钻孔後的毛边影像之极座标建立与资讯分析 - ctuedutw.PDF

2008 年彰雲嘉 大學校院聯盟學術研討會 2008.12.5國立彰化師範 大學 鑽孔後的毛邊影像之極座標建立與資訊分析 1 1 1 2 洪信安 、毛祚飛 、方亮彬 、黃舒靖 1 建國科技大學機械工程系暨製造科技研究所教授 2 建國科技大學機械工程系暨製造科技研究所研究生 摘要 磨耗寬度。 鋁材工件在機械式鑽孔加工後，往往產生毛邊 另由改善鑽削後毛邊相關研究中 ，學者Lee和 殘留，嚴重影響加工品質優劣。本文係針對鋁材於鑽 Dornfeld [4]研究碳化鎢的微鑽孔 過程，首先 以不銹鋼 孔後利用所取得之毛邊數位影像，以 MATLAB程式 304 加工過程建立參數，進而瞭解 毛邊形成機制； 進行量化處理。本研究主要藉由加工後孔徑區域的影 Gaitonde 等人 [5]利用 基因 演算 分析ANSI 316L鑽孔 像資料，找出其圓心所在，接著再以圓心為極座標 ， 過程， 獲得較佳鑽削 參數，同時發 現鑽唇角 (point 觀察工件在毛邊附近之行為，包括同一半徑上毛邊 angle)和切削速度對毛邊的形成影響最大； Ko 等人 的平均高度及標準差，並觀察毛邊沿圓周方向的不 [6]利用階 級鑽削 方式，以減少毛邊形成；Lin [7] 利 規則變化情形。藉由本研究分析方式，可提供精準的 用 鍍有氮化 鈦(TiN) ，且有曲線邊 刃的 刀具進行 SUS 毛邊量化數據，以作為加工參數最佳化的判斷依據 ， 304 不銹鋼的鑽 切 ，並觀察各種毛邊的形成；Kim [8] 進而成為未來改善鑽孔加工品質的重要工具。 由實驗建立鑽孔控制圖，並對 AISI 304L 不銹鋼 ，以 及 AISI 4118合金鋼 進行鑽孔，並預測其加工結果 ， 關鍵字 ：鑽孔，毛邊，影像處理。 由實驗發現所建立之控制圖可有 助瞭解毛邊形態 ，並 預測鑽孔狀況 。 1. 前言 由上 述學者相關研究中 ，可明顯發現工件 表面 鋁材工件 一般以傳統鑽孔加工後，往往會產生 進行鑽孔加工時 ，不論採何種最佳化方法 企圖改進 難以量化及形狀不一的毛邊殘留，而毛邊的存在， 加工品質時 ，最大的困難點 為毛邊無法有效量測 並 常成為業界對於加工品質優劣的評量標準，現今常 量化，而使後續相關加工參數分析 等研究進行， 缺 見毛邊影像種類主要可分成三種： (a)實物之 2D影 乏其客觀性。因此本研究創新 以白光干涉儀所量 測之 像，無法呈現高度資訊； (b)虛擬之 3D彩色數位影 工件表面鑽削後毛邊影像資料，利用 MATLAB程式 像，以 RGB色彩顯示高度訊息； (c)虛擬之 2D 灰階 進行毛邊量化處理，建立具客觀 且可提供分析之毛 數位影像，以灰階顯示高度資訊。 (如圖一所示) 邊量化數據，作為後續加工參數最佳化的判斷依據 ， 近年隨著微鑽孔加工技術精度日漸提升，毛邊 及改善加工品質的重要參考工具。 去除更是一項重要後處理製程。以往研究大都藉由對 2. 實驗 方法 加工參數進行控制分析，期望大幅減少加工後毛邊 2.1 實驗設 備