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中文譯文 一個激光束加工 LBM 方法 數(shù)據(jù)庫的切割瓷磚 摘要 本文介紹了使用 CO2laser 切割機市售瓷磚切割 以期產(chǎn)生的激光束加工 LBM 方法 數(shù)據(jù)庫 其中包含其成功的關(guān)鍵參數(shù)信息對象處理 各種激光切 割參數(shù)進行了研究 將產(chǎn)生一個瓷磚切割這需要最小的后處理 各種屏蔽氣體 多通切割和水下切割 關(guān)鍵詞 二氧化碳 激光切割 陶瓷材料 先進制造工藝 1 介紹和背景 瓷磚切割手工方法非常類似于玻璃 即劃線用鎢硬質(zhì)合金刀具材料的傾斜 由一個彎矩沿劃線應(yīng)用控制破裂之后開始 然而 手工技術(shù)僅限于直線切割和 較大半徑的削減 內(nèi)部和削弱型材生產(chǎn)幾乎是不可能單獨與得分 與內(nèi)部圈子 可能例外 更復(fù)雜的方法將適用于有實現(xiàn)這些配置文件 傳統(tǒng)上 金剛石鋸片 流體力學(xué) 水射流 或超聲波加工用于制造形狀復(fù)雜的陶瓷磚 但這些過程是 非常耗時和昂貴 例如 典型的鉆石鋸切割速度在 20 mm 每分最小 1 的順序 而氧化鋁超聲波鉆孔每孔 30 s 需要 2 最關(guān)鍵的因子是二氧化碳激光切割瓷磚的使用所產(chǎn)生的裂縫損傷 基本上 是在陶瓷基片內(nèi)造成一個高溫度梯度在切割過程 這些裂縫的強度 并減少對 臨界裂紋增長 這可能會導(dǎo)致部分或完全的瓷磚基板 3 故障源 因此 一個過 程 減少誘發(fā)裂紋的形成是為現(xiàn)實的商業(yè)利用激光切割瓷磚最重要的 2 激光切割參數(shù) 任何材料激光加工都是是一個復(fù)雜的過程 涉及許多不同的參數(shù) 這都需 要在配偶工作 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的加工操作 4 參數(shù) 如 一 激光電源輸入 二 的重點設(shè)置 三 協(xié)助氣體種類和壓力 四 噴頭配置 五 工件厚 度 六 運動物理屬性 在作者的部門此前的研究 1 5 6 也證明了在有效的 激光切割上述參數(shù)臨界 2 1 激光功率 激光功率取決于激光的類型 對于本文的工作報告 一費倫蒂數(shù)控激光切 割機 MF400 受雇于 在 400 瓦特額定輸出功率 但由于升級 束功率達到最大 520 和 530 間 W 的連續(xù)波 CW 切割模式 激光也有工作能力 在脈沖模式 PM 和超脈沖模式 SPM 的 圖 1 為了確定在操作等效功率脈沖輸出 脈 沖功率圖是在配合使用的下列基本方程 圖1 切割方法 雖然激光切割機可經(jīng)營50間和5000赫茲 500赫茲的頻率被推薦的價值在以 往的工作 1 5 由于此設(shè)置被證明是成功的 只有到其他頻率進行了有限度的 調(diào)查 250赫茲 750和100赫茲 2 2 切割速度 工作上用的數(shù)控激光切割機的費倫蒂MF400使用了10000mm每分鐘最大進給 速度 以前的工作 6 如上所述 飼料率6000mm每分鐘一被證明是不穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn) 化測試 最佳切割速度與功率設(shè)置 更重要的變化 隨著工件的厚度 2 3 保護氣體種類和壓力 壓縮空氣 氬氣 氮氣和氧氣被用來作為擋箭牌氣體切割過程中 與P最大 約等于4條 不同的屏蔽氣體被用來檢測處理后其對切割質(zhì)量的影響 因為不僅 保護氣體冷卻和切割邊緣并移除熔融材料 但也產(chǎn)生與基體材料的化學(xué)反應(yīng) 7 這個化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果不同的保護氣體為每個使用的類型 對于不同的測試目的 磷含量在0 5至2 5巴的步驟 然后在步驟由2 6至0 2巴最大達到氣體的壓力 2 4 噴嘴配置 噴嘴直徑直接有助于達到的最大氣體壓力 從而對氣體的質(zhì)量流速為切割 