TWI828595B - 切削刀具之設計方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種切削刀具之設計方法，控制單元利用感測器讀取第一工件之工件參數，並依據工件參數產生環狀體參數，控制單元讀取角度參數與位移參數並與該環狀體參數取得交集產生刃口線參數，控制單元依據刃口線參數以及該螺旋參數產生切削刀具模型參數，並透過切削刀具模型參數製作出切削刀具，並將切削刀具與工件安裝於加工機上，並透過切削刀具與工件作同動加工，進而將工件切削為轉子。

Description

切削刀具之設計方法

本發明係關於一種切削刀具之設計方法，其應用於製造一轉子及製造該轉子之加工刀具。

現有習知技術中對轉子的製造步驟中為了精確地獲得轉子的輪廓，在粗加工之後，將採用研磨的精加工，通常使用盤式銑刀或指狀銑刀進行粗加工。而粗加工之留料與精度將會影響精加工的品質，因此粗加工之精度尤為重要。此外，由於目前使用盤式銑刀在一個加工週期內只能生成單一溝槽，當需要製造多螺紋溝槽之工件時，僅能使用銑刀於加工完一條溝槽後加工另一條溝槽，將會導致加工時間相當冗長。

而現有習知技術中對齒輪的製造步驟其中一種則是透過成形法，成形法即利用具有匹配齒間形狀之成形刀具，直接加工齒輪胚之齒間部位。有些加工使用單一刀具，完成一齒之加工後，以分度頭旋轉一齒間隔，再加工下一齒，依序加工至完成，如齒輪拉削、成形銑削等。

另一技術則是「旋風式銑削」，「旋風式銑削」是一種生產效率較高的螺桿加工方法，對各種資料進行高速、高效的螺紋銑削設備且加工機主軸 轉速慢，所以工具機運動精度高、動態穩定性好，但其也僅適用於加工單一螺紋之工件，無法同時對多個齒進行加工。

齒輪之製造也可透過鑄造法製造，大型齒輪多使用鑄造法製造，將金屬加熱後變成熔融的金屬液體，在熔融狀態時將其倒入預先做好的鑄模內，待其冷卻凝固後取出，除去澆冒口，即得所需之鑄件，但精密度不高，對精密度要求不高者可使用此方法。

習知技術中，若要對精密度有所要求，不論是對轉子或是齒輪皆是透過一次切割一齒，或者是一次切割一條溝槽，加工時間都相當冗長。

基於上述之問題，本發明提供一種切削刀具之設計方法與其結構與對應之轉子加工方法，其藉由設計一種切削刀具，該切削刀具與工件之一側緊配並以切削刀具切削工件外部，以進行加工，且配合轉子旋轉角度、節圓半徑等參數設定使其具有較小的進給率，切削出的工件成品具有較高的精度以及較小的誤差，且同時切割多個齒、溝槽，進而降低加工時間，可達到節能、省電之功效。

本發明之一目的，在於提供一種切削刀具之加工方法，其藉由控制單元讀取參數，便可透過控制單元依據參數並產生切削刀具，依此方法所產生之切削刀具切削出的工件成品具有較高的精度以及較小的誤差，且可同時切削多齒轉子，相較習知技術更為快速、節能。

針對上述之目的，本發明提供一種切削刀具之設計方法，其應用於一控制單元，預設一螺旋參數於該控制單元中，該螺旋參數係對應於一環狀體之一齒數，該切削刀具之設計方法之步驟如下：該控制單元控制一感測器感測一第一工件並產生一工件參數，該工件參數係對應於該第一工件之一第一轉軸以及一第一轉角；該控制單元依據該工件參數產生一環狀體參數，該環狀體參數係對應於一環狀體之一第二轉軸以及一第二轉角；該控制單元讀取至少一角度參數以及一位移參數並產生一刃面參數，係用以與該環狀體參數交集而產生一刃口線參數，該至少一角度參數係對應於該環狀體之一前刃角，該位移參數係對應於一刃面位移，該刃面參數係對應於該環狀體之一前刃面，該刃口線參數係對應於該環狀體之一刃口線；以及該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數，該切削刀具模型參數包含該第二轉軸，且該第二轉軸與該第一轉軸具有一軸線距離以及一轉軸夾角；其中，該控制單元依據該環狀體參數以及該工件參數產生一接觸線，該接觸線對應該環狀體以及該工件之接觸點，該控制單元依據該接觸線產生一非干涉空間，該前刃面設置於該非干涉空間內，如此本發明之方法所產出之切削刀具所切削出之轉子具有較高的精度以及較小的誤差，且能同時切削至少一線螺紋之轉子。

