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研究生: 楊昭烈
Chao-Lieh Yang
論文名稱: 應用田口方法於刀具磨耗的可靠度分析與玻璃纖維切斷製程最佳化之研究
Optimal Machining Parameters in the Cutting Process of Glass Fiber Using the Reliability Analysis Based on Taguchi Methods
指導教授: 徐世輝
Shey-Huei Sheu
口試委員: 蘇朝墩
Chao-Ton Su
林義貴
Yi-Kuei Lin
孫智陸
Juh-Luh Sun
柯沛程
Pei-Cheng Chuan
巫木誠
Muh-Cheng Wu
王國雄
Kuo-Shong Wang
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 管理學院 - 管理研究所
Graduate Institute of Management
論文出版年: 2008
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 184
中文關鍵詞: 磨耗韋伯分佈薄型刀片田口方法可靠度最佳化玻璃纖維切斷加工
外文關鍵詞: Wear, Weibull distribution, Thin-edge blade, Taguchi method, Reliability, Optimal, Glass fiber, Cutting
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  • 本論文之研究目的是期望藉由切斷參數之最佳選擇、刀具磨耗量之正確掌握及刀具磨耗之可靠度分析,以確保纖維之切斷品質,並以可靠度韋伯模數分析與田口方法的結合,來達成切斷製程參數最佳化。在切斷玻璃纖維時,以確實掌握刀具之磨耗與壽命並進行可靠度分析,由實驗結果顯示刀具磨耗之累積機率密度函數趨近於韋伯分佈,由刀具之磨耗量推估刀具壽命,作為是否更換刀具之參考。為了確保切斷品質及刀具磨耗之極小化,並應用田口方法進行實驗規劃,針對切斷速度、切斷量及切斷壓力實驗因子之加工特性,求得各加工參數對切斷品質及刀具磨耗之影響程度,進而求得最佳組合參數,透過刀具磨耗與韋伯模數之可靠度分析,最後實驗加以驗證。本論文得知對刀具磨耗之較佳條件為低切斷速度、高切斷量及中切斷壓力,而切斷量則較不顯著。刀具切斷玻璃纖維時其磨耗量變異分析之結果顯示,較顯著的參數有切斷速度佔49.17%,切斷壓力佔20.33%。透過韋伯模數對切斷參數之分析得到切斷速度為5.7m/s、切斷量150piece和切斷壓力27kgf/cm2為較佳條件。綜合刀具磨耗和韋伯模數之結論,發現最佳之切斷參數條件為A1B3C3,即低切斷速度、高切斷量及低切斷壓力。最後本論文結果顯示田口方法對玻璃纖維切斷製程參數最佳化具有刀具磨耗改善63.54%,及提高產量36.00%之效益。


    Based on reliability analysis, this paper describes a new approach for optimizing the cutting process using the Taguchi method. This approach uses optimized cutting parameters, such as the cutting speed, the cutting volume, and the cutting load for cutting glass fibers, with the application of the Weibull modulus to the blade wear. According to the experimental results, the thin-edge blade wear distribution approximated to a Weibull distribution, and the cumulative probability could be determined after 12 iterations. The minimum blade wear, using the Taguchi method, was found to be the lowest cutting speed, and the medium cutting load. The cutting volume had little effect on blade wear. An analysis of the variance of the blade wear indicated that the cutting speed (49.17 per cent) and load (20.33 per cent) were the most significant parameters in the cutting process of glass fibers. The optimum cutting conditions for the Weibull modulus were found to be as follows: speed, 5.7 m/s; volume, 150 piece; load, 27 kgf/cm2. Comparing the wear with Weibull modulus, the most optimal cutting parameter is A1B3C3. The experimental results reveal that the Taguchi method provides the optimum parameters for the cutting of glass fibers.

