I
摘 要
數控工具機是指可以透過事先編輯的精確指令進行自動加工的工具機。
目前大多數的數控工具機為電腦數值控制工具機（CNC），由電腦扮演整合控制
的角色。
在現代的電腦數值控制系統中，工件的設計高度依賴電腦輔助設計（CAD）
及電腦輔助製造（CAM）等軟體。電腦輔助製造軟體解析設計模型並計算加工
過程中的移動指令，透過後處理器將移動指令及其他加工過程中需使用到的
輔助指令轉換成數值控制系統可以讀取的格式，之後將後處理器產生的檔案
載入電腦數值控制工具機中進行工件加工。
將程式指令輸入數控系統之記憶體後，經由電腦編譯計算，透過位移控制
系統，將資訊傳至驅動器以驅動馬達之過程，來切削加工所設計之零件。
為了加工出摩艾頭的模型，必須先經過圖面的思考及設計，圖面思考利用
本校繪圖軟體 Soildworks 來支援我們的繪圖設計，再將繪製好的模具設計圖
載入多軸加工銑削軟體 PowerMILL 進行刀具路徑的規劃，最後把刀具路徑轉
換為 NC，再將 NC 檔案傳輸到 CNC機台進去模具銑削動作。
II
致 謝
感謝郭武彰老師和徐仲亭老師，這幾個月來細心指導與教誨。不但在專題
製作上獲益良多，而且在為人處事上提攜與叮嚀。如當頭棒喝，念念不忘。專
題期間多方面給予技術指導，並不辭辛勞逐字檢查，此專題得以完成，師恩浩
瀚永記在心。
在此感謝達康科技公司、華賢科技有限公司，在觀念上的指導與技術上的
協助，促使加工模型能夠完整的呈現出來。
專題製作期間，也非常感謝這三年來的大學同學(祐瑜、恩輔、育聖、存
逸)的互助幫忙，才能使本專題能夠順利完成。更感謝修平科技大學工學院機
械工程系提供 K 棟的所有設備，才能造就出精美的工具機展覽之展示工件的
角色。
最後，感謝爸爸媽媽的栽培之恩，親朋好友們的鼓勵與支持。致謝此文獻
給你們。
III
目 錄
摘 要 ......................................................................................................................... I
致 謝 ........................................................................................................................ II
目 錄 ...................................................................................................................... III
圖目錄 ................................................................................................................... VII
表目錄 .................................................................................................................... XI
第 1 章 緒論 ............................................................................................................. 1
1.1 前言 .................................................................................................................... 1
1.2 研究動機與目的 ................................................................................................ 1
1.3 研究方向 ........................................................................................................... 2
1.4 研究架構流程 .................................................................................................... 2
1.5 時間進度管制 .................................................................................................... 3
1.6 工作分配 ............................................................................................................ 4
第 2 章 專題構想與出處 ......................................................................................... 5
2.1 緒論 .................................................................................................................... 5
2.2 工具機展覽之展示工件的角色 ........................................................................ 5
2.3 技術合作供應商 ................................................................................................ 6
2.4 圖檔原始來源 ..................................................................................................... 6
第 3 章 應用於本專題製作之軟硬體設備 ............................................................. 7
3.1 前言 .................................................................................................................... 7
3.2 摩艾頭的製做材料 ---鋁 6061 ......................................................................... 7
3.3 各式切削刀具與輔助工具 ................................................................................ 8
3.3.1 定位鑽 .............................................................................................................. 8
3.3.2 各尺寸鑽頭 ...................................................................................................... 8
3.3.3 螺絲攻 ............................................................................................................ 10
IV
3.3.4 端銑刀 ............................................................................................................ 11
3.3.5 各式球刀 ........................................................................................................ 11
3.3.6 定位銷 ............................................................................................................ 12
3.3.7 V 型枕 ............................................................................................................ 13
3.4 各式量具 .......................................................................................................... 14
3.4.1 千分表 ............................................................................................................ 14
3.4.2 Z 軸刀長測定器 ............................................................................................. 15
3.4.3 游標卡尺 ........................................................................................................ 15
3.5 使用機台 ........................................................................................................... 16
3.5.1 手動車床 ........................................................................................................ 16
3.5.2 龍昌 VT18 三軸鑽孔功牙加工機................................................................. 16
