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姓名	李季璋(Chi-chang Lee)  查詢紙本館藏	畢業系所	機械工程學系在職專班
論文名稱	輪胎模具反型加工路徑規劃之整合研究
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摘要(中)	現階段輪胎模具生產製程大部分為鑄造法，在翻模過程中，常累積許多誤差。本研究主要以反型模具加工為出發點，透過輪胎花紋三維曲面的分類與節距排列方式的運用，針對輪胎模具反型加工路徑，規劃一完整銑削流程，其中包括粗加工、中加工與精加工各項加工策略應用與加工工法設計，目的為利用銑削金屬材料方式，減少翻模程序，縮短模具製程，提昇模具品質。
摘要(英)	Today, the process of tire mold manufacture is almost by casting. In the process of casting, tire mold will often accumulate many deviations. This paper is mainly from the aspect of engraved mold field to research the whole milling processes of engraved tread pattern with classification of 3d groove surfaces and the application of pitch pattern arrangement and sequencing . The processes contain methods and strategies for rough , semi and finishing toolpaths of generation. The goal is to eliminate some processes from casting, shorten the period of tire mold production and increase higher quality of mold , when tire mold was manufactured by 5 axis machine in steel or aluminum.
關鍵字(中)	★ 加工工法 ★ 節距排列 ★ 模具 ★ 輪胎	關鍵字(英)	★ Process tire mold ★ engraved mold ★ tread pattern ★ pitch pattern arrangement ★ sequencing ★ toolpaths
論文目次	目錄 摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 7 1.3 研究目的與方法 9 1.4 論文組織與架構 11 第二章 輪胎花紋曲面介紹 12 2.1 前言 12 2.2 輪胎溝紋分類 12 2.3 花紋節距應用介紹 20 2.4 花紋反型構成區域分類 27 第三章 輪胎反型加工路徑規劃 33 3.1 前言 33 3.2 CAM系統說明 34 3.2.1 CAM軟體背景介紹 34 3.2.2 使用者介面介紹 35 3.2.3 巨集與路徑規劃方法介紹 39 3.3 整體粗加工規劃 46 3.4 均勻留料中加工規劃 64 3.4.1 殘料型式分類 64 3.4.2 刀具路徑規劃 69 3.5 精加工規劃 80 第四章 範例加工與討論 87 4.1 前言 87 4.2 實驗設備介紹 87 4.3 加工參數 89 4.4 實驗規劃 92 4.5 實驗結果與討論 94 4.5.1 銑削結果與討論 94 4.5.2 機構干涉問題與討論 103 第五章 結論與未來展望 105 5.1 結論 105 5.2 未來展望 106 參考文獻 108 圖目錄 圖1-1 現階段輪胎模具主要製造流程圖 2 圖1-2 正、反型加工方式對照圖 4 圖1-3 八片式輪胎模具圖 6 圖2-1 輪胎溝紋型式分類 14 圖2-2 主溝溝紋產生方式示意圖 15 圖2-3 主溝溝紋型式對照圖 15 圖2-4 副溝溝紋胎面位置示意圖 17 圖2-5 副溝溝紋型式對照圖 17 圖2-6 特殊溝溝紋型式對照圖 19 圖2-7 胎面節距排列對照圖 21 圖2-8 輪胎花紋三維實體與節距對照圖 21 圖2-9 節距尺寸與紋路對照圖 22 圖2-10 花紋上下型關係對照圖 24 圖2-11 節距偏移旋轉方式示意圖 25 圖2-12 跨節距模式紋路尺寸變化對照圖 26 圖2-13 溝紋型式正反型對照圖 28 圖2-14 溝紋構成區域分類 30 圖2-15 溝紋構成區域三維曲面示意圖 30 圖2-16 三維曲面名稱與位置對照圖 32 圖3-1 巨集工作列表 36 圖3-2 銑削導角溝紋巨集對話盒 36 圖3-3 導角溝紋刀具路徑圖 37 圖3-4 刀具路徑產生方式架構流程 40 圖3-5 刀具沿參考幾何前進示意圖 40 圖3-6 產生刀具運動之參考幾何相對關係 42 圖3-8 巨集產生刀具運動方法 44 圖3-9 Zig-zag刀具運動方式 45 圖3-10 Spiral刀具運動方式 45 圖3-11 粗加工銑削順序與銑削策略對照圖 47 圖3-12 溝紋表面粗加工區域 47 圖3-13 溝紋主體粗加工區域 47 圖3-14 三軸挖槽工法 49 圖3-15 階梯狀殘料位置圖 49 圖3-16 加工表面預留量 49 圖3-17 三軸端銑策略刀具運動方式 51 圖3-18 胎肩位置曲面等參數曲線分佈圖 51 圖3-19 刀具分層路徑產生方法 52 圖3-20 刀軸前傾角 