TW201622903A - 球頭立銑刀加工參數之決定方法 - Google Patents

Abstract

一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，其適用於決定加工機利用球頭立銑刀對工件進行加工之加工參數。此決定方法可用在不同的加工程序中依據不同條件來設定參數。在粗加工程序中，決定方法係用來在加工機的允許的切削力範圍內，根據單位時間內的切削體積之最大值以及較小面粗高度來決定粗加工參數。在中精度加工程序中，決定方法係用來決定中精度加工參數，以獲得更均勻的表面粗度。在精加工程序中，決定方法係先用來依據目標表面粗度以及預設形狀來決定球頭立銑刀的尺寸及精加工參數後，再依序決定中精度加工程序以及粗加工程序之加工參數。

Description

球頭立銑刀加工參數之決定方法

本發明係有關一種加工參數之決定方法，特別是有關於一種球頭立銑刀加工參數之決定方法。

隨著工業技術的發展，業者對模具的尺寸精度、表面粗糙度以及自由曲面的精確度要求也日益增高。球頭立銑刀是用來加工自由曲面或其他複雜的曲面的刀具，而球頭立銑刀的加工參數設定，例如切削力、切削速度、切削間距、切削深度、進給速度等，均對加工工件的形狀、加工品質或表面粗度有極大的影響。

然而，目前球頭立銑刀的加工參數設定主要是由現場操作人員依據經驗來判斷，如此將導致現場操作人員在遇到不同狀況或較複雜形狀需求時，無法精確的設定或調整加工參數。

因此，本發明之一目的是在提供一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，以提升加工速率、加工精度以及加工品質。

根據本發明之上述目的，提出一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，其適用於決定加工機利用球頭立銑刀對工件進行加工之加工參數。球頭立銑刀加工參數之決定方法包含以下步驟：在加工機允許的切削力範圍內，根據工件之切削體積Qc之最大值以及面粗高度Hc來決定粗加工程序之粗加工參數。其中，切削體積Qc為單位時間內球頭立銑刀所移除之工件之體積。

依據本發明一實施例，上述之切削體積Qc以及面粗高度Hc係依據工件之材料、球頭立銑刀之粗加工刀具半徑R_r、球頭立銑刀之銑削速度V、球頭立銑刀之刃數Z以及加工機之每刃進給量F.T來決定。粗加工參數包含球頭立銑刀之徑向切削深度Rd_r、軸向切削深度Ad_r、球頭立銑刀之轉速N_r、進給量F_r、切削斷面積Sc。其中Rd_r=2R_r sin θ；Ad_r=2R_r sin γ且γ=θ+△θ；N_r=1000V/(2 π R_r sin γ)；F_r=F.T*Z*N；Sc=π R_r2*(γ/180)-sin γ *cos γ；Qc=Sc*F_r；以及Hc=R_r(1-cos θ)。θ為面粗度夾角，γ為切削夾角。

根據本發明之上述目的，另提出一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，其適用於決定加工機利用球頭立銑刀對工件進行加工之加工參數。球頭立銑刀加工參數之決定 方法包含以下步驟：根據完成粗加工程序之工件的目標表面粗度來決定中精度加工程序之中精度加工參數。

依據本發明一實施例，上述之中精度加工參數係依據目標表面粗度、球頭立銑刀之中精度加工刀具半徑R_s、球頭立銑刀之銑削速度V、球頭立銑刀之刃數Z以及加工機之每刃進給量F.T來決定。中精度加工參數包含球頭立銑刀之徑向切削深度Rd_s、一軸向切削深度Ad_s、球頭立銑刀之轉速N_s、進給量F_s、徑向切削方向粗度Hcp以及軸向切削方向粗度Hcf。其中，Rd_s=2R_s sin θ；Ad_s=2R_s sin γ且γ=θ+△θ；N_s=1000V/(2 π R_s sin γ)；F_s=F.T*Z*N；Hcp=R_s(1-cos θ)；Rd_s/F.T=1~2。θ為面粗度夾角，γ為切削夾角。當Hcf=Hcp時，每刃進給量F.T=Rd_s/Z。