本發明提供一實施例，其中該環狀體參數包含一內齒參數，該內齒參數係對應於該環狀體之一內齒，該工件參數包含一外齒參數，該工件參數係對應於該第一工件之一外齒。

本發明提供一實施例，其中該環狀體參數係透過該工件參數之一差集取得，該第一刃面參數係透過將該刃面設置於該環狀體之一中央取得，該第 二刃面參數係透過將該第一刃面位移該刃面位移，該前刃面參數係透過將該第二刃面旋轉至少一角度取得

本發明提供一實施例，其中於該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數之步驟後，更包含：依據該切削刀具模型參數利用一加工機產生一切削刀具。

本發明提供一實施例，其中於該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數之步驟中，更包含：該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一第一刀具模型參數；以及該控制單元依據該第二轉軸環形複製該第一刀具模型參數，產生該切削刀具模型參數。

本發明之另一目的，在於提供一種切削刀具，其切削出的工件成品具有較高的精度以及較小的誤差，且能同時切削至少一線螺紋之轉子。

針對上述之目的，本發明提供一種切削刀具，其包含：一環狀體，其係於該環狀體之中心設置一貫穿孔；一第一刀具，其係包含一第一本體，該環狀體之一側延伸設置該第一本體，該第一本體之一第一側由該環狀體之一側厚度漸寬設置至該第一本體之一第二側，該第一本體之該第一側連接至該第一本體之該第二側為一曲面件，該第一本體之該第二側於該貫穿孔之一側，該曲面件往下延伸並厚度漸縮設置一第一刃體，該第一本體之相對於該第一刃體之一面自該第一本體延伸並厚度漸縮設置一第二刃體，該第一刃體自該第一本體之一側延伸之一側連接該第二刃體自該第一本體之另一側延伸之一側並連接至該第二側；以及一第二刀具，其設置於該第一本體之該第二側之底部，其係包含一第二本體，該環狀體之一側延伸設置該第二本體，該第二本體之一第三側由該環狀體之一側厚度漸寬設置至該第二本體之一第四側，該第二本體之該第三側連接 至該第二本體之該第四側為一曲面件，該第二本體之該第四側於該貫穿孔之一側，該曲面件往下延伸並厚度漸縮設置一第三刃體，該第二本體之相對於該第三刃體之一面自該第二本體延伸並厚度漸縮設置一第四刃體，該第三刃體自該第二本體之一側延伸之一側連接該第四刃體自該第二本體之另一側延伸之一側並連接至該第四側，該第二本體之該第三側連接該第一本體之該第二側。

本發明提供一實施例，其中該第一刀具之該第一側設置一墊片，該第二刀具之該第三側設置該墊片。

本發明之另一目的，在於提供一種切削刀具加工轉子之方法，其藉由切削刀具與工件同時旋轉，並以不同的轉速旋轉，使得切削出的工件成品具有較高的精度以及較小的誤差。

針對上述之目的，本發明提供一種切削刀具加工轉子之方法，其應用於一控制單元以及如請求項1所設計之一切削刀具，該控制單元預設該切削刀具之一第一轉速參數以及一第二工件之一第二轉速參數，該轉子之加工方法包含：該控制單元讀取該第一轉速參數以及該第二轉速參數，該控制單元以一第一轉速以及一旋轉方向旋轉該切削刀具，並以一第二轉速以及該旋轉方向旋轉該第二工件，該第一轉速與該第二轉速之一轉速比反比於該切削刀具與該第二工件之一齒數比，該切削刀具與該第二工件；以及該控制單元控制該切削刀具與該第二工件做一同動加工，進而利用該切削刀具切削該第二工件，並產生一轉子。

