Title

臥式帶鋸機鋸弓結構振動特性之探討

Translated Titles

Investigation of Vibration Characteristics of Horizontal Band Saw Frame Structure

DOI

10.6841/NTUT.2014.00896

Authors

鄭世易

Key Words

模態分析 ; 帶鋸機 ; 諧波響應 ; 有限元素方法 ; 田口法 ; Modal Analysis ; Band Saw Machine ; Harmonic response ; FEM ; Taguchi method

PublicationName

臺北科技大學製造科技研究所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2014年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

陳政順

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

在現今高精密、高效率與高壽命是帶鋸機發展的主要趨勢,帶鋸機的振動幅度大小決定機台之精密度,所以掌握了帶鋸機的剛性與動態特性,將有助於研究結構的振動,以避免共振,提升帶鋸機之效率及壽命。 本文利用有限元素分析方法對臥式帶鋸機進行結構分析,分析自然頻率以及響應,探討結構自然頻率之模態振型與響應,結合田口方法品質設計的原理,得到最佳因子解,與分析帶鋸機的耗材部分鋸帶,此部分零件容易有應力集中,在鋸帶緊邊扭轉段與主動輪彎矩段為應力最大處,藉由分析軟體可以得知長度與圓徑對於應力關係,最後找出此分析長度與田口法因子之間的關係求得最佳的解答,做為改善帶鋸機結構基準,初步結果顯示在模態一減少48.2%振幅與模態二減少10%振幅,以及鋸弓零件減少22%的質量。

English Abstract

In the present, high precision, high cutting speed and long lifetime have become the main developing trend of band saw machine. The amplitude of vibration of the machine affects the machine accuracy. Therefore, it is important to investigate the rigidity and dynamic characteristics of the band saw machine designed in order to avoid resonance phenomena and upgrade the efficiency and lifetime of the machine. The structural analysis of a selected horizontal metal band saw machine based on 3D finite element model are conducted to obtain the structural natural frequencies and associated mode shapes, and the harmonic responses. The optimal design parameters of the band saw module based on the minimization of amplitude of lower vibration mode are also performed by the Taguchi method. The stress state into the blade is also analyzed to learn the relationship of blade length and driving wheel diameter. Finally, an improved design based on the above analysis is obtained. The preliminary results show that amplitude of vibration is reduced 48.2 % for first mode and 10 % for second mode as compared to original design.

Topic Category 機電學院 > 製造科技研究所
工程學 > 機械工程
Reference
  1. 2. 蔡孟皇,高速帶鋸機之結構分析與振動控制,碩士論文,虎尾科技大學創意工程與精密科技研究所,2011
    連結:
  2. 5. 陳柏翰,立式加工中心機結構特性之探討,全國精密製造研討會期刊,虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系,2013
    連結:
  3. 8. 王喻民,反應曲面法應用於鋸切參數之研究,碩士論文,虎尾科技大學機械與機電工程研究所,2010
    連結:
  4. 9. 江致毅,五軸工具磨床振動分析模式,碩士論文,虎尾科技大學機械與機電工程研究所,2009
    連結:
  5. 10. 蔣若舜,軸節式微型工具機結構最佳化之設計與微銑削動態特性之研究,碩士論文,中原大學機械工程研究所,2007
    連結:
  6. 12. 黃冠霖,影印機掃描器光學驅動模組之振動特性分析,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,2010
    連結:
  7. 1. 機械資訊,http://www.tami.org.tw/statistics.php
  8. 3. 韓斌,金屬切削的設計若干問題研究,碩士論文,浙江工業大學機械工程學院,2012
  9. 4. 張世超,帶鋸機之雙金屬鋸帶耐用度分析探討,碩士論文,逢甲大學材料與製造工程機械工程組,1996
  10. 6. P. Gendraud,J.-C.Roux and J.-M.Bergheau, " Vibrations and stresses in band saws:A review of literature for application to the case of aluminium-cutting high speed band saws ", Journal of Materials Processing Technology,2003,pp109-116
  11. 7. 曾潮金,工業帶鋸之鋸削模式建立與驗證,碩士論文,清華大學動力機械學系,1995
  12. 11. 王柏村,振動學,全華科技圖書股份有限公司,2008
  13. 13. 李輝煌,田口方法品質設計的原理與實務,高利圖書有限公司,2011