臺灣博碩士論文加值系統

工業界中具共軛運動特性元件的端截面幾何外形常常是複雜且多變化，故常以成型磨輪（銑刀）經創成銑削法來製造。因此本文首先探討成型磨輪（銑刀）截形的設計方法及其多軸加工之刀具路徑。由於成型磨輪之幾何外形的複雜，使得備刀作業相當耗時且昂貴；為能廣泛選用刀具使加工製程更具彈性，本文提出一粗銑（半精銑）加工方法─創成與雕刻複合銑削法，以改善傳統球銑刀雕刻法之加工效率。本文以具特定齒形螺旋銑刀以及對稱圓弧型線螺桿為例，探討成型磨輪與球銑刀刀具路徑產生的方法，同時輔以實體切削模擬軟體，以驗證所產生的特定外形共軛元件之刀具路徑。

The geometry of conjugate helical surface with specific cross-section profile is normally generated with form-mill cutter by special multi-axis machine and software. The form of grinding wheel profile is firstly derived and the cutter location of generating method is calculated in this thesis. Owing to the limited choices of cutting tools by the generating method for semi-finish (rough) machining, this thesis presents a new toolpath generating method which combines the advantages of the generating method with sculpturing method for machining of helical milling cutter. The cutter location for semi-finish machining using ball end mill is derived by Euler angle representation. The planning of machining process, based on the mentioned methods, is more flexible. The cutting simulations with solid model were performed to verify the proposed toolpath generation methods.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
總目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xi
第一章 前言
1-1 研究動機及目的 1
1-2 文獻回顧 1
1-2-1 成型磨輪設計方面 1
1-2-2 共軛曲面設計與製造之研究方面 2
1-2-3 具共軛運動特性之載具加工法方面 2
1-2-4 路徑規劃方面 3
1-3 研究目的 3
1-4 研究架構 4
第二章 座標轉換
2-1 座標轉換原理 7
2-1-1 座標系統轉換矩陣 7
2-1-2 歐拉角轉換 12
第三章 曲線與曲面表示式
3-1 空間曲線數學式 16
3-2 空間曲面之切平面與法向量 17
3-3 共軛曲面嚙合原理 18
3-4 逆包絡理論 19
第四章 共軛元件之曲面方程式
4-1 螺旋銑刀端截面齒形設計 25
4-2 螺桿轉子座標系統建立及轉子共軛型線推導 27
4-2-1 螺桿轉子座標系統的建立 27
4-2-2 共軛型線的嚙合方程式推導 29
4-2-3 對稱圓弧型線螺桿轉子的組成曲線 31
4-3 曲面方程式與嚙合方程式的推導 45
4-3-1 螺旋銑刀曲面方程式 45
4-3-2 對稱圓弧型線螺桿轉子曲面方程式 46
4-3-3 推導曲面嚙合方程式 48
第五章 加工刀具路徑之產生
5-1 創成法 56
5-1-1 螺旋銑刀與螺桿轉子成型磨輪(盤型刀具)位置推導 57
5-1-2 螺旋銑刀與螺桿轉子成型磨輪(盤型刀具)截形設計 58
5-1-3 對稱圓弧型線螺桿轉子之指狀刀具位置推導 61
5-1-4 對稱圓弧型線螺桿轉子之指狀刀具截形設計 62
5-2 創成與雕刻複合銑削法 65
5-2-1 具球頭之圓錐銑刀刀具位置推導 66
5-3 路徑規劃 68
5-3-1 創成法的路徑規劃 68
5-3-2 創成與雕刻複合銑削法的路徑規劃 68
第六章 實體模擬軟體驗證 80
第七章 結論與未來展望
7-1 結論 87
7-2 未來展望 88
參考文獻 90

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