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研究生: 劉家麟
Jia-Lin Liu
論文名稱: 無屑螺絲攻智慧化攻牙之研究
Research on Intelligent Tapping for Fluteless Taps
指導教授: 修芳仲
Fang-Jung Shiou
鄧昭瑞
Geo-Ry Tang
口試委員: 修芳仲
Fang-Jung Shiou
鄧昭瑞
Geo-Ry Tang
陳亮光
Liang-kuang Chen
陳品銓
Pin-Chuan Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 無屑螺絲攻切削動力計刀具壽命監視系統
外文關鍵詞: Micro fluteless taps, Dynamometer, Tool life, Monitoring system
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  • 本研究探討智慧化攻牙,內容可分為三部分,第一部分是開發工具機的遠端監視系統。此系統是將網際網路與攻牙製程結合,由資訊模組、加工參數模組、位置模組與影像模組構成。使用者可以透過電腦即時監控工具機的加工狀況與判斷刀具是否正常運作。第二部分是在工件下方裝置動力計,當以微型無屑螺絲攻於不銹鋼SUS304板材進行攻牙時,可即時量測攻牙過程的軸向推力。經由分析軸向推力的訊號,與對應時間點螺絲攻的磨耗程度,進而建立軸向推力變化與磨耗量的關係、軸向推力與攻牙孔數曲線圖及磨耗量與攻牙孔數曲線圖。達到線上監控絲攻可用程度的目標。最後的部分是以螺紋栓規與飽牙率來檢驗螺紋的品質,建立飽牙率與攻牙孔數相對關係的分析結果。期盼研究結果可提供業界作為攻牙製程之參考。


    In order to carry out the intelligent micro tapping, this study developed the monitoring system to check the thrust force and the breakage of the micro fluteless taps. The developed system includes the information module, the process parameter module, the position module, and the image-acquisition module, to retract the information of CNC controller, by using the IP Communications protocol connecting to the CNC controller. The machine operating status can be displayed and monitored on the developed system. A dynamometer was set up to perform the tapping thrust force measurement for tapping a stainless steel SUS304. The thrust force was measured during tapping, and the signal analysis has been performed for the detection of tool wear and tool breakage of the used micro fluteless taps. Finally, the quality of the thread was tested by the thread plug gauge and the index of the thread full rate. The plots of the tapping thrust force vs. number of tapping, tool wear vs. number of tapping, thread full rate vs. number of tapping, have been investigated in this study. It is expected that the research results can provide the industry some useful information regarding the tapping process.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖索引 VII 表索引 IX 符號表 X 第一章 緒論 1 1.1 研究目的 3 1.2 文獻回顧 5 1.2.1 刀具監控技術 5 1.2.2 智慧化製造 7 1.3 研究流程 9 1.4 論文架構 10 第二章 微型無屑螺絲攻簡介 11 2.1 微型無屑螺絲攻幾何特徵 12 2.1.1 吃入部錐角 13 2.1.2 稜脊 14 2.1.3 油溝 14 2.2 無屑螺絲攻的製程 15 2.3 無屑螺絲攻的攻牙過程 17 第三章 工具機遠端監視與刀具狀態監控 18 3.1 智慧化攻牙之系統規劃 18 3.2 遠端監視系統 20 3.3 Microsoft Visual Studio 22 3.4 Microsoft Visual C# 22 3.5 數位製造平台 SkyMars 23 3.6 刀具狀態監控(Tool condition monitoring, TCM) 27 第四章 實驗設計 29 4.1 無屑螺絲攻的線上量測 29 4.1.1 加工方式 29 4.1.2 攻牙軸向推力量測 32 4.2 刀具壽命簡介 34 4.3 螺紋品質檢驗 36 4.3.1 飽牙率 36 4.3.2 螺紋栓規 43 4.4 磨耗量 46 4.5 一維三階小波包分解 50 第五章 實驗結果 54 5.1 工具機遠端參數擷取 54 5.2 螺紋品質檢驗 58 5.3 動力計即時監控與換刀條件 60 5.4 稜脊磨耗量測 67 第六章 結論與未來展望 68 6.1 結論 68 6.2 未來展望 69 參考文獻 70 附錄A 74 附錄B 75

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