3.5.3 亞崴 AV-610 四軸加工中心機 ...................................................................... 18
3.6 SOILDWORKS 及 POWERMILL 的應用 ............................................................ 20
3.6.1 SOLIDWORKS .................................................................................................. 20
3.6.2 POWERMILL ................................................................................................... 20
第 4 章 POWERMILL、傳統車床、龍昌 VT18、四軸中心加工機之加工規
劃與實務 ................................................................................................................. 21
4.1 前言 .................................................................................................................. 21
4.2 切削參數的取得與估算 .................................................................................. 21
4.2.1 基本的參數建立公式 ........................................................................... 21
4.2.2 PowerMILL 專用之參數設定頁面 ....................................................... 22
4.3 傳統工廠車床加工工序 .................................................................................. 22
4.3.1 底座加工 ................................................................................................ 22
4.3.2 模型本體之胚料加工 .................................................................................... 24
4.4 龍昌 VT-18 三軸鑽孔攻牙加工機的加工工序 .............................................. 25
4.4.1 龍昌 VT-18 底座加工工序 ............................................................................ 25
V
4.4.2 龍昌 VT-18 胚料加工工法 ............................................................................ 26
4.5 四軸量刀方法與實作演練 .............................................................................. 27
4.5.1 本專題採用之負刀長觀念 ........................................................................... 27
4.5.2 刀長量測示意圖 ............................................................................................ 28
4.5.3 刀長測量方法 ................................................................................................ 29
4.6 摩艾頭本體的 POWERMILL 路徑規劃與實務加工 ....................................... 30
4.6.1 摩艾頭左耳區域粗銑削 ............................................................................... 30
4.6.2 摩艾頭右耳區域粗銑削 ............................................................................... 32
4.6.3 摩艾頭正臉區域粗銑削 ................................................................................ 34
4.6.4 摩艾頭背部區域粗銑削 ................................................................................ 36
4.6.5 殘料模型的應用 ............................................................................................ 38
4.6.6 摩艾頭左耳區域球刀中胚粗銑削 ................................................................ 39
4.6.7 摩艾頭右耳區域球刀中胚粗銑削 ................................................................ 41
4.6.8 摩艾頭正臉區域球刀中胚粗銑削 ................................................................ 43
4.6.9 摩艾頭背部區域球刀中胚粗銑削 ................................................................ 45
4.6.10 摩艾頭本體旋轉投影加工「球刀 R4/預留量 0.3」 ................................. 47
4.6.11 摩艾頭本體旋轉投影加工「球刀 R3/預留量 0.3」 ................................. 49
4.6.12 摩艾頭本體旋轉投影加工「球刀 R3/預留量 0.0」 ................................. 51
4.6.13 摩艾頭本體額頭局部精加工 ...................................................................... 53
4.6.14 摩艾頭耳部局部粗加工 .............................................................................. 56
4.6.15 摩艾頭耳部局部精加工 .............................................................................. 60
4.6.16 工單與技術實務 ......................................................................................... 64
第 5 章 本專題製作特點與結果檢核之討論 ....................................................... 71
5.1 前言 .................................................................................................................. 71
5.2 素材評估 .......................................................................................................... 71
VI
5.3 本體與底座配合的方式 ................................................................................... 72
5.4 粗刀桿與細刀桿產生干涉之差異性 ............................................................... 73
5.5POWERMILL 素材加工區域的範圍設定(偏心問題) ....................................... 74
5.6 機台第四軸分度盤轉向相反之解決辦法 ....................................................... 75
5.7 頭頂區精銑刀路覆蓋不足之改良方法 ........................................................... 75
5.8 耳朵根部 R 角區域之過切形成原因與改進刀法 .......................................... 76
第 6 章 結論與建議 ............................................................................................... 77
6.1 結論 .................................................................................................................. 77
6.2 建議 .................................................................................................................. 77