根據本發明之上述目的，另提出一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，其適用於決定加工機利用球頭立銑刀對工件進行加工之加工參數。球頭立銑刀加工參數之決定方法包含以下步驟。根據前述之決定方法來獲得粗加工參數以及粗加工路徑。根據前述之決定方法來獲得中精度加工參數以及中精度加工路徑。根據工件之預設形狀選擇工件之目標表面。根據目標表面之目標表面粗度來獲得精加工程序之精加工參數，其中，精加工參數包含球頭立銑刀之精加工刀具半徑R_f以及精加工路徑。在參考表中尋找大於精加工刀具半徑R_f的中精度加工刀具半徑R_s。在參考表中尋找大於中精度加工刀具半徑R_s來獲得粗加工刀具半徑R_r。根據目標表面的位置以及精加工參數來獲得中精度加工程序之中精 度加工表面位置。依據目標表面的位置、中精度加工表面位置以及中精度加工參數來獲得粗加工程序之粗加工表面位置。

依據本發明一實施例，上述之精加工參數更包含球頭立銑刀之徑向切削深度Rd_f、軸向切削深度Ad_f、轉速N_f及進給量F_f。

依據本發明另一實施例，上述之中精度加工表面位置為目標表面的位置加上精加工程序之軸向切削深度Ad_f。

依據本發明又一實施例，上述之粗加工表面位置為目標表面的位置加上精加工程序之軸向切削深度Ad_f以及中精度加工程序之軸向切削深度Ad_s。

依據本發明再一實施例，上述之根據工件之預設形狀選擇工件之目標表面的步驟更包含選擇工件之最小圓弧表面。而且，根據目標表面之目標表面粗度來獲得精加工參數之步驟更包含根據最小圓弧表面之圓弧半徑來獲得精加工參數。前述之精加工參數更包含球頭立銑刀之圓弧加工刀具半徑R_m以及局部加工路徑。圓弧加工刀具半徑R_m小於或等於最小圓弧表面之圓弧半徑。

由上述可知，本發明之球頭立銑刀加工參數之決定方法可針對不同加工程序中之加工目標來決定不同的加工參數。在粗加工程序中，加工參數係依據切削體積之最大值以及較佳的表面粗糙度來設定，藉此可提升加工速率。在中精度加工中，加工參數則是依據目標表面粗度來設定， 以獲得粗度較均勻之表面，進而使後續加工程序更順利。而在精加工程序中，則是依據目標表面粗度來決定球頭立銑刀的尺寸以及加工參數，並且綜合考量粗加工程序以及中精度加工程序之參數以完成整個加工程序之參數設定，以達到提升加工品質之目的。

