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研究生: 吳仲傑
Chung-Chieh Wu
論文名稱: 應用幾何分解於自由曲面加工之最佳化程序規劃
Optimized Operation Planning in Free Form Machining with Geometric Decomposition
指導教授: 瞿志行
Chih-Hsing Chu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工業工程與工程管理學系
Department of Industrial Engineering and Engineering Management
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 自由曲面作業規劃最佳化多軸加工電腦輔助製程規劃電腦輔助製造
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  • 自由曲面目前已被廣泛使用於汽車、航太與模具業,在產品設計上此類幾何提供了極佳的造型能力,然而其加工製造也因此變得複雜。多軸數值控制切削為其主要的加工方式,此項製程的規劃工作極為困難,以往文獻亦缺乏完整性的探討。有鑑於此,本論文提出一套共通性的計算架構,以多軸銑削作業規劃(operation planning)中的加工區域分解,刀具選擇與兩者之組合為分析重點,建立加工成本最佳化的數學模式,並提出對應演算法利用最少的計算次數求得最佳的切削順序與刀具組合。本研究並將提出之計算法則成功地運用至三維凹穴與輪胎模具的加工規劃上,以驗證其共通性與計算效率。並配合幾何模擬程式加以實作,自動產生刀具路徑程式碼,進行切削過程的動態模擬。本研究結果提供有效方法進行電腦輔助製程規劃(CAPP)與電腦輔助製造(CAM)之整合,並大幅提高多軸加工的生產效率。


    摘要 i 誌謝辭 ii 目錄 iii 圖目錄 v 表目錄 vii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 3 1.3 研究方法與步驟 4 第二章 文獻探討 7 2.1 電腦數值控制加工 7 2.2 切削參數的決定 7 2.2.1 刀具選擇 8 2.2.2 刀具路徑間距 8 2.2.3 應用TSP於加工中空轉之快速動刀 10 2.3 多軸加工 11 2.3.1 自由曲面的多軸加工 11 第三章 幾何分解問題的通式 13 3.1 幾何分解問題的目的 13 3.2 幾何分解問題解決詳細流程 14 3.2.1 幾何分解方式 14 3.2.2 最佳化通式 16 3.2.3 減少計算達到最佳之架構 17 第四章 三維凹穴的加工策略及應用 20 4.1 凹穴加工之幾何限制 20 4.2 凹穴加工之刀具路徑 22 4.3 第一種加工策略-加工平面沒有分解 23 4.4 第二種加工策略-加工平面有分解 27 4.5 兩種策略的實作 32 4.6 NC碼輸出 34 4.7 加工策略的結果與比較 36 第五章 輪胎模具溝纹五軸加工策略及應用 42 5.1 輪胎模具之製造程序 42 5.2 溝紋加工之幾何限制 45 5.3 溝紋加工之刀具路徑 48 5.4 溝紋加工之刀具軸向 53 5.5 多重溝紋加工之路徑連結 55 5.6 溝紋加工策略的實作 60 5.7 NC碼輸出 61 5.8 加工策略的結果與比較 62 5.8.1 單一溝紋例子 62 5.8.2 多重溝紋例子 68 第六章 結論及未來研究方向 89 參考文獻 91

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