經(jīng)濟學(xué)的重要 特別是使用氬氣和氮氣鋼瓶 噴嘴出口的只有圓形剖面可用 0 6 毫米 Ns 20毫米 但這個統(tǒng)一的噴管的幾何形狀允許在任何方向切割 2 5 噴嘴高度和重點定位 在成立該噴嘴高度應(yīng)依該聯(lián)絡(luò)點的地位激光切割機的費倫蒂 MF400僅擁有 升級前原本是一個短46毫米焦距可 一個110毫米長焦距的長度 這可能是由 正負5毫米改變 如果噴嘴高度被錯誤地設(shè)置梁將 夾 的噴嘴 減少功率輸出相 當(dāng)于工件 對于大部分的檢驗重點高度設(shè)置 以便重點是 在工作 即工件的 頂面 這種情況顯然管轄上述工件噴嘴的位置 3 實驗過程 六硅類型 氧化鋁基陶瓷磚進行了研究 表1 從不同的 countries Note 的是 各種瓷磚組成 厚度一樣起源 但都具有一個表面釉在7 5的情況下 8 6和9 2毫米西班牙瓷磚的釉層雙層 3 1 設(shè)置程序 由于是一個標(biāo)準(zhǔn)的測試條件的需要 實施下列程序測試開始前的 一 驗證 束功率為規(guī)范 即520 530 W 于滿功率 連續(xù) 開發(fā)的 雖然這下降到 50瓦約1小時的測試 二 噴嘴和焦鏡頭被檢查 以確保其處于良好狀態(tài)的 即清潔 完好 三 保護氣體的壓力調(diào)節(jié)器和保護氣體坦克被打開為了防止損 壞的焦點鏡頭 四 激光束中心內(nèi)使用的噴嘴下午一 廣場測試 以較低的能 源投入被用于切割低碳鋼上 閃著火花的密度 從一個正方形切割產(chǎn)生被檢查 看它是否是同樣關(guān)注的淘汰線分布 及 五 的焦點是確定其所需的定位 即 在工作 表1 使用瓷磚的類型 3 2 測試 直線測試 SLT 的被用于評估全面通過切割 FTC 的激光參數(shù)的變量 角切割配置為探討如何在緊張的幾何材料切割反應(yīng) 圓方檢定測試和設(shè)計 確 定了從切割各種幾何形狀的影響造成的 為兩個獨立的參數(shù)對一試件允許這個 工作隊的聯(lián)合試驗完成后 結(jié)果在場自動在 切割矩陣 中所形成的削減形式 P 和 V 是最重要的激光參數(shù) 因為它們決定了每單位的能源投入量的切割長度 因此他們對這個工作隊配對 因為是 P 和 Ns 的管轄之盾氣體的質(zhì)量流量 對于光伏測試運行時 功率保持不變 而切削速度增加沿切割恒定的切削 長度切割速度 必須有足夠的規(guī)模 以適應(yīng)加速或減速的變化之間的數(shù)控表減 速 以前的工作 6 指出 50毫米是足夠的 解釋結(jié)果是比較容易 因為它們表 格形式 與 切割矩陣 清楚顯示任何趨勢或模式發(fā)生由于參數(shù)設(shè)置的變化 這 個工作隊還允許大量的削減進行了很短的時間框架了 這證明有利 因為激光 往往隨時間的漂移 從它的初始設(shè)置 必須采取預(yù)防措施 避免定位于從連續(xù) 加熱接近切割瓷磚作為一個瓦體溫度的變化 由此產(chǎn)生的任何數(shù)據(jù)將無效 最 初 削減20毫米之間 采用分離 這足以證明 為了研究如何關(guān)閉削減可能作 出相互之間的切割分離 減少了2毫米遞增 從最初的20毫米間距 在這個工作 隊的其他激光參數(shù)都必須保持不變 6 對于 P 與五 f 被500赫茲舉行與 NS1 2 毫米和 P 三欄 光束焦點仍然在工作 從 P 結(jié)果 第 V 切割矩陣確定了切割速 度固定值為后續(xù) SLT 和脈沖設(shè)置 對于 Ns 切割矩陣 沿噴嘴尺寸保持不變在 X 軸 參考圖 2 一 而 P 的增加0 2桿2桿的步驟 在 Y 軸 切分離常數(shù)保 持在20毫米 新矩陣其后創(chuàng)建每個噴嘴的大小 角測試 圖2 b 被用來研 究如何切料反應(yīng)持續(xù)曝光從期間的 緊 加工的激光束幾何 即有幾個削減在接 近接近的除外 測試中提到的接近為普通話機決定如何關(guān)閉平行線可切割給對 方 而角測試是用來確定效果如何切割銳角切割質(zhì)量 從一個角度切工件減少 從45 10 對應(yīng)的表面光潔度質(zhì)量 