110‧‧‧球頭立銑刀加工參數之決定方法

110、120、122、124、126、130、140‧‧‧步驟

200‧‧‧工件

201‧‧‧模穴

201a、203a‧‧‧產品表面

201b、203b‧‧‧分模表面

201c、203c‧‧‧圓弧表面

203‧‧‧模仁

300‧‧‧球頭立銑刀

Ad_r、Ad_s、Ad_f‧‧‧軸向切削深度

F.T‧‧‧每刃進給量

Hc‧‧‧面粗高度

Hcp‧‧‧徑向切削方向粗度

Hcf‧‧‧軸向切削方向粗度

Rd_r、Rd_s‧‧‧徑向切削深度

Sc‧‧‧切削斷面積

θ‧‧‧面粗度夾角

γ‧‧‧切削夾角

500‧‧‧球頭立銑刀加工參數計算方法

501~510‧‧‧步驟

T_f‧‧‧目標表面位置

T_s‧‧‧中精度加工表面位置

T_r‧‧‧粗加工表面位置

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明一實施方式之一種球頭立銑刀加工參數設定的決定方法之流程圖；〔圖2A〕及〔圖2B〕係繪示依照本發明一實施方式之一種工件之預設形狀示意圖；〔圖3〕係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中之球頭立銑刀加工一工件之剖面示意圖；〔圖4〕係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中，切削力Fc與加工機之每刃進給量F.T以及切削斷面積Sc之關係圖；〔圖5〕係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中，切削力Fc與切削夾角γ及切削斷面積Sc之關係圖；〔圖6〕係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中之球頭立銑刀加工一工件之加工狀態圖；〔圖7〕係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中之球頭立銑刀加工一工件之加工狀態圖； 〔圖8〕係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中設定面粗度夾角θ與切削夾角γ之示意圖；〔圖9A〕係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中，切削方向粗度Hcf/徑向切削方向粗度Hcp與進給間隔P.F/每刃進給量F.T之關係圖；〔圖9B〕係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中，切削方向粗度Hcf/徑向切削方向粗度Hcp與中精度加工刀具半徑R_s之關係圖；〔圖10〕係繪示依照本發明一實施方式之球頭立銑刀加工參數的計算方法之流程圖；以及〔圖11〕係繪示依照本發明一實施方式球頭立銑刀加工參數之決定方法中之定義各程序之加工表面示意圖。

請參照圖1，其繪示依照本發明一實施方式之一種球頭立銑刀加工參數的決定方法之流程圖。球頭立銑刀加工參數之決定方法100主要是用來決定加工機利用球頭立銑刀對工件進行加工之加工參數。在球頭立銑刀加工參數之決定方法100中，首先進行步驟110，以設定工件之預設形狀。另請同時參照圖2A及圖2B，其係繪示依照本發明一實施方式之一種工件之預設形狀的示意圖，其中此工件可為例如模具，其包含模穴201以及模仁203。如圖2A所示，模穴201包含產品表面201a、分模表面201b以及圓弧表面 201c。如圖2B所示，模仁203包含產品表面203a、分模表面203b以及圓弧表面203c。

接著，進行步驟120，以設定加工程序的目標值，其包含設定粗加工程序的目標值(步驟122)、設定中精度加工程序的目標值(步驟124)以及設定精加工程序的目標值(步驟126)。上述之粗加工程序的目標值可例如為單位時間內所移除之工件之體積(即切削體積Qc)之最大值。中精度加工以及精加工程序的目標值可例如為目標表面粗度。

粗加工程序主要係先將工件加工成近似於預設形狀的形狀，例如模穴201或模仁203之雛型。在粗加工程序後，進行中精度加工程序，以依據工件之目標表面粗度，而繼續加工工件，使工件的表面粗度更均勻。在此所指的目標表面粗度會根據不同工件表面需求而有不同之設定。例如，產品表面201a及203a與分模表面201b與203b所訴求之目標表面粗度不同。在中精度加工程序後，進行精加工程序，以繼續完成工件之加工，而使工件形成具有預設形狀與目標表面粗度。在一些例子中，若工件的預設形狀具有局部的圓弧表面(例如圓弧表面201c及203c)時，則可應用精加工程序對局部的工件加工，而形成預設之圓弧表面。

由前述可知，由於粗加工程序與中精度加工程序的加工目標不同，故其所需考量的加工因素以及設定的目標值亦不相同。粗加工程序之加工目標主要是將一個未加工的工件快速加工以形成近似於預設形狀的的雛型。因此，在設定粗加工程序的目標值122中，可將球頭立銑刀在單位時 間內所移除之工件之體積(即切削體積Qc)之最大值作為目標設定值。另請參照圖3，其係繪示依照本發明一實施方式之球頭立銑刀加工一工件時之剖面示意圖。如圖3所示，在球頭立銑刀300在以切削夾角γ以及軸向切削深度Ad_r之條件加工一工件200時，所移除之工件體積具有切削斷面積Sc。