本發明提供一實施例，其中該同動加工可為該切削刀具進給該第二工件、該第二工件進給該切削刀具以及該切削刀具與該第二工件相互進給。

本發明提供一實施例，其中該轉子可為一螺桿、一齒輪、一蝸桿或具有一螺旋溝槽之工件。

本發明提供一實施例，其中該轉子為一螺桿並具有複數個外螺紋，該些個外螺紋相鄰設置複數個外螺紋溝槽，該些個外螺紋溝槽對應於該切削刀具之複數個第一刀具。

本發明提供一實施例，其中該第二工件之一軸心與該切削刀具之一軸心相距一軸線距離，且呈一轉軸夾角。

S100、S110、S120、S130、S140、S150:步驟

S152、S154:步驟

S200、S210:步驟

10:切削刀具

110:環狀體

120:貫穿孔

1202:半徑

1204:第二轉軸

130:第一刀具

1302:第一本體

1304:第一刃體

1306:第二刃體

132:第一側

134:第二側

1342:刀面

1344:墊片

1346:鎖固部

140:第二刀具

1402:第二本體

1404:第三刃體

1406:第四刃體

142:第三側

144:第四側

20:加工機

22:控制單元

24:感測器

26:儲存單元

30:加工機

32:控制單元

34:儲存單元

50:第一工件

510:第一轉軸

520:接觸線

530:環狀體節面

540:刀刃

550:第一刃面

560:第二刃面

570:前刃面

572:前刃角

580:刃口線

60:第二工件

80:轉子

802:外螺紋

804:外螺紋溝槽

α:尖端後角

△B:位移

S₁:非干涉空間

S₂:干涉空間

E:軸線距離

Σ:轉軸夾角

C₁:旋轉方向

C_z:進給方向

第1圖：其為本發明之切削刀具之設計流程圖；第2圖：其為本發明之切削刀具之加工方法之方塊圖；第3圖：其為本發明之轉子示意圖；第4圖：其為本發明之前刃面示意圖；第5A圖：其為本發明之節面示意圖；第5B圖：其為本發明之節面側面示意圖；第6圖：其為本發明之非干涉空間示意圖；第7圖：其為本發明之非干涉空間之側視圖；第8圖：其為本發明之前刃面示意圖；第9圖：其為本發明之產生切削刀具模型參數之流程圖；第10圖：其為本發明之切削刀具示意圖； 第11A圖：其為本發明之切削刀具切削蝸桿示意圖；第11B圖：其本發明之切削刀具切削滾珠螺桿示意圖；第12圖：其為本發明之切削刀具之結構圖；第13圖：其為本發明之切削刀具加裝墊片示意圖；第14圖：其為本發明之切削刀具加工轉子之方法之流程圖；第15圖：其為本發明之切削刀具加工轉子之方法之方塊圖；第16圖：其為本發明之切削刀具之轉動示意圖；第17圖：其為本發明之切削刀具置於加工機之示意圖；以及第18圖：其為本發明之轉子結構示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：在說明書及請求項當中使用了某些詞彙指稱特定的元件，然，所屬本發明技術領域中具有通常知識者應可理解，同一個元件可能會用不同的名詞稱呼，而且，本說明書及請求項並不以名稱的差異作為區分元件的方式，而是以元件在整體技術上的差異作為區分的準則。在通篇說明書及請求項當中所提及的「包含」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。再者，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接一第二裝置，則代表第一裝置可直接連接第二裝置，或可透過其他裝置或其他連接手段間接地連接至第二裝置。

