多軸加工誤差控制及刀具軸向設計

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姓名

胡昌霞(Chang-Hsia Hu ) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程研究所

論文名稱

多軸加工誤差控制及刀具軸向設計

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摘要(中)

目前在刀具路徑規劃與刀具位置資料的取得上，主要是利用現有的電腦輔助設計與製造(CAD/CAM)軟體，藉由兩者的幫助與結合，可簡易省時的獲得所需的加工碼。目前市面上的電腦輔助製造軟體，對於三軸工具機加工已能完美配合，對於五軸工具機卻仍有許多問題有待解決，其中最主要的便是過切干涉以及刀具旋轉所造成的表面精度誤差。由於許多會令過切發生的刀具軸向十分顯而易見，且現今許多CAM軟體都有提供模擬實際加工的功能，讓使用者在模擬過程中目視刀具與工件的相互關係，可以很容易的發現過切發生於何處。因此本研究希望藉由人為指定可能發生過切處的刀具軸向以避免過切，再由指定的軸向，用可使表面精度達到最佳的方式，產生其他位置的軸向。
本研究將結合五軸加工機的機台結構，對五軸切削所造成的弦高誤差做一探討。並研究不同的刀具軸向設計方法，比較不同方式的刀具軸向變化以及適用性，以達到減少切削誤差及避免過切的目的，研究內容包含利用法線方向加工(Normal To Part Machining) 、平滑化及內插法設計刀具軸向。期望此一結果，能夠提供與刀具軸向及誤差控制相關的研究參考的價值。

關鍵字(中)

★ 刀具軸向
★ 切削誤差
★ 電腦輔助設計與製造

關鍵字(英)

★ CAD/CAM
★ Cutting Error
★ Tool Axis

論文目次

第1章緒論1
1-1 研究動機與目的1
1-2 文獻回顧2
1-3 研究方法3
1-4 論文架構4
第2章切削誤差控制6
2-1 多軸誤差估計6
2-1.1 三軸加工誤差分析7
2-1.2 多軸加工誤差與三軸之差異8
2-1.3 不同結構之多軸加工機之間誤差差異9
2-2 主軸旋轉式五軸加工機切削誤差估計12
2-2.1 近似圓弧之定義12
2-2.2 刀頭圓弧圓心之向量關係14
2-2.3 切削步進之分析16
2-2.4 變化Lead角度19
2-3 工作台傾斜型五軸加工機切削誤差估計23
2-3.1 工件對機械座標系統之向量關係23
2-3.2 切削步進之分析24
2-3.3 小角度變化28
2-3.4 特殊情況29
第3章刀具軸向設計方法32
3-1 刀具軸向設計考量32
3-2 平滑化36
3-3 內插法40
3-3.1 Coordinates Interpolation40
3-3.2 Euler Angles Interpolation42
3-3.3 Quaternion Interpolation45
第4章實作與加工49
4-1 刀具軸向設計及誤差控制實作49
4-2 主軸旋轉式五軸加工機誤差模擬53
4-3 工作台傾斜式五軸加工機誤差模擬57
4-4 工作台傾斜式五軸加工機後處理59
4-5 加工結果65
第5章結論與展望68
5-1 結論68
5-2 未來展望69
參考文獻70

參考文獻

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指導教授

黃衍任(Yean-Ren Hwang)

審核日期

2001-6-29

推文