田口方法於陶瓷刀具切削高硬度鋼材時刀具壽命之改善B www.tool-tool.com
許芫銘1* 連得銘2 王天政3 賴伯州1
1國立勤益技術學院 精密機械與製造科技系 研究生
2國立勤益技術學院 精密機械與製造科技系 副教授
3國立勤益技術學院 自動化工程系 講師
碧威股份有限公司
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＊感謝賴伯州先生提供＊
至 於實驗參數的設定，我們選擇影響刀具壽命最明顯也最易控制的三個參數來做為控制因子，分別是切削速度(Cutting speed, )、切削深度（Depth of cut, ）、切削進給(Feed rate, )。各實驗參數的定義為：切削速度-指車刀每分鐘在工作物外緣所經過的距離，單位是m/min；切削進給-指工作物迴轉一周，車刀在工作物上移動的距離， 單位是mm/rev；切削深度-車刀在垂直於進給方向上對工作物車削的距離，單位是mm，各切削參數示意圖如圖一所示。而本研究實驗參數水準之範圍是依據 刀具廠商建議之數值，切削速度100-200m/min，切削深度0.1-0.5mm，切削進給0.1-0.3mm/rev，將各參數水準設定大、中、小 三個水準，表一為本研究之實驗參數及參數水準，表中的A、B、C為本研究實驗參數之代號。
2.2 直交表之選擇
本研究實驗參數水 準為三水準，因為考慮因子間存在著交互作用，所以選擇 直交表做為實驗配置之直交表。關於 直交表配置可以考慮因子間交互作用的存在，其一般原則為：若二因子間交互作用不存在時，任一行均可配置含三水準的因子，並儘可能空出幾行作為誤差行。若二 因子間交互作用存在時，應優先配置有交互作用的因子，再行配置無交互作用的其他因子，避免交互作用與其他因子共用一行而發生交絡現象。對於最適條件的推 定，若交互作用組合與單一因子的結果不一致時，應以交互作用組合為優先。因子交互作用的配置也可以根據交互作用點線圖來做因子的配置，圖二為 L27直交表交互作用點線圖。考慮以上原則及交互作用之點線圖後，將實驗參數與交互作用配置完成之如表二所示。由表中可以得知，切削速度(A)與切削深度 (B)配置在第一與第二行，兩實驗參數之交互作用配置在第三與第四行，切削進給(C)配置在第五行，切削速度與切削進給之交互作用配置在第六與第七行，而 切削深度與切削進給之交互作用配置在第八與第十一行。其他沒有配置的行數則為誤差行。
2.3 變異數分析(Analysis of variance)
變異數分析的主要目的在於以統計的方法去辨認顯著因子。將實驗所得之S/N比值，進行變異數分析，可求得各項實驗參數對目標值的變異程度，再進一步求出因 子變異數占總變異數的百分比，即可比較出各實驗參數對目標值的貢獻度。公式(2)-(8)為本研究所使用之公式[13]：
總平方和(Total sums of squares)
許芫銘1* 連得銘2 王天政3 賴伯州1
1國立勤益技術學院 精密機械與製造科技系 研究生
2國立勤益技術學院 精密機械與製造科技系 副教授
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至 於實驗參數的設定，我們選擇影響刀具壽命最明顯也最易控制的三個參數來做為控制因子，分別是切削速度(Cutting speed, )、切削深度（Depth of cut, ）、切削進給(Feed rate, )。各實驗參數的定義為：切削速度-指車刀每分鐘在工作物外緣所經過的距離，單位是m/min；切削進給-指工作物迴轉一周，車刀在工作物上移動的距離， 單位是mm/rev；切削深度-車刀在垂直於進給方向上對工作物車削的距離，單位是mm，各切削參數示意圖如圖一所示。而本研究實驗參數水準之範圍是依據 刀具廠商建議之數值，切削速度100-200m/min，切削深度0.1-0.5mm，切削進給0.1-0.3mm/rev，將各參數水準設定大、中、小 三個水準，表一為本研究之實驗參數及參數水準，表中的A、B、C為本研究實驗參數之代號。
2.2 直交表之選擇
本研究實驗參數水 準為三水準，因為考慮因子間存在著交互作用，所以選擇 直交表做為實驗配置之直交表。關於 直交表配置可以考慮因子間交互作用的存在，其一般原則為：若二因子間交互作用不存在時，任一行均可配置含三水準的因子，並儘可能空出幾行作為誤差行。若二 因子間交互作用存在時，應優先配置有交互作用的因子，再行配置無交互作用的其他因子，避免交互作用與其他因子共用一行而發生交絡現象。對於最適條件的推 定，若交互作用組合與單一因子的結果不一致時，應以交互作用組合為優先。因子交互作用的配置也可以根據交互作用點線圖來做因子的配置，圖二為 L27直交表交互作用點線圖。考慮以上原則及交互作用之點線圖後，將實驗參數與交互作用配置完成之如表二所示。由表中可以得知，切削速度(A)與切削深度 (B)配置在第一與第二行，兩實驗參數之交互作用配置在第三與第四行，切削進給(C)配置在第五行，切削速度與切削進給之交互作用配置在第六與第七行，而 切削深度與切削進給之交互作用配置在第八與第十一行。其他沒有配置的行數則為誤差行。
2.3 變異數分析(Analysis of variance)
變異數分析的主要目的在於以統計的方法去辨認顯著因子。將實驗所得之S/N比值，進行變異數分析，可求得各項實驗參數對目標值的變異程度，再進一步求出因 子變異數占總變異數的百分比，即可比較出各實驗參數對目標值的貢獻度。公式(2)-(8)為本研究所使用之公式[13]：
總平方和(Total sums of squares)
其中， 為實驗編號 之訊號雜訊比，N是實驗值總數，T為實驗值總和
主效果的平方合(factor sums of squares)
對於一因子 ，具有 水準，且每一水準有 個觀測值，那麼此因子的平方和為：
交互作用效果的平方和
假設 因子具 水準， 因子具 水準，那麼 和 之交互作用 的平方和為：
SSa*b所對應的自由(a-1)(b-1)
是誤差平方合(Error sums of squares)，為總平方和減去主效果平方和及所有交互作用效果平方和
．．．．．．．．． (5)
其中， 是因子個數
vf為因子變異數(factor variance)，因子平方和除以因子自由度：
SSi 為因子的淨平方和，主因子的平方和減去因子自由度乘以誤差項自由度：
P為因子貢獻度百分比，主因子的平方和除以總平方和：
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