SFQ 指出 有兩個原因進行平方和循環(huán)測試 圖2 c 和 d 第一 確定對激光 束引入優(yōu)化方法內(nèi)部切割型材 其次 以確定是否有是任何維度的大小限制方形 或孔切 如果不能正確介紹 激光光束會導(dǎo)致內(nèi)部切剖面在失敗點介紹 由于 短暫的 但過度從切削熱梯度 即熱誘導(dǎo)休克 因此 利用光束介紹的方法 如穿孔 復(fù)雜到一個配置文件中啟用幾何形狀進行調(diào)查 什么也成為明顯的是 在測試過程中的重要性梁位置提取輪廓和切割梁出發(fā)點的相對位置幾何 即無 論是在一個角落里或在直邊 圖2 測試配置 a 直線測試 b 角測試 c 循環(huán)測試 d 方檢定 3 3 多通和水下切割 多道切割是一個低功率 P 100瓦 的激光束開始 在第一階段產(chǎn)生了良好 的基體中定義的盲縫 接著由第二通過削減更深 等等 這個過程重復(fù)直到切 口約20毫米深 然后激光功率為500瓦和切換到做最后的聯(lián)邦貿(mào)易委員會 多通 采伐的目的是要減少能源使用的投入少 每單位長度的熱過載 在這個測試中 使用的參數(shù)列于表2 表2 多道切削參數(shù) 水下切割與目標(biāo)進行降低周圍地區(qū)的熱切割的影響并還審議了關(guān)于通過切 割質(zhì)量的影響加快散熱使用水 8 陶瓷瓦劃歸水和噴嘴還浸在水中 防止保護 氣體壓力任何進入水射流噴嘴室 4 切割質(zhì)量 材料特性 激光參數(shù)和工件幾何均對最終結(jié)果產(chǎn)生重大影響激光切割工藝 本質(zhì)特征是切割質(zhì)量表面粗糙度和糟粕的高度 而裂紋長度決定了強度降低襯 底 圖3 在整體 SFQ 釉表面被列為按規(guī)模分級列于表3 因此 對切割質(zhì)量表 面和邊緣進行測量與尊重的 一 表面粗糙度 二 表面光潔度和 三 糟粕堅持 圖3 用于激光切割瓷磚的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 圖4 Ra 的測量切面 4 1 表面粗糙度 重要的是要測量表面粗糙度為這使切割質(zhì)量的同時要衡量從以往的工作中 獲取的值 1 和價值觀其他錄得制造工藝 由于大量的削減正使得有必要減少裁 員數(shù)量進行分析 因此 與 SFQ 小于2沒有測量被削減 砍掉了邊緣表面粗糙度的特點由條紋線形成的左側(cè)切削過程 Ra 值測定從中 心線的切緣 圖4 測量結(jié)果接管了12 5毫米的手寫筆與導(dǎo)線截止2 5毫米 即 價值采取了五種讀在穿越 這保證了手寫筆走超過合理數(shù)量的紋線 4 2 殘渣 堅持渣直接影響了 Ra 值削減和能力 消除內(nèi)部切割的幾何形狀 一微米是 用來衡量在其糟粕高度三沿切節(jié)間隔 糟粕高度一直相當(dāng)穩(wěn)定 約1毫米 與所 有類型的切割 由于此值被認為是沒有實際意義 它不是記錄在數(shù)據(jù)庫 5 結(jié)果 表4包含目前雷射加工切割數(shù)據(jù)庫這是從結(jié)果匯編瓷磚工作本文報道 第一 部分表包含襯底參數(shù)和結(jié)果大氣中削減 而水下的結(jié)果切列在第二部分 5 1 參數(shù)影響 5 1 1 切割速度 對于較薄的磚 ts 7毫米 的 P 第 V 切割矩陣顯示與 SFQ 一聯(lián)邦貿(mào)易委 員會廣泛的地區(qū) 在巴西的瓷磚案 3 7毫米的 TS 聯(lián)邦貿(mào)易委員會是獲得的 切割高達2200毫米的速度1分鐠上下0 5 與減少的速度 在 f500赫茲 這個地 區(qū)在減少與增加瓷磚厚度 并與身體的顏色發(fā)紅 一般的厚磚體顏色較深 圖 5顯示了最大切割速度為聯(lián)邦貿(mào)易委員會隨徘徊 在 指數(shù) 的關(guān)系得到同意與以 前的工作 6 不同材料如鋼材 木材和有機玻璃 切割矩陣還表明 一旦切割速 度超過價值觀為達到美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會 劃線或盲目切割效果 圖5 Vmax 隨 Ts 的變化 5 1 2 