摘要
本研究以精密外圓磨床數值模型進行砂輪研磨（或加工）之振動研究，並以系統動柔度之最大負實部絕對值為性能指標，探討工具機結構動態特性與穩定性，可提供業者於產品開發初期之設計評估參考。文中首先依Lagrange能量法推導出具有九個自由度的全型機外圓磨床集中參數動力學模型，利用結構動態設計能量平衡原理，假設原型機於無阻尼情況下，依序求出整機於各自然頻率下之模態柔度、各子結構慣性能、與結合介面彈性能分佈率等資料，決定出足以代表系統結構動態性能指標的主要影響因子，並比較原型機與改變設計參數後之情形；同時運用了實驗設計法之直交表配置技巧，採用了五水準中央混合旋轉設計(central composite rotatable design)之規劃，以反應曲面法(Response Surface Methodology, RSM)之二次迴歸關係式建立了替代模型，並評估其預測的能力，進而與全面搜尋最佳化參數結果比較，顯示實驗設計法參數規劃配置對研究獲取系統穩定性之最佳化參數有很好的效果，替代模型於規劃範圍內也有一定程度的預測能力，使結構穩定性能指標的最大負實部絕對值數值，由原型機的0.2135μm/N，減至0.1092μm/N，降低了49%，達到改善內圓磨床之動態特性的目標。