習知中轉子製造方法不適用於加工軸向尺寸較長之螺桿工件，且每次軸向進給僅可加工單一螺旋溝槽，這些加工方式效率低，又無法加工不同螺旋角之螺桿，對於轉子之製造相當不便，因此本發明提供一種切削刀具之設計方法與其結構與對應之轉子加工方法，該切削刀具不僅可以同時加工多個螺旋溝槽，同時也能適用於加工軸向尺寸較長之螺桿工件，以此減少製造多齒螺桿所消耗之能量以及時間。

接著，請一併參閱第1圖，第1圖為本發明之切削刀具之設計流程圖，如圖所示，接著將描述如何進行切削刀具之加工，說明如下：步驟S100：控制單元控制感測器感測第一工件並產生工件參數，工件參數係對應於第一工件之第一轉軸以一第一轉角；步驟S110：控制單元依據工件參數產生環狀體參數，該環狀體參數係對應於環狀體之第二轉軸以及第二轉角；步驟S120：控制單元依據環狀體參數產生第一刃面參數，第一刃面參數對應環狀體之第一刃面；步驟S130：控制單元依據第一刃面參數以及位移參數產生第二刃面參數，第二刃面參數對應環狀體之第二刃面；步驟S140：控制單元依據第二刃面參數以及至少一角度參數並產生前刃面參數，其係用以與環狀體參數交集而產生刃口線參數，前刃面參數係對應於環狀體之前刃面，刃口線參數係對應於環狀體之刃口線；步驟S150：控制單元依據刃口線參數以及螺旋參數產生切削刀具模型參數，切削刀具模型參數包含第二轉軸，且第二轉軸與第一轉軸具有軸線距離以及轉軸夾角。

接著，將詳述各個步驟，說明如下：首先，請一併參閱第1圖及第2圖，第2圖為本發明之切削刀具之加工方法之方塊圖，如圖所示，接著將描述如何加工該切削刀具10，說明如下：本發明應用於一加工機20，其中該加工機20包含一控制單元22以及一感測器24，該感測器24連接該控制單元22，該控制單元22更包含一儲存單元26，預設至少一角度參數、一位移參數以及一螺旋參數於該控制單元22之該儲存單元26中，該螺旋參數係對應於該環狀體之一齒數，該至少一角度參數係對應於該環狀體之一前刃角，該位移參數係對應於一刃面位移。

請一併參閱第1圖、第2圖及第3圖，第3圖為本發明之轉子示意圖，如圖所示，於步驟S100中，該控制單元22控制該感測器24感測一第一工件50並產生一工件參數，該工件參數係對應於該第一工件50之一第一轉軸510以及一第一轉角φ _m 。

於本實施例中，透過自動化加工機(CNC)偵測之該感測器24感測該第一工件50之外型輪廓，並產生對應該第一工件50之該工件參數，其中，該工件參數包括該第一轉軸510以及該第一轉角φ _m ，以及對應該第一工件50之各式位置向量(圖未示)，且該第一工件50可為螺桿、蝸桿、滾珠螺桿、魯氏型轉子等具有螺旋溝槽之工件。

接著，請一併參閱第1圖、第2圖及第3圖，如圖所示，於步驟S110中，該控制單元22依據該工件參數產生一環狀體參數，該環狀體參數係對應於一環狀體110之一第二轉軸1204以及一第二轉角φ _b 。

於本實施例中，如第3圖所示，透過自動化加工機(CNC)依據步驟S100所產生之該工件參數，利用與該工件參數之差集，產生對應於該第一工件50之輪廓之該環狀體參數，其中，該環狀體參數對應於該環狀體110，該環狀體110之內輪廓對應於該第一工件50之外輪廓，該環狀體參數包括該第二轉軸1204以及該第二轉角φ _b ，以及對應該環狀體110之各式位置向量(圖未示)，該第一轉軸510與該第二轉軸1204之間呈現一軸線距離E以及一轉軸夾角Σ。