請參照圖4，其係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中，切削力Fc與加工機之每刃進給量F.T以及切削斷面積Sc之關係圖。當切削斷面積Sc為100%，且切削夾角γ為45度時，切削力Fc與每刃進給量F.T成正比。當切削斷面積Sc設定在50%時，切削力Fc同樣與每刃進給量F.T成正比。此外，當切削力Fc較大時，切削斷面積Sc及切削體積Qc皆越大。

請參照圖5，其係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中，切削力Fc與切削夾角γ及切削斷面積Sc之關係圖。由圖5可知，隨著每刃進給量F.T的值不同，切削力Fc與切削斷面積Sc或切削夾角γ的對應值也會不相同。因此，在計算切削體積Qc時，需考慮加工機的允許切削力、限制切削力與切削夾角γ來設定每刃進給量F.T的值。舉例而言，允許切削力與30%的切削斷面積Sc的交點係位於每刃進給量F.T為0.3與0.4的之間，故每刃進給量F.T可設定為0.35。而允許切削力與約56%的切削斷面積Sc的交點係位於每刃進給量F.T為0.3的線上，故每刃進給量F.T可設定為0.3。

另請參閱圖6，其係繪示依照本發明一實施方式在粗加工程序中之球頭立銑刀加工一工件之加工狀態圖。如圖6所示，在球頭立銑刀300在以切削夾角γ、軸向切削深度Ad_r以及徑向切削深度Rd_r之條件加工工件200時，可形成面粗度夾角θ以及面粗高度Hc之表面。當徑向切削深度Rd_r減小時，面粗度夾角θ以及面粗高度Hc也會隨之減小。相反地，當徑向切削深度Rd_r增加時，面粗度夾角θ以及面粗高度Hc則會隨之增加。因此，為方便後續之中精度加工程序的進行，粗加工程序除了考慮切削體積Qc之最大值外，亦要考慮工件經粗加工程序加工後之面粗高度Hc。

由上述可知，在加工機允許的切削力範圍內，根據工件之切削體積Qc之最大值以及面粗高度Hc等目標值，可設定粗加工參數。在一實施例中，切削體積Qc以及面粗高度Hc可由工件之材料、球頭立銑刀之粗加工刀具半徑R_r、球頭立銑刀之銑削速度V、球頭立銑刀之刃數Z、加工機之每刃進給量F.T等條件來決定。根據前述條件可由以下公式(1)~(7)計算出球頭立銑刀之徑向切削深度Rd_r、軸向切削深度Ad_r、球頭立銑刀之轉速N_r、進給量F_r以及切削斷面積Sc等粗加工參數：Rd_r=2R_r sin θ (1)；Ad_r=2R_r sin γ且γ=θ+△θ (2)；N_r=1000V/(2 π R_r sin γ) (3)；F_r=F.T*Z*N (4)；Sc=π R_r ²*(γ/180)-sin γ *cos γ (5)； Qc=Sc*F_r (6)；以及Hc=R_r(1-cos θ) (7)。

其中，前述之γ為切削夾角，且θ為面粗度夾角。

另一方面，在中精度加工程序中，中精度加工目標值主要是根據工件的目標表面粗度來設定，且透過中精度加工程序可繼續將經粗加工程序加工後之工件形成表面粗度均勻之工件。請參照圖7，其係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中之球頭立銑刀加工一工件之加工狀態圖。如圖7所示，球頭立銑刀以徑向切削深度Rd_s(即進給間隔P.F)、軸向切削深度Ad_s以及每刃進給量F.T加工工件時，會在工件表面上形成徑向切削方向粗度Hcp以及軸向切削方向粗度Hcf。中精度加工程序中，若徑向切削方向粗度Hcp以及軸向切削方向粗度Hcf的值越接近，代表工件的表面越均勻。

