tungsten carbide”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 69, pp. 289-296, 1997. 9 S.Y. Luo, Y.C. Liu, “Effect of copper filler of resin-bonded diamond composites on the wear behaviors under a dry condition”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 96, pp. 215-224, 1999. 10杉田忠彰,上田完次,“機械加工”,機械研究,1984年10月號,pp.1-4。 11 X. Chen and W.B. Rowe,“Analysis and Simulation of the grinding process. Part1: Generation of the grinding wheel surface”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 36, pp. 871-882, 1996. 12 X. Chen, D.R. Allanson, W.B. Rowe, “Life cycle model of the grinding process”, Computers in Industry, 36, pp. 5-11, 1998. 13 W.K. Chen, H. Huang, L. Yina, “Loose abrasive truing and dressing of resin bond diamond cup wheels for grinding fibre optic connectors” , Journal of Materials Processing Technology, Vol. 159, pp. 229–239, 2005. 14 曾健棕,“應用雙軸振動於碳化鎢磨削之研究”,國立雲林科技大學機械工程系碩士班,碩士論文,2007。 15 F.Z. Fang, L.J. Chen, “Ultra-Precision Cutting for ZKN7 Glass”, Annals of the CIRP, 49, pp. 17-20, 2000. 16 P.L. Tso, “Study on the grinding of Inconel 718",Journal of Materials Processing Technology, Vol. 55, pp.421 – 426, 1995. 17 D.J. Stephenson, D. Veselovac, S. Manley, J. Corbett, “Ultra precision grinding of hard steels”, Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology Vol. 25, pp. 336-345, 2001. 18 Z. Zhong, N.P. Hung, “Grinding of alumina/aluminum composites” , Journal of Materials Processing Technology Vol. 123, pp. 1317, 2002. 19 W.K. Chen, H. Huang, “Ultra precision grinding of spherical convex surfaces on combination brittle materials using resin and metal bond cup wheels”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 140, pp. 217–223, 2003. 20 A. Abdullah, A. Pak, M. Farahi, M. Barzegari, “Profile wear of resin-bonded nickel-coated diamond wheel and roughness in creep-feed grinding of cemented tungsten carbide”, Journal of Materials Processing Technology Vol. 183, p. 165-168, 2007. 21 Wikipedia, the free encyclopedia. Polyimide. https://en.wikipedia.org/wiki/Polyimide 22昇茂金屬股份有限公司。產品介紹。取自:http://www.sheng-maw.com.tw/products.php 23 衆程科技股份有限公司。高精密平面磨床。取自:http://www.equiptop.com.tw/tw_products_detail.asp?Fkindno=F002357&Skindno=S003931&Pidno=201408260005 24 春保森拉天時鎢鋼合金股份有限公司。硬質合金冷間鍛造成型模。取自:http://www.cbcarbide.com/uploads/product/en/301CBCT_Nibs_Catalog(CN).pdf 25 TA儀器。SDT 650同步熱分析儀。取自:https://www.tainstruments.com/sdt-650/?lang=zh-hant 26 K. Grant. Surface Finish Two main categories of grinding. https://slideplayer.com/slide/13829347/ |
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