臺灣博碩士論文加值系統

　　本文之目的在於配合四軸數值控制工具機之加工特性，依加工方法之
不同（端銑刀創成銑削法及球銑刀創成與雕刻複合銑削法）而使用不同的
銑削刀具（端銑刀與球銑刀），並做不同的加工刀具位置設定，將具圓柱
囓合件變導程螺桿幾何曲面資料加以推導，轉換成刀具位置檔案並據以產
生工具機能接受之 NC 碼，以建立用四軸工具機加工變導程螺桿之數值控
制軟體系統雛型。本文在端銑刀創成銑削法方面，採用與囓合件相同尺寸
之圓柱端銑刀，依變導程螺桿機構運動方式，作加工刀具方向之設定與工
具機之改裝，並計算端銑刀刀具中心路徑之直線插值誤差。本文在球銑刀
創成與雕刻複合銑削法方面，則採用一般尺寸球銑刀，配合工具機第四軸
之轉角，沿創成螺桿曲面 u 方向或 v 方向做雕刻法方式加工，在製造與
設計曲面間之誤差控制與刀具路徑控制點之選擇方面，在 u 方向，是以
弦向偏擺值 (chordal deviation) 來決定刀具移動點增量 (step
length)，在 v方向，則是用扇形疊差 ( scallop height ) 來控制刀具
路徑增量 (path interval)。此外尚進行曲率半徑干涉與刀具方向干涉之
檢查，以做為判斷刀具是否會發生過切之依據。　　 最後，依本論文之
推導寫成的 NC 程式，可經由在ACAD 繪圖軟體上作圖形模擬與在四軸立
式綜合加工機上試切削壓克力材料作為驗證，可實際運用於具圓柱囓合件
變導程螺桿之四軸 NC 銑削加工之用。

In this thesis , two kinds of tool path generation methods are
developed for machining Variable Pitch Lead Screw with four
cylindrical meshing elements (V.P.L.S.) on four-axis numerical
control machine . The first method employs end-mill cutter ,
According to the geometry of V.P.L.S. mechanism , the machine
tool settings is calculated and the tool path is generated , A
4-axis machine center with angle head attachment is used for
the machining of the screw The second method employs ball-end
mill cutter, Through the coordinate transformation , the
surface normal vector operation and the tool offset calculation
, this new method combined surface generating with surface
sculpturing for the V.P.L.S. surface . Finally , an example
for N C milling of Variable Pitch Lead Screw with four
cylindrical meshing elements is presented . The results show
that the mathematical errors of V.P.L.S. surface can be
controlled within tolerance by the proposed methods .