請同時參照圖7及圖8，其中圖8係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中設定面粗度夾角θ與切削夾角γ之示意圖。圖8所示的兩條線分別代表徑向切削深度Rd_s與中精度加工刀具半徑R_s的比值以及徑向切削方向粗度Hcp與中精度加工刀具半徑R_s的比值。又如圖7所示，面粗度夾角θ係與徑向切削深度Rd_s(進給間隔P.F)有關，而切削夾角γ則是與軸向切削深度Ad_s有關。另一方面，根據球頭立銑刀的切削特性可知，球頭立銑刀在呈圓形形狀動作時的切削效果較佳，若球頭立銑刀呈不規則形狀動作時，其面粗度夾角θ會過小而影響切削。因此，若要形成 較佳的徑向切削方向粗度Hcp以及軸向切削方向粗度Hcf，需定義面粗度夾角θ與切削夾角γ之最小值，例如切削夾角γ大於等於10度。

在一實施例中，徑向切削方向粗度Hcp以及軸向切削方向粗度Hcf係根據工件的目標表面粗度、球頭立銑刀之中精度加工刀具半徑R_s、球頭立銑刀之銑削速度V、球頭立銑刀之刃數Z以、加工機之每刃進給量F.T等條件來決定。根據前述條件可由以下公式(8)~(12)計算出球頭立銑刀之徑向切削深度Rd_s(進給間隔P.F)、軸向切削深度Ad_s、球頭立銑刀之轉速N_s、進給量F_s(feed rate)等中精度加工參數：Rd_s=2R_s sin θ (8)；Ad_s=2R_s sin γ且γ=θ+△θ (9)；N_s=1000V/(2 π R_s sin γ) (10)；F_s=F.T*Z*N (11)；以及Hcp=R_s(1-cos θ) (12)。

其中，前述之θ表示面粗度夾角，γ表示切削夾角。

在一例子中，當Hcf=Hcp時，每刃進給量F.T可由以下公式(13)來獲得：F.T=Rd_s/Z (13)。

另請參照圖9A，其係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中，切削方向粗度Hcf/徑向切削方向粗度Hcp與進給間隔P.F/每刃進給量F.T之關係圖。由前述可知，切削方向粗度Hcf與徑向切削方向粗度Hcp的值越接 近時，其比值越接近1(基準線)，代表工件的表面粗度越均勻。因此，由圖9A可知，當切削方向粗度Hcf與徑向切削方向粗度Hcp的比值約為0.9時，進給間隔P.F與每刃進給量F.T的比值約為1~2。

在一實施例中，若進給間隔P.F與每刃進給量F.T的比值為2時，可另畫出如圖9B之條狀圖。請參照圖9B，其係繪示依照本發明一實施方式在中精度加工程序中，切削方向粗度Hcf/徑向切削方向粗度Hcp與中精度加工刀具半徑R_s之關係圖。由圖9B可知，不同的中精度加工刀具半徑R_s可產生不同的切削方向粗度Hcf與徑向切削方向粗度Hcp的比值。因此，在設定中精度加工刀具半徑R_s時可以切削方向粗度Hcf與徑向切削方向粗度Hcp的比值為1(基準線)作為條件，來選擇其對應的中精度加工刀具半徑R_s。

請再次參照圖1，在完成加工程序設定後，可進行加工參數設定(步驟130)。在一例子中，加工參數主要可包含精加工刀具半徑、各程序之加工路徑、各程序之加工參數以及中精度加工程序與粗加工程序的加工位置資訊。

請參照圖10，其係繪示依照本發明一實施方式之球頭立銑刀加工參數之計算方法之流程圖。在一實施例中，前述的步驟110、120及130可透過圖10所示之球頭立銑刀加工參數之計算方法500來進行。如圖10所示，在球頭立銑刀加工參數之計算方法500中，可先進行步驟501，以選擇工件。在一例子中，工件可為如圖2A所示之模穴201 或圖2B所示之模仁203。接著，進行步驟502，以選擇加工表面。在一例子中，若選擇之工件為如圖2A所示之模穴201，則加工表面可區分為產品表面201a以及分模表面201b。欲陳明者，對於模具而言，分模表面201b並不會實質影響模具所作出來的產品品質。因此，本實施例的球頭立銑刀加工參數之決定方法主要著重在產品表面201a部分的加工的參數設定。

