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沉頭鑽頭之靜態挫曲分析

為了解決m8外六角螺絲規格的問題，作者黃竣淞 這樣論述：

沉頭鑽頭在機械加工上的運用，可加工出具有沉孔形態之孔徑，於切削時先由小徑鑽頭將材料鑽出一小徑深孔，再以大徑鑽頭接續對材料鑽出大徑孔，使加工後的材料形成一階梯形態之深孔。此加工方式在工業上的應用相當廣泛，其主要應用目的在於可將沉頭鑽加工出的沉孔供六角螺絲配置使用，以改善以往需進行二次鑽孔才得以形成沉孔之加工方式。然而鑽頭在進行孔加工鑽削時，常會發生因切削參數不正確、工件難以切削或外部環境因素影響而導致切削中斷；此時，切削主軸若繼續下降，將會導致鑽頭刀具因挫曲而產生斷裂，造成工件損壞並對加工過程造成嚴重的影響。因此本研究在於探討沉頭鑽頭的靜態挫曲分析，研究不同的小徑鑽頭與大徑鑽頭的直徑比及長度比

在不同的組合下其靜態挫曲強度的變化。研究過程，先利用Euler理論導出臨界挫曲理論公式並計算出臨界挫曲理論值，經ANSYS數值分析，發現數值誤差約在2%內，印證數值的正確性。研究中針對沉頭鑽180。以及沉頭鑽90。兩種沉頭鑽進行分析，並以田口實驗法中的L9(34)直交表，規劃小徑直徑、小徑長度、大徑直徑以及大徑長度為四個因子，並以常用的M4、M6及M8規格設為三水準。研究結果顯示，兩種沉頭鑽均具有小徑直徑愈大、小徑長度愈短、大徑直徑愈大和大徑長度愈短，其分析出的臨界挫曲值愈高，此點和臨界挫曲理論公式相符合；但若小徑直徑與大徑直徑兩者之間的比，超出小徑直徑與小徑長度兩者之間的比，則會發生臨界載重

值下降之情況。各因子影響百分比依沉頭鑽類別和邊界條件而略有不同，分別約為：小徑直徑52%、小徑長度26%、大徑直徑14%和大徑長度8%，可看出小徑直徑是影響靜態挫曲的主要因素，過小的小徑直徑容易導致挫曲而產生斷裂。從臨界挫曲平均值觀察，沉頭鑽180。的臨界挫曲值比沉頭鑽90。略高，但相差不大。另外，與M4規格單一直徑鑽頭相比，發現沉頭鑽挫曲強度約為一般鑽頭4倍以上。