脈沖 脈沖為所有 但厚厚的西班牙瓷磚的激光是不是必須的 因為連續(xù)設(shè)置產(chǎn) 生切斷與一個良好的 SFQ 分級 在成功獲得美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會公關(guān) 巴西0 4 瓦 但是如此之低的 在實際意義上 設(shè)置是不可行的 論梁厚脈沖西班牙瓷 磚是必需的 連續(xù)引起了釉裂 這可能是由于輸入的能量單位的切割長度超過 熱膨脹引起的熱沖擊率不同的釉料充分從父項瓦 由于激光脈沖的能量輸入的 減少約25瓦 每下降0 1在箴在 f500赫茲 表面釉裂幾乎消失在公關(guān)0 6和最佳 的切割速度 雖然微小在切邊仍然裂縫 的0 5毫米寬的順序排列 仍然存在 5 1 3 氣體壓力 此參數(shù)對質(zhì)量有很大影響 削減的速度 可以作出成功 以前的工作 2 已 經(jīng)表明 高瓦斯壓力被要求實現(xiàn)厚基板 聯(lián)邦貿(mào)易委員會的 TS 7毫米 這證 明了取得的成果在 P 南北切割矩陣 高品質(zhì)被削減在薄磚 tsB6毫米 實現(xiàn) 在氣體壓力2個酒吧 但在雙層玻璃 厚磚值 SFQB3沒有實現(xiàn) 除非 p 3吧 在 低壓力 pB2 5欄 最大切割速度為聯(lián)邦貿(mào)易委員會的大幅下降 當(dāng)氣體中的 角色失敗糟粕清晰 在連續(xù)下跌巴西瓷磚的 Vmax 從2200 mm 最小的酒吧在 P1到 3 8分鐘一1500毫米在 P3條 在表面釉裂也增加成為在低氣壓明顯 導(dǎo)致這結(jié) 論是 保護氣體為冷卻劑的作用從而有助于最大限度地減少大熱梯度創(chuàng)建的光 束 5 1 4 氣體種類 壓縮空氣為前面的推薦工作 1 證明了在適當(dāng)?shù)娜廴诓牧先コ浞艧嵝阅懿?受任何不利的影響以上的瓷磚厚度齊全 切割使用惰性氣體氬氣和氮氣產(chǎn)生更 好的結(jié)果 尤其是后者 因為它充當(dāng)高效冷卻劑 9 與 SFQ1高品質(zhì)的削減生 產(chǎn)了較厚的瓷磚在最佳的360毫米分鐘1切削速度在 CW 模式 然而 當(dāng)使用所需 的高瓦斯壓力 一缸氮氣或氬氣是用來迅速 5 1 5 噴嘴尺寸 這個參數(shù)直接關(guān)系到 P 即噴嘴尺寸越小越高的索取壓力 表5顯示了最 大的實現(xiàn)盾與相應(yīng)的噴嘴氣體壓力的大小當(dāng)使用壓縮空氣 噴嘴直徑大于1 5 mm 的漠視 Pmax 的不足 直徑較小的噴嘴產(chǎn)生更好削減較高的切削速度 5 1 6 聯(lián)絡(luò)點定位 在測試過程中梁的焦點仍在工作中 即表面上 切斷與充足 SFQ 分級取得 了與此設(shè)置 調(diào)查顯示 通過降低進入的焦點工作的 殘渣 殘留降低 在提高 焦點距離為失去工作的美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會梁德為重點 因此 基于實際理由 焦點仍然在工作 5 1 7 多道切割 厚瓦片被切斷成功的多通法無切割質(zhì)量退化 由于低功率激光束 溫度梯 度在瓦大大減少 從而物質(zhì)損失減少到最低限度 這種方法也可以用來處理有 任何骨折較厚的陶瓷 然而 多道切割已成為一個明顯的劣勢非常耗時的過程 并會證明不符合經(jīng)濟原則在商業(yè)基礎(chǔ)上 5 2 實質(zhì)影響 較深的體密度和瓷磚的重 他們保留在切割時比白人身體更熱瓷磚 分析 如何實施的切割是不可能的 因為瓷磚的厚度也增加身體的顏色變暗 在厚度 增加掩蓋對材料的成分任何效果 在瓷磚的材料組成部分并不相同 這是否是 由于特定的瓷磚制造工藝是未知的 但結(jié)果削減聯(lián)邦貿(mào)易委員會是一個損失的 即使在最佳切削速度 釉損害是在評估減少的重要因素質(zhì)量 在所有 但厚釉磚損傷即使在最小 的貧困參數(shù)設(shè)置 例如 用7 5毫米為最西班牙瓷磚 SFQ53用壓縮空氣削減 雖 然氮生產(chǎn)更好的價值 與此問題是后一種類型瓷磚有雙層釉 沒有出現(xiàn)開裂在 