    中文摘要 ---------------------------------------------------Ⅰ 英文摘要 ---------------------------------------------------Ⅱ 誌謝 ---------------------------------------------------------Ⅲ 目錄 ---------------------------------------------------------Ⅳ 符號索引 ---------------------------------------------------Ⅶ 圖目錄 ------------------------------------------------------Ⅷ 表目錄 -- ----------------------------------------------------Ⅹ 第一章緒論 --------------------------------------------------1 1.1研究動機與目的 ----------------------------------------1 1.2研究架構 -------------------------------------------------2 1.3研究流程 -------------------------------------------------2 1.4研究限制 -------------------------------------------------4 第二章文獻回顧 --------------------------------------------5 2.1刀具磨耗可靠度 ----------------------------------------5 2.2田口方法應用於製程最佳化 ------------------------5 第三章玻璃纖維製程與刀具磨耗 ----------------------8 3.1玻璃纖維與製程介紹 ----------------------------------8 3.1.1玻璃纖維抽絲製程 -----------------------------------8 3.1.2玻璃纖維複合材料加工製程 ---------------------19 3.1.3玻璃纖維布之生產製程 ----------------------------44 3.1.4複合材料特性 -----------------------------------------51 3.1.5玻璃纖維複合材料產品與應用 -------------------54 3.1.6玻璃纖維複合材料設計 -----------------------------55 3.2切斷製程 --------------------------------------------------55 3.3刀具磨耗 --------------------------------------------------60 3.3.1刀具磨耗量測 ------------------------------------------60 3.3.2刀具磨耗形成 ------------------------------------------61 3.3.3刀具磨耗過程 ------------------------------------------61 3.3.4刀具磨耗原因 ------------------------------------------61 3.3.5刀具破損 ------------------------------------------------63 第四章可靠度理論分析 -----------------------------------64 4.1機率密度函數 --------------------------------------------65 4.2韋伯分佈函數 --------------------------------------------66 4.3韋伯函數的可靠度函數 --------------------------------67 4.4韋伯分佈的應用 ------------------------------------------68 第五章田口方法 ----------------------------------------------72 5.1前言 ----------------------------------------------------------72 5.2田口方法原理 ----------------------------------------------72 5.2.1損失函數---------------------------------------------------75 5.2.2品質特性 --------------------------------------------------78 5.2.3參數設計選定 --------------------------------------------78 5.2.4直交表的選擇 --------------------------------------------79 5.2.5信號雜音比 -----------------------------------------------79 5.2.6變異數分析 -----------------------------------------------84 5.3田口方法應用實例 ----------------------------------------85 5.3.1切股In-Line切斷性及完整性製程條件最適化 ----85 5.3.2Blade Life對Cutting Yarn品質的影響 ----------------85 5.3.3切股氈切刀壽命最大化 --------------------------------85 第六章實驗程序 -----------------------------------------------86 6.1實驗目的 -----------------------------------------------------86 6.2實驗材料與設備 --------------------------------------------86 6.3切斷模式 ------------------------------------------------------87 6.4實驗規劃 ------------------------------------------------------87 6.4.1定義實驗目標函數 ---------------------------------------88 6.4.2定義實驗參數及水準值 ---------------------------------88 6.4.3選擇直交表 -------------------------------------------------88 6.4.4量測刀具磨耗 ----------------------------------------------90 6.4.5計算刀具磨耗量及求得韋伯模數 ---------------------90 6.4.6計算刀具磨耗及韋伯模數之信號雜音比 ------------90 6.4.7變異數分析 --------------------------------------------------91 6.4.8確認實驗 -----------------------------------------------------91 6.5實驗結果 -------------------------------------------------------94 第七章結果與討論 ----------------------------------------------97 第八章結論與建議 ---------------------------------------------107 8.1研究貢獻 ------------------------------------------------------107 8.2結論 ------------------------------------------------------------107 8.3後續研究建議 ------------------------------------------------108 參考文獻 ----------------------------------------------------------109 名詞解釋 ----------------------------------------------------------112 附錄 ----------------------------------------------------------------121 附錄一 切股In-Line切斷性及完整性製程條件最適化 -121 附錄二 Blade Life對Cutting Yarn品質的影響--------------130 附錄三 切股氈切刀壽命最大化 -----------------------------139 附錄四 Data Sheet ------------------------------------------------146 作者簡介 -----------------------------------------------------------167

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    無法下載圖示 全文公開日期 2009/11/28 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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