參考文獻 ................................................................................................................. 78
VII
圖目錄
圖 3.2.1 鋁材 6061 ................................................................................................. 7
圖 3.3.1.1 中心定位鑽 ............................................................................................. 8
圖 3.3.2.1 Ф11 鑽頭 .................................................................................................. 8
圖 3.3.2.1 Ф8.6 鑽頭 ................................................................................................. 9
圖 3.3.2.2 Ф3 鑽頭 ................................................................................................... 9
圖 3.3.2.2 Ф2.95 鑽頭 ............................................................................................ 10
圖 3.3.3.1 攻牙刀 M10*1.5 ................................................................................... 10
圖 3.3.4.1 ED10 端銑刀 ......................................................................................... 11
圖 3.3.5.1 R4 球刀 .................................................................................................. 11
圖 3.3.5.2 R3 球刀 .................................................................................................. 12
圖 3.3.6.1Ф3 定位銷 .............................................................................................. 12
圖 3.3.7.1 V 型枕 .................................................................................................... 13
圖 3.3.7.2 六角承窩螺絲 ....................................................................................... 13
圖 3.4.1.1 千分表 ................................................................................................... 14
圖 3.4.1.2 千分表 .................................................................................................... 14
圖 3.4.2.1 Z 軸刀長測定器 .................................................................................... 15
圖 3.4.3.1 電子式游標卡 ........................................................................................ 15
圖 3.5.1.1 傳統式手動車床 ................................................................................... 16
圖 3.5.2.1 龍昌 VT18 三軸鑽孔功牙加工機 ....................................................... 17
圖 3.5.2.2 虎鉗 ....................................................................................................... 17
圖 3.5.3.1 亞崴 AV-610 四軸加工中心機 ............................................................. 18
圖 3.5.3.2 分度盤 .................................................................................................... 19
圖 3.5.3.3 三爪同動夾頭 ........................................................................................ 19
圖 3.6.1.1 三爪夾頭在 SOLIDWORKS 零件圖 .................................................. 20
圖 3.6.2.1 摩艾頭在 POWERMILL 上的工作圖 ................................................ 20
圖 4.2.2.1POWERMILL 刀具參數專用示意圖 .................................................. 22
圖 4.3.1.1 底座加工 ................................................................................................ 23
VIII
圖 4.3.2.1 本體胚料加工 ........................................................................................ 24
圖 4-4-1-1 龍昌 VT-18 底座加工完成圖 .............................................................. 25
圖 4-4-1-2 SOILDWORKS 底座加工圖 .............................................................. 25
圖 4-4-2-1 本體胚料攻牙 ....................................................................................... 26
圖 4-4-2-2 胚料完成示意圖 ................................................................................... 27
圖 4.5.3.1 刀長測量示意圖 .................................................................................... 29
圖 4.5.3.2 刀長測量示意圖 .................................................................................... 29
圖 4.6.1.1 左耳區域粗銑削 .................................................................................... 30
圖 4.6.1.2 加工實際圖 ............................................................................................ 30
圖 4.6.1.3 左耳模型粗加工 .................................................................................... 31
圖 4.6.2.1 右耳區域粗銑削 .................................................................................... 32
圖 4.6.2.2 加工實際圖 ............................................................................................ 32
圖 4.6.2.3 右耳模型餘料加工 ................................................................................ 33
圖 4.6.3.1 正臉區域粗銑削 .................................................................................... 34
圖 4.6.3.2 加工實際圖 ............................................................................................ 34
圖 4.6.3.3 正臉模型餘料加工 ................................................................................ 35
圖 4.6.4.1 背部區域粗銑削 .................................................................................... 36