接著，請參閱第4圖，第4圖為本發明之前刃面示意圖，如圖所示，該控制單元22依據該環狀體參數產生一第一刃面參數，該第一刃面參數對應該環狀體110之一第一刃面550。

復參閱第4圖，於步驟S130中，該控制單元22依據該第一刃面參數以及該位移參數產生一第二刃面參數，該第二刃面參數對應該環狀體110之一第二刃面560，該位移參數係對應於一刃面位移△B。

於本實施例中，為了不使設計之該切削刀具10切削工件時造成過切之效果，需要將該切削刀具10之一刃面設計於非干涉空間之內，因此將該刃面位移該刃面位移△B之距離，並透過旋轉該前刃角572之角度，進而產生該前刃面570，並透過該環狀體110與該前刃面572之交集產生該刃口線580。

關於非干涉空間之技術，請參閱第5A圖以及第5B圖，第5A圖為本發明之節面示意圖，第5B圖為本發明之節面側面示意圖，將該第一工件50視為一圓柱體時，該第一工件50與該環狀體110之一節面530之一接觸線520為一曲線。

接著參閱第6圖，其為本發明之非干涉空間示意圖，如圖所示，利用該接觸線520繞第二轉軸1204一圈，即可將空間分成內部及外部，內部即為一干涉空間S2，外部即為該非干涉空間S1，當該切削刀具10之該刀刃540位於該干涉空間S2時，會導致該切削刀具10切削時出現過切之現象，而當該切削刀具10之刀刃540位於該非干涉空間S1時，則不會出現過切之現象。

接著參閱第7圖，其為本發明之非干涉空間之側視圖，如圖所示，由於當該刀刃540設計於該第一刃面550時，該刀刃540會有部分位於該干涉空間S2內，如此會導致過切現象，因此本發明將該刀刃540位移該刃面位移△B，將該刀刃540由該第一刃面550位移至該第二刃面560，使該刀刃540全部位於該非干涉空間S1內，並因此產生一尖端後角α，該尖端後角α能夠讓切削時所產生之碎屑更容易排出。

於步驟S140中，該控制單元22依據該第二刃面參數以及該至少一角度參數並產生一前刃面參數，其係用以與該環狀體參數交集而產生一刃口線參數，該前刃面參數係對應於該環狀體110之一前刃面570，該刃口線參數係對應於該環狀體110之一刃口線580，使該前刃面570可用於正交該螺旋線。

接著復參閱第4圖以及第8圖，第8圖為本發明之前刃面示意圖，將該刀刃540由該第一刃面550位移至該第二刃面560後，為了切削及退屑方便，將該第二刃面旋轉該前刃角572進而形成該前刃面570，該前刃角572為該第一工件50之法向量與前刃面570之方向向量之夾角。

於步驟S150中，該控制單元22依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數，該切削刀具模型參數包含該第二轉軸1204，且該第二轉軸1204與該第一轉軸510具有一軸線距離E以及一轉軸夾角Σ。

而步驟S150中更可將步驟分為步驟S152以及S154。

接續參閱第9圖，其為本發明之產生切削刀具模型參數之流程圖，如圖所示，接著，將詳述各個步驟，說明如下：步驟S152：控制單元依據刃口線參數以及螺旋參數產生第一刀具模型參數；步驟S154：控制單元依據該第二轉軸環形複製第一刀具模型參數，產生切削刀具模型參數。

接著，將詳述各個步驟，說明如下：於步驟S152中，該控制單元22依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一第一刀具模型參數，復參閱第8圖，該控制單元22依據該刃口線參數以及該螺旋參數向後螺旋掃出該刀刃540，該螺旋參數對應於該切削刀具10之欲製作之齒數。

於步驟S154中，該控制單元22依據該第二轉軸環形複製該第一刀具模型參數，產生該切削刀具模型參數，接著參閱第10圖，其為本發明之切削刀具示意圖，如圖所示，取得該第一刀具模型參數後，透過對著該第二轉軸環形複製，即可取得本發明之同時切削多齒轉子之該切削刀具10。

