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研究生： 藍梁綸
Lan, Liang-Lun
論文名稱： Cubitron II 砂輪的磨削性能研究
A study on Grinding Abilities of Cubitron II Wheel
指導教授： 左培倫
Tso, Pei-Lum
口試委員: 顏丹青
Yen, Tan-Ching
鄧建中
Deng, Jian-Zhong
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2017
畢業學年度： 105
語文別： 中文
論文頁數： 38
中文關鍵詞： 磨削加工 、Cubitron II磨料 、磨損平面 、軸向超聲輔助磨削
外文關鍵詞： Grinding, Cubitron II, Wear flat area, Ultrasonic assisted grinding
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    • 2009年，3M公司在發表了新式磨料技術──Cubitron™ II，它打破了過去「砂輪磨料均為不規則外型」的概念，其磨料為均一大小三角形氧化鋁陶瓷，這使得它的磨削機制與傳統磨料有很明顯的不同。對磨削加工而言，它有可能帶來更高的材料移除率，並在此同時維持良好的工件表面品質。
    本研究將針對Cubitron™ II磨料進行實驗。首先，驗證精密成型的三角形磨料能夠提供比起傳統氧化鋁磨料更好的加工成效，包括材料移除率、磨削力與表面粗糙度。接著再對Cubitron™ II磨料的工件施予軸向超聲振動加工，觀察其是否適用超聲輔助加工理論。最後再針對Cubitron™ II砂輪的磨耗進行實驗，嘗試預測其砂輪的使用壽命。希望透過研究判明Cubitron™ II磨料的加工優勢，以利後續的研究與發展。

    In 2009, 3M™ Company introduced a breakthrough technology with the launch of Cubitron™ II. Comprised of uniformly sized triangles of ceramic aluminum oxide, all the cutting edges are toward the maching surface. The precision shaped grains are designed to fracture as they wear, continuously forming sharp edges. Because of these properties, Cubitron™ II is different from conventional abrasives in grinding mechanism. Bring an opportunity to enhance the quality of grinding.
    This research presents the grinding mechanism of Cubitron™ II. Design grinding experiment to realize the grinding process of Cubitron™ II abrasive and compare with conventional aluminum oxide grinding wheel. Then, use Cubitron™ II wheel in ultrasonic assisted grinding checking if Cubitron™ II abrasive conform ultrasonic assisted grinding theory or not. Finally, investigate the wear of Cubitron™ II wheel that help us estimate the life of wheel.
    The goal of this research is to identify the advantages of Cubitron™ II in grinding process that will be in favor of the follow-up research and developments.

    摘要 p.I Abstract p.II 誌謝 p.III 目錄 p.IV 圖目錄 p.VII 表目錄 p.VIII 第一章 簡介 p.1 1.1 磨削加工 p.1 1.2 Cubitron™ II磨料 p.1 第二章 研究動機與目的 p.5 2.1 研究動機 p.5 2.2 研究目的 p.5 第三章 文獻回顧 p.6 3.1 磨削切屑型態 p.6 3.2 磨料外型 p.7 3.3 軸向超聲輔助磨削 p.8 3.4 砂輪磨耗 p.9 第四章 實驗規劃與設備 p.10 4.1 實驗規劃 p.10 4.2 實驗設備介紹 p.10 4.2.1 建德KGS-250WM1型平面磨床 p.10 4.2.2 Precisa XS1220M電子天秤 p.11 4.2.3 KISTLER Type-9257B壓電式三軸動力計 p.11 4.2.4 Mitutoyo SJ-301表面粗糙度測定機 p.11 4.2.5 Olympus 光學顯微鏡 p.12 4.2.6 先寧公司STC- 4SH5028壓電換能器 p.12 4.3 實驗砂輪 p.12 4.4 試片材料 p.13 4.5 磨削實驗內容 p.13 實驗1：Cubitron™ II砂輪比較實驗 p.13 實驗2：Cubitron™ II砂輪軸向超聲振動加工實驗 p.14 實驗3：Cubitron™ II砂輪磨耗實驗 p.15 第五章 評估項目介紹 p.16 5.1 平面磨削的幾何學 p.16 5.1.1 接觸弧長 p.16 5.1.2 材料移除率 p.17 5.1.3 無因次磨料切深 p.17 5.1.4 等效切屑厚度 p.18 5.2 磨削力（Grinding Force） p.18 5.3 比磨削能（specific grinding energy） p.19 5.4 表面粗糙度（Surface Roughness） p.20 5.5 磨損平面（Wear Flat Area） p.20 5.5.1 磨料的損耗 p.20 5.5.2 磨損平面與其影響 p.21 5.5.3 磨損平面的量測方式 p.22 第六章 實驗結果分析 p.24 6.1 Cubirton™ II砂輪比較實驗 p.24 6.1.1 材料移除率 p.24 6.1.2 磨削力與比磨削能 p.24 6.1.3 表面粗糙度 p.27 6.1.4 切屑分析 p.27 6.2 Cubirton™ II軸向超聲振動加工實驗 p.31 6.2.1 材料移除率 p.31 6.2.2 磨削力 p.31 6.2.3 表面粗糙度 p.32 6.3 Cubirton™ II砂輪磨耗實驗 p.33 第七章 結論與展望 p.36 7.1 結論 p.36 7.2 展望 p.37 參考資料 p.38

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