較低的白色釉 類似于其他瓦 但上明確釉分裂和片狀如在瓦能量輸入或保暖 性太高 巴貝羅 考夫曼和 Idelsohn 10 所示釉的表面通常擁有不同的線性膨 脹率到基礎(chǔ)基板 因此 大溫度梯度引起的激光光束會導(dǎo)致較低的基材 以擴 大在不同的率 導(dǎo)致釉開裂 表3 最大壓力 壓縮空氣 的不同噴嘴尺寸 另一個重要的因素是數(shù)量控制能量輸入 并從削減散熱 該參數(shù)設(shè)置效果 不佳要么損失 ofFTC 這是很容易地更正 或熱休克瓷磚或表面釉 即在釉裂 激光切割過程中容易推廣熱在切割沖擊 因此這是至關(guān)重要的控制效應(yīng)參數(shù) 的正確選擇 該瓷磚的熱性質(zhì)主要是造成這個問題的 一般有一個貧窮的瓦導(dǎo) 熱系數(shù) 0 9 W mk 的15k51 W 馬可福音1 和相對較低的共同擴張效率 2 10 6K 表15a5510 6 K 表1 玻薄膜 或渣 涵蓋的切緣增厚 在增加和減少瓷磚基板在切割速度 在 糟粕增加 因為瓦厚度是顯而易見的 更多的瓷磚融化 因此更糟粕的結(jié)果 該影片還厚度的糟粕通過多種多樣的削減 有兩個明顯的原因這一點 首先 梁寬分道揚鑣后聯(lián)絡(luò)點 即在工作了 造成了外的平坦度的削減而 導(dǎo)致在一個更大的縫寬度在底部 因此 更多的家長瓦降低材料熔化切割下來 根據(jù)對激光焦距和焦點定位點 切縫寬度不等的焦點尺寸 約0 1毫米 到2毫 米 第二 有能力或屏蔽氣無力繼續(xù)通過削減集中噴射也出于對切緣的糟粕格 局 在頂削減那里的氣體壓力仍高 氣還是針對流動 很少或沒有糟粕的黏附 顯而易見 但由于切削深度增加氣流變得更加動蕩 減少壓力 因此允許更多 殘渣切緣 1 摘 要 數(shù)控車床進給系統(tǒng)是指能分別沿著X 向和Y向做進給運動的系統(tǒng) 是許多機電一體化 設(shè)備的基本部件 如數(shù)控車床的縱 橫向進刀機構(gòu) 數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的X Y工作臺 激光加工設(shè)備的工作臺 電子元件表面貼裝設(shè)備等 模塊化的X Y數(shù)控工作臺 通常由導(dǎo) 軌座 移動滑塊 工作 滾珠絲杠螺母副 以及伺服電動機等部件構(gòu)成 其中伺服電動 機做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠 滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導(dǎo)軌上運動 完 成工作臺在X Y方向的直線移動 導(dǎo)軌副 滾珠絲杠螺母副和伺服電動機等均以標(biāo)準(zhǔn)化 由專門廠家生產(chǎn) 設(shè)計時只需根據(jù)工作載荷選取即可 控制系統(tǒng)根據(jù)需要 可以選取用 標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計算機 也可以設(shè)計專用的微機控制系統(tǒng) 該設(shè)計從確定小型數(shù)控車床的方案入手 設(shè)計進給系統(tǒng)的裝配圖和主要零件圖 確定 數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)后 詳細論述進給傳動系統(tǒng)各組成部分 以及各部分的計算和選用 關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 進給系統(tǒng) 裝配圖 零件圖 2 Abstract The design starts with identifying the program of small CNC lathe and begins to design the system assembly drawing and the main part drawing After identifying CNC lathe system discuss the various components