綜上所述，本實施例所設計之該切削刀具10除了能夠提高切削時的精度以外，製作出之該切削刀具10可同時加工至少一線螺紋之該轉子，相較於習知大多採用指型方式，不僅每次軸向進給僅可加工單一螺旋溝槽，也 無法加工不同螺旋角之工件，本實施例不只同時加工至少一線螺紋之該轉子，也能調整加工之螺旋角，且半徑更大、轉速更慢，因此大幅減少工件製程所花費的時間，不只節能減碳，刀具消耗的速度也比習知慢上許多。

本發明提供另一實施例，依據該切削刀具模型參數利用該加工機20產生該切削刀具10。

本發明提供另一實施例，接著參閱第11A圖以及第11B圖，第11A圖為本發明之切削刀具切削蝸桿示意圖，第11B圖為本發明之切削刀具切削滾珠螺桿示意圖，如第11A圖所示，該切削刀具10所對應切削之該第一工件50為一三線螺紋之一蝸桿，如第11B圖所示，該切削刀具10所對應切削之該第一工件50為一單線螺紋之一滾珠螺桿，因此本發明之該切削刀具10所對應切削之該第一工件50可為螺桿、齒輪、蝸桿等具有螺旋溝槽之工件，且不論是單線螺紋或是多線螺紋透過本發明之該切削刀具10切削出來。

本發明提供另一實施例，該切削刀具10或環狀體110用砂輪材質製作，可產出進行螺桿精磨加工之環狀砂輪，能用於同時精加工研磨多齒轉子。

本發明提供另一實施例，透過將該第一刀具130之長度縮短，使其成為一可拋棄式刀片，並架設於習知之一刀架上，也能與本發明具有相同功效，本發明並未限制該切削刀具10須為一體成形式設計。

綜上所述，本實施例除了提高切削時的精度以外，製作出之該切削刀具10可同時加工至少一線螺紋之該轉子，相較於習知大多採用指型方式，不僅每次軸向進給僅可加工單一螺旋溝槽，也無法加工不同螺旋角之工件，本實施例不只同時加工至少一線螺紋之該轉子，也能調整加工之螺旋角， 且半徑更大、轉速更慢，因此大幅減少工件製程所花費的時間，不只節能減碳，刀具消耗的速度也比習知慢上許多。

接著，請參閱第12圖，其為本發明之切削刀具之結構圖，如圖所示，其為一切削刀具10，其包含：一環狀體110、一貫穿孔120、一第一刀具130以及一第二刀具140。

其中，該貫穿孔120設置於該環狀體110中央該第一刀具130中包含一第一本體1302、該第一本體1302之一第一側132；該第一本體1302之一第二側134、一第一刃體1304以及一第二刃體1306，該第一本體1302之一第一側132連接至該第一本體1302之一第二側134為一曲面件，該第一本體1302之該第二側134於該貫穿孔120之一側，該曲面件往下延伸並厚度漸縮設置一第一刃體1304，該第一本體1302之相對於該第一刃體1304之一面自該第一本體1302延伸+並厚度漸縮設置一第二刃體1306，該第一刃體1304自該第一本體1302之一側延伸之一側連接該第二刃體1306自該第一本體1302之另一側延伸之一側並連接至該第二側134；該第二刀具140中包含一第二本體1402、該第二本體1402之一第三側142、該第二本體1402之一第四側144、一第三刃體1404以及一第四刃體1406，該第二本體1402之該第三側142連接至該第二本體1402之該第四側144為一曲面件，該第二本體1402之該第四側144於該貫穿孔120之一側，該曲面件往下延伸並厚度漸縮設置一第三刃體1404，該第二本體1402之相對於該第三刃體1404之一面自該第二本體1402延伸並厚度漸縮設置一第四刃體1406，該第三刃體1404自該第二本體1402之一側延伸之一側連接該第四刃體1406自該第二本體1402之另一側延伸之一側並 連接至該第四側144，該第二本體1402之該第三側142連接該第一本體1302之該第二側134。