圖 4.6.4.2 加工實際圖 ............................................................................................ 36
圖 4.6.4.3 背部模型餘料加工 ................................................................................ 37
圖 4.6.5.1POWERMILL 摩艾模型殘料模型應用 .............................................. 38
圖 4.6.6.1 左耳區域中胚粗銑削 ............................................................................ 39
圖 4.6.6.2 加工實際圖 ............................................................................................ 39
圖 4.6.6.3 R4 球刀中胚粗銑削 .............................................................................. 40
圖 4.6.7.1 右耳區域中胚粗銑削 ............................................................................ 41
圖 4.6.7.2 加工實際圖 ............................................................................................ 41
圖 4.6.7.3 R4 球刀中胚粗銑削 .............................................................................. 42
圖 4.6.8.1 正臉區域中胚粗銑削 ............................................................................ 43
圖 4.6.8.2 加工實際圖 ............................................................................................ 43
圖 4.6.8.3 R4 球刀中胚粗銑削 .............................................................................. 44
IX
圖 4.6.9.1 背部區域中胚粗銑削 ............................................................................ 45
圖 4.6.9.2 加工實際圖 ............................................................................................ 45
圖 4.6.9.3 R4 球刀中胚粗銑削 .............................................................................. 46
圖 4.6.10.1 本體旋轉投影加工 .............................................................................. 47
圖 4.6.10.2 加工實際圖 .......................................................................................... 47
圖 4.6.10.3 R4 球刀/預留量 0.2 ............................................................................. 48
圖 4.6.11.1 本體旋轉投影加工 .............................................................................. 49
圖 4.6.11.2 加工實際圖 .......................................................................................... 49
圖 4.6.11.3 R3 球刀/預留量 0.2 ............................................................................. 50
圖 4.6.12.1 本體旋轉投影加工 .............................................................................. 51
圖 4.6.12.2 加工實際圖 .......................................................................................... 51
圖 4.6.12.3 R3 球刀/預留量 0.0 ............................................................................. 52
圖 4.6.13.1 前額頭局部精加工 .............................................................................. 53
圖 4.6.13.2 加工實際圖 .......................................................................................... 53
圖 4.6.13.3 後額頭局部精加工 .............................................................................. 54
圖 4.6.13.4 加工實際圖 .......................................................................................... 54
圖 4.6.3.3 R3 球刀前額等高加工 .......................................................................... 55
圖 4.6.14.1 左耳部局部粗加工 .............................................................................. 56
圖 4.6.14.2 加工實際圖 .......................................................................................... 56
圖 4.6.14.3 左耳局部粗銑預留量 0.15 .................................................................. 57
圖 4.6.14.4 右耳部局部粗加工 .............................................................................. 58
圖 4.6.14.5 加工實際圖 .......................................................................................... 58
圖 4.6.14.5 右耳局部粗銑預留量 0.15 .................................................................. 59
圖 4.6.15.1 左耳部局部精加工 .............................................................................. 60
圖 4.6.15.2 加工實際圖 .......................................................................................... 60
圖 4.6.15.3 3D 螺旋等距加工/預留量 0.0 ............................................................. 61
圖 4.6.15.4 右耳部局部精加工 .............................................................................. 62
圖 4.6.15.5 加工實際圖 .......................................................................................... 62
圖 4.6.15.5 3D 螺旋等距加工/預留量 0.0 ............................................................. 63
X
圖 5.2.1 討論素材配合方案 .................................................................................. 71
圖 5.3.1 討論配合方式示意圖 ............................................................................... 72
圖 5.3.2 實體材料組合圖 ...................................................................................... 72
圖 5.3.3 圖面三爪夾頭圖面夾持方式我們繪製了第四軸夾頭，以免軟體計算
時發生過切導致刀軸撞上主軸 ............................................................................. 73
圖 5.4.1 各種類刀把 ............................................................................................... 73