of the feed drive system in detail as well as part of the calculation and selection The design uses a top down design method starting from the overall structure then the components of the design In the design full use of standardization serialization universal increase interoperability easy for maintenance And improve production efficiency to meet the needs of different users Control systems for small CNC lathes which the project develops and designs with small size small footprint compact technically advanced high productivity and strong practicability It is suitable for small batch processing of small parts small enterprises electronic components manufacturing enterprises and individual enterprises the ideal processing equipment It can also be used for high secondary school technical school of electrical and mechanical specialty CNC practice experimental teaching Keywords CNC Lathe Feeding System Assembly Drawing Parts Drawing 3 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1 1 序言 1 1 2 設(shè)計主要任務(wù) 2 2 進給系統(tǒng)設(shè)計 3 2 1 總體方案設(shè)計 3 2 1 1 概述 3 2 1 2 機械系統(tǒng)設(shè)計 3 2 2 伺服電機設(shè)計 5 2 2 1 伺服電機概述 5 2 2 2 伺服電機選擇 6 2 3 滾珠絲杠副介紹 10 2 3 1 滾珠絲杠副概述 10 2 3 2 滾珠絲杠副特點 11 2 3 3 滾珠絲杠副結(jié)構(gòu) 11 2 4 滾珠絲杠副設(shè)計 12 2 4 1 設(shè)計滾珠絲杠副原理 12 2 4 2 滾珠絲杠副選擇 13 2 4 3 滾珠絲杠副預(yù)緊 14 2 4 4 滾珠絲杠副校核 15 2 5 滾珠絲杠副密封與潤滑 17 2 6 滾軸絲杠副支撐選擇及軸承選用 18 2 6 1 支撐方式選擇 18 2 6 2 軸承選擇 19 2 6 3 軸承配合與潤滑 20 2 7 聯(lián)軸器簡介 20 2 8 聯(lián)軸器基本要求 21 2 9 聯(lián)軸器選擇 22 2 10 聯(lián)軸器校核 23 2 10 1 轉(zhuǎn)矩校核 23 2 10 2 銷抗剪強度校核 24 3 導(dǎo)軌設(shè)計 25 3 1 導(dǎo)軌概述 25 3 2 導(dǎo)軌分類 25 3 3 導(dǎo)軌選型與長度計算 25 3 4 導(dǎo)軌副技術(shù)要求 26 3 5 導(dǎo)軌的間隙調(diào)整 27 4 防護罩設(shè)計 29 4 1 基本要求 29 4 4 2 選擇設(shè)計 29 4 3 其他設(shè)計 30 4 3 1 基本要求 30 4 3 2 支撐架設(shè)計 31 總 結(jié) 32 致 謝 33 參考文獻 34