將該第一刀具130之該第一刃體1304以及該第二刃體1306與第二刀具140之該第三刃體1404以及該第四刃體1406抵住欲切削之工件，接著將該切削刀具10旋轉並切削欲切削之工件，即能透過該第一刀具130之該第一刃體1304以及該第二刃體1306與第二刀具140之該第三刃體1404以及該第四刃體1406切削欲切削之工件之溝槽，並完成產生轉子。

接著參閱第13圖，其為本發明之切削刀具加裝墊片示意圖，如圖所示，於本實施例中，透過一鎖固部1346將一墊片1344固定於該第一本體1302之該第二側134，也可以將該墊片1344透過黏合、電銲等方式接合於該第一本體1302之該第二側134，以此替換該切削刀具10之刃面。

綜上所述，使用本發明之該切削刀具所切削出之轉子相較習知技術所生產之轉子具有較高的精度以及較小的誤差，且生產轉子之流程也相較於習知技術更為快速、簡便，且能同時切削至少一線螺紋之轉子，較習知僅切削一線螺紋之轉子方便，且能適用於加工軸向尺寸較長之轉子工件。

為了使得切削出的轉子相較於習知技術所切削出的轉子具有較高的精度以及較小的誤差，因此本發明提供一種切削刀具加工轉子之方法。

首先，請參閱第14圖，其為本發明之切削刀具加工轉子之方法之流程圖，接著將描述如何利用一切削刀具對一第二工件進行加工，說明如下：步驟S200：控制單元讀取第一轉速參數以及第二轉速參數，控制單元以第一轉速以及旋轉方向旋轉切削刀具，並以第二轉速以及旋轉方向旋 轉第二工件，第一轉速與第二轉速之轉速比反比於切削刀具與第二工件之齒數比；步驟S210：控制單元控制切削刀具與第二工件做同動加工，進而利用切削刀具切削第二工件，並產生轉子。

接著，將詳述各個步驟，首先參閱第15圖，其為本發明之切削刀具加工轉子之方法之方塊圖，接著將描述如何利用該切削刀具10加工該第二工件，說明如下：如第15圖所示，本發明應用於一加工機30，其中該加工機30包含一控制單元32，該控制單元32更包含一儲存單元34，預設該切削刀具10之一第一轉速參數以及一第二工件60之一第二轉速參數於該控制單元32之該儲存單元34之中。

請參閱第16圖，第16圖為本發明之切削刀具之轉動示意圖，如圖所示，於步驟S300中，該控制單元32讀取該第一轉速參數以及該第二轉速參數，該控制單元以一第一轉速S_c以及一旋轉方向C₁旋轉該切削刀具10，並以一第二轉速S_m以及該旋轉方向C₁旋轉該第二工件60，該第一轉速S_c與該第二轉速S_m之一轉速比反比於該切削刀具10與該第二工件60之一齒數比，且該第二工件60之一第一轉軸510與該切削刀具10之一第二轉軸1204具有一軸線距離E以及一轉軸夾角Σ。

接著請參閱第17圖，其為本發明之切削刀具置於加工機之示意圖，如圖所示，將該切削刀具10與該第二工件50掛載於加工機30上並以該第一轉速s_c旋轉該切削刀具10並以該第二轉速s_m同向旋轉該第二工件50，並透過C_Z方向與該第二工件50做該同動加工。

請一併參閱第17圖及18圖，第18圖為本發明之轉子結構示意圖，於步驟S310中，該控制單元32使該切削刀具10與該第二工件50做該同動加工，進而切削該第二工件50，並產生該轉子80，該轉子80包含外螺紋802以及外螺紋溝槽804。