圖 5.5.2 摩艾頭加工後素材不足 ........................................................................... 74
圖 5.5.1 摩艾頭加工後素材過切 ........................................................................... 74
圖 5.7.1 材料切不足 .............................................................................................. 75
圖 5.7.2 完成等高加工圖 ...................................................................................... 75
圖 5.8.1 耳朵過切刀痕 ........................................................................................... 76
圖 5.8.2 耳朵精加工完後 ....................................................................................... 76
XI
表目錄
表 1.5 計畫進度管制圖 ........................................................................................... 3
表 1.6 工作分配 ....................................................................................................... 4
表 4.5.3 刀長測量 ................................................................................................... 29
表 4.6.16.1 各式刀具品牌、名稱與規格 .............................................................. 64
表 4.6.16.2 刀具總類 .............................................................................................. 64
表 4.6.16.3 工序參考 .............................................................................................. 66
表 4.6.16.4 各刀路參考 .......................................................................................... 70
1
第 1 章 緒論
1.1 前言
加工是從以前到現在都是機械業的生產核心，在機械工廠欲將材料加工
為成品的方法有很多種，若依加工所應用的原理可分為傳統式加工與非傳統
式加工。前者可以說是加工的刀具與被加工的工件之間存著傳統式的直接接
觸。後者則依近代的科技原理應用到實際加工，其“刀具”多不與工件直接接
觸。不論傳統式加工或非傳統式加工都可以分成切削加工及成形加工，因而這
次的專題我們選擇加工出摩艾頭來增加我們加工技巧。(摩艾頭介紹:摩艾石
像位於復活島，多數為一體成形，也就是說整體是從一塊大石頭刻出來的，多
半摩艾石像只有頭，也有不少石像有肩膀，手臂還有軀幹。摩艾石像的意義至
今仍然不明，但是有不少關於這些石像成因的推論。最常見的推論指向一千多
年前住在島上的玻里尼西亞人，這些石像代表他們去世的祖先(像墓碑的作用
一樣)，或是當時重要的人物，或是代表家族地位的象徵)。
1.2 研究動機與目的
因為我們是機械系的同學，對於 CNC 加工有極大的興趣。而在學校裡有
CNC加工實驗室供我們使用機床去考銑床乙級的證照，在考試的過程中學習到
不同加工的工法及加工的技巧，老師用心教導讓我們在過程中收穫很多，讓我
們順利考證，之後我們想要更加探討加工的技巧，於是選擇摩艾頭加工來增加
我們對於 CNC加工的訓練。
工具機基本的是 XYZ 三軸，四軸加上 ABC 其中一軸，(ABC 是繞 XYZ 軸旋
轉的軸向)，而我們使用第四軸去加工摩艾頭，加工出摩艾頭的模型，必須先
經過圖面的思考及設計，圖面思考利用本校繪圖軟體 Soildworks 來支援我們
的繪圖設計，再將繪製好的模具設計圖載入多軸加工銑削軟體 PowerMILL 進
行刀具路徑的規劃，讓我們熟悉個軟體及加工整個過程。
2
1.3 研究方向
在以加工摩艾頭為專題的方向之下，先進行 GOOGLE 與圖書館查詢資料，
如 CNC三軸加工、四軸加工…等的相關資料。接著與郭老師進行討論。當我們
了解摩艾頭加工流程後，再利用 SolidWorks 繪圖軟體繪製所需要的干涉迴避
零配件…等。然後 CAM 部分以 PowerMILL 銑削軟體及手寫成式進行摩艾頭加
工。在實務加工方面，我們採用了 AWEA AV-610 CNC加工機和各式刀具進行
切削。
1.4 研究架構流程
取得摩艾頭原始圖面
SolidWorks干涉迴避零配件設計
必要的手動車床加工
PowerMill路徑規劃
試作缺點修改
CNC銑床上機加工(6061鋁材)
完成模型
3
1.5 時間進度管制
本專題研究內容共分為資料收集及研究、圖面設計與修改、刀具規劃、購
買刀具及工件材料、PowerMILL刀具路徑設定、傳統工廠車床加工、VT-18CNC
加工、CNC 四軸銑削本體、結案報告撰寫與製作、結案報告撰寫與製作等 9項，
各工作項目時程進度如下圖所示。
月 次
工作項目
第
9
月
第
10
月
第
11
月
第
12
月
第
1
月
第
2
月
第
3
月
第
4
月
第
5
月
第
6
月
第
7
月
第
8
月
備
註
1.資料收集及
研究
2.圖面設計與
修改
3.刀具規劃
4.購買刀具及
工件材料
5.PowerMILL
刀具路徑
設定
6.傳統工廠車
床加工
7.VT-18CNC
加工
8.CNC 四軸
銑削本體
9.結案報告撰
寫與製作
預定進度累
計百分比
10% 15% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 85% 95% 100%
預定進度 實際進度
表 1.5 計畫進度管制圖
4
1.6 工作分配
表 1.6 工作分配
工作類型與項目 葉恩輔 林祐瑜 黃存逸 林育聖
1. 3D模型圖面設計 40% 30% 15% 15%
2. 傳統車床車削 15% 55% 15% 15%
3. Solidwork模型製
圖
20% 20% 30% 30%
4. Powermill路徑規
劃
40% 30% 15% 15%
5. 亞崴 AV-610機台
操作
25% 40% 15% 20%
6. VT18 三軸鑽孔攻
牙加工機
25% 25% 25% 25%
7. 購買刀具及其他材
料
15% 15% 40% 30%
8. 統整資料與撰寫報
告
20% 20% 30% 30%
5
第2章 專題構想與出處
2.1 緒論
台灣工具機產業經歷了六十餘年的歲月，一路上伴隨台灣經濟發展的腳
步向上提升，已展現出傲視全球的產業實力，然而國際化發展潮流及經濟區域
板塊移動的影響，台灣成熟穩定的機械產業正面臨逐漸嚴峻的國際競爭。
機械工業之工具機為切削、磨削金屬加工，製成加工者所需形狀、尺寸的
機械，素有「機械之母」之稱，一般又俗稱為「工作母機」，應用於機械、汽
車、電子、模具、航太等產業，可以說是極重要的基礎產業。產品類別包括綜
合加工機、車床、鑽床、銑床、磨床及放電加工機等。
藉由這次的 TMTS2016 台中工具機展(展覽目的: 為協助工具機及零組件
相關業者拓展國內外市場。主辦單位:臺中市政府、台灣區工具機暨零組件工
業同業公會)，其中我們看見了許多複合加工機台、多軸加工機台、高速加工
機台，讓我們了解到未來工具機業所發展的趨勢。我們與郭老師和徐仲亭教授
討論後，我們決定以校內的四軸加工機和車床加工機來製作本次的專題「摩艾
頭加工」，進而瞭解多軸加工機的加工優勢。
2.2 工具機展覽之展示工件的角色
在工具機展我們看到了許多廠商展示精美的加工模型安裝在機台上再利
用刀子提刀配合路徑演練空跑來展示給顧客看，可爭取顧客停下來觀看時間
再加以詳細介紹機台性能來吸引客戶。回來學校在於老師討論後我們決定使
用學校現有的工具機來加工本次專題，經討論後決定加工復活島的摩艾頭，是
為了配合亞崴 AV-610四軸加工機來加工。
6
2.3 技術合作供應商
本次專題技術是和華賢科技合作。華賢科技有限公司是一家專業精密
零件 CNC 電腦銑床加工代工廠，不論是在生產製程、研發設計、品質
監控，均擁有一流技術與豐富經驗。
聯絡方式:
電話: 04-7878991~3 傳真: 04-7878170
地址: 彰化縣花壇鄉岩竹村泰元街 42號
電子郵件: [email protected] 公司網址: www.mainhand.com.tw
2.4 圖檔原始來源
本次專題摩艾頭原始圖檔是由 Darcam 達康科技提供。2014 年 2 月
Autodesk 收購 Delcam， Delcam 公司現為 Autodesk 獨立營運子公司。
Darcam達康科技為台灣最大 CAM 公司，唯一具有高速加工、五軸銑床、車銑
複合、機上量測、機器人應用、客製開發等服務能力，建構雲端服務系統提供
有制度、即時、高效率的技術服務。
聯絡方式:
電話: 04-2327-3299
地址: 台中市文心路一段 306號 2樓之 2
7
第3章 應用於本專題製作之軟硬體設備
3.1 前言
專題實作，我們用 6061圓棒鋁材作為材料，經由端銑刀、球刀…等等作
為切削刀具，經由 Solidworks 繪圖軟體來支援我們的加工設計，以及
PowerMILL多軸加工銑削軟體進行刀具路徑的規劃，以傳統車床加工切斷我們
鋁棒到合適的大小再以龍昌 VT18三軸加工機加工出我們需要的底座最後用亞
威 AV-610四軸加工機實務上機加工，進而獲得成果。
3.2 摩艾頭的製做材料 ---鋁 6061
我們選用的是鋁材 6061。鋁材具備輕量、高強度、耐蝕、美觀、易散熱、
易成形、易加工、易導電、無磁性、易處理提高反射率、表面色彩多樣化等優
異之性能。鋁合金具有足夠的強度，超硬鋁合金的強度可達 600Mpa，普通硬
鋁合金的抗拉強度也達 200～450Mpa，它的比強度遠高於鋼，因此在機械製造
中得到廣泛的運用。
圖 3.2.1 鋁材 6061
8
3.3 各式切削刀具與輔助工具
3.3.1 定位鑽
圖 3.3.1.1 中心定位鑽
3.3.2 各尺寸鑽頭
圖 3.3.2.1 Ф11 鑽頭
9
.