52 圖3-21 固定前傾角端銑底面示意圖 52 圖3-22 旋轉曲面RSF1產生方式 54 圖3-23 弦高誤差示意圖 54 圖3-24 線段Li產生方法 54 圖3-25 導引幾何DSFi產生方法 55 圖3-26 整體挖槽刀具路徑 56 圖3-27 胎肩位置端銑刀具路徑 56 圖3-28 中心位置五軸前傾端銑刀具路徑 56 圖3-29 刀具軸向垂直底面示意圖 58 圖3-30 軸向垂直底面干涉與修正示意圖 58 圖3-31 正、反型溝紋斷面角度差異圖 59 圖3-32 五軸區域挖槽殘料分佈位置 59 圖3-33 五軸區域挖槽路徑分佈圖 61 圖3-34 五軸區域挖槽主溝斷面視圖 61 圖3-35 溝紋構成區域五軸挖槽路徑 62 圖3-36 主溝構成區域五軸挖槽路徑 62 圖3-37 加工模擬軟體銑削模擬 63 圖3-38 中加工銑削順序與銑削策略對照圖 65 圖3-39 三維殘料型式與銑削策略對照圖 65 圖3-40 殘料分佈位置二維平面視圖 68 圖3-41 三軸角落銑削工法概念流程圖 70 圖3-42 溝紋頂部三軸端銑工法概念流程圖 73 圖3-43 五軸側銑工法概念流程圖 75 圖3-44 導角斜面三軸端銑工法概念流程圖 77 圖3-45 中加工路徑規劃實作結果 79 圖3-46 精加工銑削順序與加工策略對照圖 81 圖3-47 曲面形式與最小扇形高度關係圖 82 圖3-48 清角精加工銑削順序 85 圖3-49 底面精加工巨集方法示意圖 85 圖3-50 精加工路徑規劃實作結果 86 圖4-1 DECKEL MAHO DMC60T 五軸工具機 88 圖4-2 Balance 2000 刀把動平衡機 88 圖4-3 加工機構模擬與切削成品模擬圖 93 圖4-4 鋁合金反型銑削加工紀錄圖 95 圖4-5 鋁合金工件銑削情況 96 圖4-6 整體粗加工完成圖 98 圖4-7 溝紋主體粗加工完成圖 98 圖4-8 中加工完成圖 101 圖4-9 精加工完成圖 102 圖4-10 機構與工件干涉示意圖 104 圖4-11 代木銑削完成圖 104 表目錄 表4-1 銑削刀具規格整理 90 表4-2 金屬切削參數整理 91 表4-3 粗加工切削數據與時間 99 表4-4 中加工切削數據與時間 101 表4-5 精加工切削數據與時間 102
參考文獻	參考文獻 [1]　C.H. Chu,M.C. Song and V.C. Luo, “Computer Aided Parametric Design for 3D Tire Mold Production,” Computers in Industry, Vol. 57, pp. 11-25,2005. [2]　陳文翔,五軸加工規劃之整合研究,台灣大學機械工程學研究所,碩士論文,2000. [3]　莊禮彰,離心式壓縮機葉輪五軸加工規劃,台灣大學機械工程學研究所,博士論文,2003. [4]　徐振炫,五軸刀具路徑規劃應用於齒輪加工之研究,中正大學機械工程學研究所,碩士論文,2004. [5]　E.L.J. Bohez, S.D.R. Senadhera, K. Pole, J.R. Duflou, and T. Tar , “A Geometric Modeling and Five-Axis Machining Algorithm for Centrifugal Impellers,” Journal of Manufacturing Systems, Vol. 16, No. 6, pp.422-436,1997. [6]　C.F. You and C.H. Chu , “Automatic Correction of Tool Interference in Five-Axis NC Machining of Multiple Surfaces,” Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, Vol. 17, pp. 435-442,1996. [7]　C.F. You and C.H. Chu , “Tool-Path Verification in Five-Axis Machining of Sculptured Surface,” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 13, pp. 248-255,1997. [8]　B. Lauwers,P. Dejonghe and J.P. Kruth ,“Optimal and collision free tool posture in five-axis machining through the tight integration of tool path generation and machine simulation” Computer-Aided Design ,Vol.35, pp.421-432, 2003. [9]　顏佳智,高速切削之應用研究,碩士論文,台灣大學機械工程學研究所, 碩士論文,2000. [10]　K. Suresh and D.C.H. Yang , “Constant Scallop-height Machining of Free-form Surfaces” Transactions of the ASME Journal of Engineering for Industry, Vol. 116, pp. 253-259,1994.
指導教授	賴景義(Jiing-Yih Lai)	審核日期	2009-7-13
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