該轉子80可為螺桿、齒輪、蝸桿等具有螺旋溝槽之工件，且不論是單線螺紋或是多線螺紋皆可透過此方法切削。

該同動加工係為該切削刀具10以及該第二工件50同步運動，且包含利用該切削刀具10進給該第二工件50，或利用該第二工件50進給該切削刀具10，抑或是控制該切削刀具10及該第二工件50相互進給。

綜上所示，本發明除了提高切削時的精度以外，因利用該切削刀具10可在同時加工多個螺旋溝槽時，又適用於較長之轉子工件，同時也能對螺旋角進行調整，相對於傳統用於加工機等儀器進行工件切削時所花的時間、工序，本實施例之方法可大幅減少工件製程所花費的時間，不只節能減碳，工序也相對簡單，且可適配的工件也較習知技術多元。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10:切削刀具

50:第一工件

510:第一轉軸

1204:第二轉軸

E:軸線距離

Σ:轉軸夾角

Claims (6)

1. 一種切削刀具之設計方法，其應用於一控制單元，該控制單元預設至少一角度參數、一位移參數以及一螺旋參數，該螺旋參數係對應於一環狀體之一齒數，該至少一角度參數係對應於該環狀體之一前刃角，該位移參數係對應於一刃面位移，該切削刀具之設計方法之步驟如下：該控制單元控制一感測器感測一第一工件並產生一工件參數，該工件參數係對應於該第一工件之一第一轉軸以及一第一轉角；該控制單元依據該工件參數產生一環狀體參數，該環狀體參數係對應於一環狀體之一第二轉軸以及一第二轉角；該控制單元依據該環狀體參數產生一第一刃面參數，該第一刃面參數對應該環狀體之一第一刃面；該控制單元依據該第一刃面參數以及該位移參數產生一第二刃面參數，該第二刃面參數對應該環狀體之一第二刃面；該控制單元依據該第二刃面參數以及該至少一角度參數並產生一前刃面參數，其係用以與該環狀體參數交集而產生一刃口線參數，該前刃面參數係對應於該環狀體之一前刃面，該刃口線參數係對應於該環狀體之一刃口線；以及該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數，該切削刀具模型參數包含該第二轉軸，且該第二轉軸與該第一轉軸具有一軸線距離以及一轉軸夾角；其中，該控制單元依據該環狀體參數以及該工件參數產生一接 觸線，該接觸線對應該環狀體以及該工件之接觸點，該控制單元依據該接觸線產生一非干涉空間，該前刃面設置於該非干涉空間內。
2. 如請求項1所述的切削刀具之設計方法，其中該環狀體參數係透過該工件參數之一差集取得，該第一刃面參數係透過將該刃面設置於該環狀體之一中央取得，該第二刃面參數係透過將該第一刃面位移該刃面位移，該前刃面參數係透過將該第二刃面旋轉至少一角度取得。
3. 如請求項1所述的切削刀具之設計方法，其中該環狀體參數包含一內齒參數，該內齒參數係對應於該環狀體之一內齒，該工件參數包含一外齒參數，該工件參數係對應於該第一工件之一外齒。
4. 如請求項1所述的切削刀具之設計方法，其中於該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數之步驟後，包含：依據該切削刀具模型參數利用一加工機產生一切削刀具。
5. 如請求項1所述的切削刀具之設計方法，其中於該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一切削刀具模型參數之步驟中，包含：該控制單元依據該刃口線參數以及該螺旋參數產生一第一刀具模型參數；以及 該控制單元依據該第二轉軸環形複製該第一刀具模型參數，產生該切削刀具模型參數。
6. 如請求項1所述的切削刀具之設計方法，其中於該控制單元依據該第一刃面參數、至少一角度參數以及一位移參數並產生一前刃面參數之步驟中，包含：該控制單元依據該第一刃面參數以及該位移參數產生一第二刃面參數，該第二刃面參數對應該環狀體之一第二刃面；以及該控制單元依據該第二刃面參數以及該至少一角度參數產生該前刃面參數。