在選擇加工表面502後，可先依據加工表面的條件來設定精加工程序之參數。精加工程序之參數設定中，可先進行步驟503，以判斷最小圓弧表面是否存在。以圖2B為例，最小圓弧表面201c為產品表面201a的一部分。而且，最小的圓弧表面201c必須使用小於或等於其圓弧半徑的加工刀具來加工，故在加工參數的設定上，需一併將最小的圓弧表面201c列為設定條件。若步驟503的判斷結果為否，代表最小的圓弧表面201c並不存在，故僅需要針對產品表面201a作參數設定。因此，若步驟503的判斷結果為否，則可直接進行步驟504，以決定精加工刀具半徑R_f、精加工路徑及其他精加工參數。在一例子中，精加工參數可包含球頭立銑刀之徑向切削深度Rd_f、軸向切削深度Ad_f、轉速N_f及進給量F_f。

請繼續參照圖10，若步驟503的判斷結果為是，代表最小的圓弧表面201c存在，故除了針對產品表面201a作加工參數的設定外，另需設定最小的圓弧表面201c的加工參數。因此，若步驟503的判斷結果為是，則可 進行步驟505，以選擇精加工刀具半徑R_f，並判斷所選精加工刀具半徑R_f是否大於最小的圓弧表面201c之圓弧加工刀具半徑R_m。由於最小圓弧表面201c必須使用小於或等於其圓弧半徑的加工刀具來加工。因此，若所選擇的精加工刀具半徑R_f本身已小於最小的圓弧表面201c的圓弧半徑，則可直接使用所選擇的精加工刀具半徑R_f來同時完成產品表面201a以及最小圓弧表面201c的加工。因此，若步驟505的判斷結果為否時，則進行步驟504，以決定精加工刀具半徑R_f、精加工路徑及其他精加工參數。

另一方面，當所選擇的精加工刀具半徑R_f大於最小圓弧表面201c的圓弧半徑時，則必須要另外選擇符合最小圓弧表面201c之圓弧加工刀具半徑R_m。因此，若步驟505的判斷結果為是時，則可進行步驟506，以決定精加工刀具半徑R_f、圓弧加工刀具半徑R_m及其他精加工參數。在決定精加工刀具半徑R_f及圓弧加工刀具半徑R_m後，可進行步驟507，以決定精加工路徑以及最小圓弧表面201c之局部加工路徑，以完成精加工程序的參數設定。

在進行完精加工程序中之相關參數設定後，接著可進行步驟508，以決定中精度加工程序中之中精度加工刀具半徑R_s及其他中精度加工參數。在步驟508中，中精度加工刀具半徑R_s係大於精加工刀具半徑R_f。在進行完步驟508後，可進行步驟509，以決定粗加工程序中之粗加工刀具半徑R_r及其他粗加工參數。在步驟509中，粗加工刀具半徑R_r係大於中精度加工刀具半徑R_s。

請參照以下參考表一至三，參考表一至三係經根據不同加工階段所彙整的實驗數據，以表示在不同加工階段中，不同表面粗度所對應之加工刀具半徑。藉此，在選擇精加工刀具半徑R_f時，可參照參考表一。舉例而言，若目標表面之表面粗度為4μm，則可選擇R3之精加工刀具。在一例子中，R3的精加工刀具半徑R_f為3mm。在選擇R3的精加工刀具後，可從參考表二中選擇尺寸大於R3的精加工刀具之中精度加工刀具，例如R4之中精度加工刀具。在一例子中，R4的中精度加工刀具半徑R_s為4mm。同樣地，在選擇R4的中精度加工刀具後，可從參考表三中選擇尺寸大於R4之中精度加工刀具的粗加工刀具，例如R5之粗加工刀具。在一例子中，R5的粗加工刀具半徑R_r為5mm。