圖 3.3.2.1 Ф8.6 鑽頭
圖 3.3.2.2 Ф3 鑽頭
10
圖 3.3.2.2 Ф2.95 鑽頭
3.3.3 螺絲攻
圖 3.3.3.1 攻牙刀 M10*1.5
11
3.3.4 端銑刀
圖 3.3.4.1 ED10 端銑刀
3.3.5 各式球刀
圖 3.3.5.1 R4 球刀
12
圖 3.3.5.2 R3 球刀
3.3.6 定位銷
圖 3.3.6.1Ф3 定位銷
13
3.3.7 V 型枕
圖 3.3.7.1 V 型枕
圖 3.3.7.2 六角承窩螺絲
14
3.4 各式量具
我們以 cnc 加工各項零件時，量具是不可或缺的補助工具，可讓我們知道
加工的誤差與再加工的要求，已針對我們所使用到的量具進行介紹。
3.4.1 千分表
千分表是通過齒輪或槓桿將一般的直線位移（直線運動）轉換成指針
的旋轉運動，然後在刻度盤上進行讀數的長度測量儀器。千分表是將形成槓桿
一部分的測頭的移動作為機械性旋轉運動,傳達給末端的指針,此指針再將測
頭所移動的量顯示在圓形刻度板上的測量儀器。
圖 3.4.1.1 千分表
圖 3.4.1.2 千分表
15
3.4.2 Z 軸刀長測定器
1.使用圓棒，下壓至基準面 2.轉開百分錶使錶針歸零 3.移開歸零棒 4.置於
工件上，刀具接觸探測面，慢速進刀至錶針指在”0”，則刀具與工件的距離是
50mm。
圖 3.4.2.1 Z 軸刀長測定器
3.4.3 游標卡尺
游標卡尺，是一種測量長度的儀器。由主尺和附在主尺上能滑動的游標兩
部分構成。主尺一般以毫米為單位。根據分格的不同，游標卡尺可分為十分度
游標卡尺、二十分度游標卡尺、五十分度格游標卡尺等。
圖 3.4.3.1 電子式游標卡
16
3.5 使用機台
3.5.1 手動車床
車床，是一種將加工物固定在一旋轉主軸上加工的工具機通常用在圓
柱型態的工件加工。一般車床配備各種專用刀具，可完成內外圓加工、鑽孔、
車螺紋、切斷車槽、端面加工、車外圓、鑽中心孔、車孔，鉸孔、車圓錐、車
成形面、滾花、盤繞彈簧等加工程序。我們把所需要加工的材料安裝在卡盤上
加工。
圖 3.5.1.1 傳統式手動車床
3.5.2 龍昌 VT18 三軸鑽孔功牙加工機
龍昌 VT18 使用的空制氣勢 FANUC 0i-MD，機台的形式是固定式換刀盤
的快速鑽孔功牙機，我們使用虎鉗來夾持工件固定在 X、Y 床台上加工。此種
方式就與一般三軸機型是一樣，需使用尋邊器找到正確的 G54 的位置。
17
圖 3.5.2.1 龍昌 VT18 三軸鑽孔功牙加工機
圖 3.5.2.2 虎鉗
18
3.5.3 亞崴 AV-610 四軸加工中心機
亞威 AV-610 四軸加工機的控制器是 FANUC Oi - MD，是在一般的三軸加
工機是一樣的，但我們多加裝了第四軸來夾持我們的材料，也是必須使用尋邊
器找到正確的 G54 的位置。第四軸也就是分度盤，分度裝置是機床上的主要
附件之一，是將工件夾持在卡盤上或兩頂尖間，並使其旋轉、分度和定位的機
床附件。可用在機床上進行分度鑽孔或銑削、圓周切削、圓周曲面加工、平面
及部分線段的直線加工等工件。分度裝置主要用於銑床，也常用於鑽床和平面
磨床，還可放置在平臺上供鉗工劃線用。分度盤作為通用型機床附件其結構主
要由夾持部分、分度定位部分、傳動部分組成。
圖 3.5.3.1 亞崴 AV-610 四軸加工中心機
19
圖 3.5.3.2 分度盤
圖 3.5.3.3 三爪同動夾頭
20
3.6 Soildworks 及 PowerMILL 的應用
3.6.1 SolidWorks
在 SolidWorks 中建立一個模型通常始於一個 2D 草圖。該草圖由幾何，如
點、線、弧、圓錐曲線（雙曲線除外）和公式。尺寸添加到素描來定義的大小
和位置的幾何形狀。來讓我們簡易操作方式迅速完成設計作業。
圖 3.6.1.1 三爪夾頭在 SolidWorks 零件圖
3.6.2 PowerMILL
PowerMILL 系統操作過程完全符合數控加工的工程概念。實體模型全自
動處理，展現出粗、精加工的自動化。操作的難易度程度與零件的複雜程度無
關。CAM 操作員只要具備加工知識，再加上專業技術培訓，可對非常複雜的
模型進行刀具路經編寫。
圖 3.6.2.1 摩艾頭在 PowerMILL 上的工作圖
21
第4章 PowerMILL、傳統車床、龍昌 VT18、四