在分別進行完步驟508及509後，接著可進行步驟510，以決定中精度加工路徑以及粗加工路徑。在一實施例中，中精度加工路徑可根據中精度加工刀具半徑R_s或其他中精度加工參數來決定。而且，粗加工路徑可根據粗加工刀具半徑R_r或其他粗加工參數來決定。

在設定好各個程序中的加工刀具半徑以及加工路徑後，接著可進行定義各個程序之加工表面的步驟。請參照圖11，其係繪示依照本發明一實施方式球頭立銑刀加工參數之決定方法中之定義各程序之加工表面示意圖。如圖11所示，可先將工件200的預設形狀之表面作為目標表面，而精加工表面位置係以目標表面位置T_f來定義。因此，根據前述獲得之精加工參數以及目標表面位置T_f來可推算出中精度加工表面位置T_s。在一例子中，中精度加工表面位置T_s可為目標表面位置T_f加上精加工程序之軸向切削深度Ad_f。另一方面，在獲得中精度加工表面位置T_s後，可根據前述之中精度加工參數以及中精度加工表面位置T_s來可推算出粗加工表面位置T_r。在一例子中，粗加工表面位置T_r為中精度加工表面位置T_s加上中精度加工程序之軸向切削深度Ad_s。也就是說，粗加工表面位置T_r可為目標表面位置T_f加上精加工程序之軸向切削深度Ad_f以及中精度加工程序之軸向切削深度Ad_s。

欲陳明者，雖然工件實際加工的順序為粗加工程序、中精度加工程序以及精加工程序，但在步驟130中， 加工參數係先從精加工程序開始設定，接著再依序設定中精度加工程序及粗加工程序。原因在於，工件在經精加工程序過後即完成其所欲設之形狀。因此，在先設定精加工程序的參數後，後續可較精確地設定中精度加工程序以及粗加工程序之參數。在完成參數設定後，可如圖1中之步驟140所述，進行工件加工。

由上述本發明實施例可知，本發明之球頭立銑刀加工參數之決定方法可針對不同加工程序中之加工目標來決定不同的加工參數。在粗加工程序中，加工參數係依據切削體積之最大值以及較佳的表面粗糙度來設定，藉此可提升加工速率。在中精度加工中，加工參數則是依據目標表面粗度來設定，以獲得粗度較均勻之表面，進而使後續加工程序更順利。而在精加工程序中，則是依據目標表面粗度來決定球頭立銑刀的尺寸以及加工參數，並且綜合考量粗加工程序以及中精度加工程序之參數以完成整個加工程序之參數設定，以達到提升加工品質之目的。

100‧‧‧球頭立銑刀加工參數之決定方法

110、120、122、124、126、130、140‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種球頭立銑刀(Ball End Mill)加工參數之決定方法，其適用於決定一加工機利用一球頭立銑刀對一工件進行加工之加工參數，該決定方法包含：在該加工機允許的切削力範圍內，根據該工件之一切削體積Qc之最大值以及一面粗高度Hc來決定一粗加工程序之一粗加工參數，其中該切削體積Qc為單位時間內該球頭立銑刀所移除之該工件之體積。
2. 如申請專利範圍第1項所述之球頭立銑刀加工參數之決定方法，其中該切削體積Qc以及該面粗高度Hc係依據該工件之材料、該球頭立銑刀之一粗加工刀具半徑R_r、該球頭立銑刀之銑削速度V、該球頭立銑刀之刃數Z以及該加工機之一每刃進給量F.T來決定，且該粗加工參數包含該球頭立銑刀之一徑向切削深度Rd_r、一軸向切削深度Ad_r、該球頭立銑刀之一轉速N_r、一進給量F_r(feed rate)、一切削斷面積Sc，其中Rd_r=2R_r sin θ；Ad_r=2R_r sin γ，γ=θ+△θ；N_r=1000V/(2 π R_r sin γ)；F_r=F.T*Z*N；Sc=π R_r ²*(γ/180)-sin γ *cos γ；Qc=Sc*F_r；以及Hc=R_r(1-cos θ)；其中θ為一面粗度夾角，γ為一切削夾角。
3. 一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，其適用於決定一加工機利用一球頭立銑刀對一工件進行加工之加工參數，該決定方法包含：根據完成一粗加工程序之該工件的一目標表面粗度來決定一中精度加工程序之一中精度加工參數。
4. 如申請專利範圍第3項所述之球頭立銑刀加工參數之決定方法，其中該中精度加工參數係依據該目標表面粗度、該球頭立銑刀之一中精度加工刀具半徑R_s、該球頭立銑刀之銑削速度V、該球頭立銑刀之刃數Z以及該加工機之一每刃進給量F.T來決定，且該中精度加工參數包含該球頭立銑刀之一徑向切削深度Rd_s、一軸向切削深度Ad_s、該球頭立銑刀之一轉速N_s、一進給量F_s(feed rate)、一徑向切削方向粗度Hcp以及一軸向切削方向粗度Hcf，其中Rd_s=2R_s sin θ；Ad_s=2R_s sin γ，γ=θ+△θ；N_s=1000V/(2 π R_s sin γ)；F_s=F.T*Z*N；Hcp=R_s(1-cos θ)；Rd_s/F.T=1~2；其中θ為一面粗度夾角，γ為一切削夾角；以及其中當Hcf=Hcp時，該每刃進給量F.T=Rd_s/Z。
5. 一種球頭立銑刀加工參數之決定方法，其適用於決定一加工機利用一球頭立銑刀對一工件進行加工之加工參數，該決定方法包含：根據如請求項2所述之該決定方法來獲得該粗加工參數以及一粗加工路徑；根據如請求項4所述之該決定方法來獲得該中精度加工參數以及一中精度加工路徑；根據該工件之一預設形狀選擇該工件之一目標表面；根據該目標表面之一目標表面粗度來獲得一精加工程序之一精加工參數，其中該精加工參數包含該球頭立銑刀之一精加工刀具半徑R_f以及一精加工路徑；在一參考表中尋找大於該精加工刀具半徑R_f的該中精度加工刀具半徑R_S；在該參考表中尋找大於該中精度加工刀具半徑R_S來獲得該粗加工刀具半徑R_r；根據該目標表面的位置以及該精加工參數來獲得該中精度加工程序之一中精度加工表面位置；以及依據該目標表面的位置、該中精度加工表面位置以及該中精度加工參數來獲得該粗加工程序之一粗加工表面位置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之球頭立銑刀加工參數之決定方法，其中該精加工參數更包含該球頭立 銑刀之一徑向切削深度Rd_f、一軸向切削深度Ad_f、一轉速N_f及一進給量F_f。
7. 如申請專利範圍第5項所述之球頭立銑刀加工參數之決定方法，其中該中精度加工表面位置為該目標表面的位置加上該精加工程序之一軸向切削深度Ad_f。
8. 如申請專利範圍第5項所述之球頭立銑刀加工參數之決定方法，其中該粗加工表面位置為該目標表面的位置加上該精加工程序之一軸向切削深度Ad_f以及該中精度加工程序之一軸向切削深度Ad_s。
9. 如申請專利範圍第5項所述之球頭立銑刀加工參數之決定方法，其中根據該工件之該預設形狀選擇該工件之該目標表面的步驟更包含選擇該工件之一最小圓弧表面；以及根據該目標表面之該目標表面粗度來獲得該精加工參數之步驟更包含根據該最小圓弧表面之一圓弧半徑來獲得該精加工參數，其中該精加工參數更包含該球頭立銑刀之一圓弧加工刀具半徑R_m以及一局部加工路徑，其中該圓弧加工刀具半徑R_m小於或等於該最小圓弧表面之一圓弧半徑。