軸中心加工機之加工規劃與實務
4.1 前言
PowerMILL 為世界領先的高速加工 CAM 軟體，主要用於製造複雜及精
密的零件，產業範圍涵蓋了航太、汽機車、模具、光學、醫療器材、Robot 加
工、雷射焊接及船舶製造等應用。
使用者可輸入曲面 IGES、STEP、AutoCAD、VDA-FS 檔案、及其他軟體
PART 檔或 STL3D 模型，藉由簡單的操作，產生完全不過切且高品質刀具路
徑。支援多核心(For 64 bit)與背景計算，為市場上最快速的 CAM 軟體；強大
的路徑編輯能力，能發揮機台最大效能，縮短加工時程；提供獨特的高速加工
機能以保護主軸及刀具壽命，為高速加工必備 CAM 系統。
4.2 切削參數的取得與估算
4.2.1 基本的參數建立公式
刀徑大小主要是指銑削加工時要用銑刀之最大直徑 D (mm) 作為計算切
削速度 V (m/min) 的標準，其米數公式為:
V = 丌 DN/1000 ，N 銑刀每分鐘的轉速
每刃吃量為進給量 F (mm/min) 除以(轉速與刀刃數的乘積之值)，所以每
刃吃量公式為:
每刃吃量 = F / (轉速 * 刀刃數)
每層吃量可以用刀直徑 * 10%估算嘗試之，如果要使用保守一點的銑削
參數則可以設定成前面的數值再打八折。
Ex:鎢鋼刀切削 S45C，使用端銑刀直徑 16mm。其每層吃量公式為:
16 * 10% =1.6，1.6 * 0.8 =1.28mm(每層吃量)
22
4.2.2 PowerMILL 專用之參數設定頁面
圖 4.2.2.1PowerMILL 刀具參數專用示意圖
4.3 傳統工廠車床加工工序
4.3.1 底座加工
車床，又稱鏇床，是一種將加工物固定在一旋轉主軸上加工的工具機，通
常用在圓柱型態的工件加工。我們先選擇鋁材再去選適合我們加工模型的大
小再去傳統車床車削我們所需要的底座把 ɸ71*65mm 車削成 ɸ69*60mm，把
本體 ɸ71*200 車削成 ɸ71*120。
23
圖 4.3.1.1 底座加工
24
4.3.2 模型本體之胚料加工
試做第二次之後，底座固定 ɸ69*60mm，而我們只需要車削本體，所以把
材料車削到我們要的尺寸 ɸ71*120。
圖 4.3.2.1 本體胚料加工
25
4.4 龍昌 VT-18 三軸鑽孔攻牙加工機的加工工序
4.4.1 龍昌 VT-18 底座加工工序
為了固定本體與底座加工穩固，我們在底座的上面做了
1.鑽 3 個 ɸ2.95 的定位孔
2.打上 3 個 ɸ3 的 pin
3.鑽了一個貫穿孔 ɸ11
圖 4-4-1-1 龍昌 VT-18 底座加工完成圖
圖 4-4-1-2 SoildWorks 底座加工圖
26
4.4.2 龍昌 VT-18 胚料加工工法
在胚料的部分，為了讓底座與胚料能穩固鎖緊，在胚料上做了
1.鑽 3 個 ɸ3 的定位孔
2.鑽孔 ɸ8.5
3.攻牙 M10*1.5
圖 4-4-2-1 本體胚料攻牙
27
圖 4-4-2-2 胚料完成示意圖
4.5 四軸量刀方法與實作演練
4.5.1 本專題採用之負刀長觀念
CNC 銑床所使用的刀具，因每把刀具的長度皆不相同，故使用每一把
刀具時都必須作刀長補正，使每一把刀加工出來的深度皆正確。
28
原料
4.5.2 刀長量測示意圖
Z 軸測定器
(50mm)
134.970 84.921
29
4.5.3 刀長測量方法
圖 4.5.3.1 刀長測量示意圖
圖 4.5.3.2 刀長測量示意圖
底座最高點到工
作台距離
中心點到工作檯
距離
Z 軸設定器到中
心點距離
168.827mm 134.857 84.857
168.983mm 135.028 85.028
168.975mm 135.025 85.025
總計 3 次平均 168.928 134.970 84.921
表 4.5.3 刀長測量
30
4.6 摩艾頭本體的 PowerMILL 路徑規劃與實務加工
4.6.1 摩艾頭左耳區域粗銑削
模型的加工一開始我們都用定角度去做加工，在左耳的區域採用刀具採用
ED10 端銑刀去做加工，而加工的工法採用模型粗加工。
圖 4.6.1.1 左耳區域粗銑削
圖 4.6.1.2 加工實際圖
31
圖 4.6.1.3 左耳模型粗加工
F 值 1260
S 值 3501
ED10 端銑刀
32
4.6.2 摩艾頭右耳區域粗銑削
在右耳的區域採用刀具採用 ED10 端銑刀去做加工，而加工的工法採用模
型粗加工。
圖 4.6.2.1 右耳區域粗銑削
圖 4.6.2.2 加工實際圖
33
圖 4.6.2.3 右耳模型餘料加工
F 值 1260
S 值 3501
ED10 端銑刀
34
4.6.3 摩艾頭正臉區域粗銑削
在正臉的區域加工採用刀具 ED10 端銑刀去做加工，而加工的工法採用模
型餘料加工。
圖 4.6.3.1 正臉區域粗銑削
圖 4.6.3.2 加工實際圖
35
圖 4.6.3.3 正臉模型餘料加工
F 值 1260
S 值 3501
ED10 端銑刀
36
4.6.4 摩艾頭背部區域粗銑削
在背面的區域採用刀具採用 ED10 端銑刀去做加工，而加工的工法採用模
型粗加工。
圖 4.6.4.1 背部區域粗銑削
圖 4.6.4.2 加工實際圖
37
圖 4.6.4.3 背部模型餘料加工
F 值 1260
S 值 3501
ED10 端銑刀
38
4.6.5 殘料模型的應用
殘料模型用意是在使用這刀法可以大大減少刀子排刀路時間 並且計
算上一刀所剩餘的殘料作為下一刀刀子加工的路徑。
圖 4.6.5.1PowerMILL 摩艾模型殘料模型應用
粗加工
演算出「殘料」
以「殘料」為素材
進行二次粗加工
1.節省掉空刀的時間
2.控制「殘料」均勻化
39
4.6.6 摩艾頭左耳區域球刀中胚粗銑削
經過端銑刀粗銑後，我們採用 R4 球刀銑削端銑刀銑不到的位置，作為左
耳區域中胚的銑削，而加工的工法採用模型餘料加工。
圖 4.6.6.1 左耳區域中胚粗銑削
圖 4.6.6.2 加工實際圖
40
圖 4.6.6.3 R4 球刀中胚粗銑削
F 值 1500
S 值 5000
R4 球刀
41
4.6.7 摩艾頭右耳區域球刀中胚粗銑削
經過端銑刀粗銑後，我們採用 R4 球刀銑削端銑刀銑不到的位置，作為右
耳區域中胚的銑削，而加工的工法採用模型餘料加工。
圖 4.6.7.1 右耳區域中胚粗銑削
圖 4.6.7.2 加工實際圖
42
圖 4.6.7.3 R4 球刀中胚粗銑削
F 值 1500
S 值 5000
R4 球刀
43
4.6.8 摩艾頭正臉區域球刀中胚粗銑削
經過端銑刀粗銑後，我們採用 R4 球刀銑削端銑刀銑不到的位置，作為正
臉區域中胚的銑削，而加工的工法採用模型餘料加工。
圖 4.6.8.1 正臉區域中胚粗銑削
圖 4.6.8.2 加工實際圖
44
圖 4.6.8.3 R4 球刀中胚粗銑削
F 值 1500
S 值 5000
R4 球刀
45
4.6.9 摩艾頭背部區域球刀中胚粗銑削
經過端銑刀粗銑後，我們採用 R4 球刀銑削端銑刀銑不到的位置，作為背
面區域中胚的銑削，而加工的工法採用模型餘料加工。
圖 4.6.9.1 背部區域中胚粗銑削
圖 4.6.9.2 加工實際圖
46
圖 4.6.9.3 R4 球刀中胚粗銑削
F 值 1500
S 值 5000
R4 球刀
47
4.6.10 摩艾頭本體旋轉投影加工「球刀 R4/預留量 0.3」
經過 ED10 端銑刀和 R4 球刀粗銑後，我們採用 R4 球刀做旋轉投影加工
去做銑削，並且預留 0.2。
圖 4.6.10.1 本體旋轉投影加工
圖 4.6.10.2 加工實際圖
48
圖 4.6.10.3 R4 球刀/預留量 0.2
F 值 1080
S 值 6000
R4 球刀
49
4.6.11 摩艾頭本體旋轉投影加工「球刀 R3/預留量 0.3」
在 R4 球刀做完旋轉投影加工後，我們採用 R3 球刀再次做旋轉投影加工，
並且預留 0.2。
圖 4.6.11.1 本體旋轉投影加工
圖 4.6.11.2 加工實際圖
50
圖 4.6.11.3 R3 球刀/預留量 0.2
F 值 1080
S 值 6000
R3 球刀
51
4.6.12 摩艾頭本體旋轉投影加工「球刀 R3/預留量 0.0」
我們使用 R3 球刀再次做旋轉投影加工，預留量 0.0。
圖 4.6.12.1 本體旋轉投影加工
圖 4.6.12.2 加工實際圖
52
圖 4.6.12.3 R3 球刀/預留量 0.0
F 值 1000
S 值 6897
R3 球刀
53
4.6.13 摩艾頭本體額頭局部精加工
在額頭的部分，我們採用 R3 球刀刀具去做精銑，採用的工法為等高加工。
圖 4.6.13.1 前額頭局部精加工
圖 4.6.13.2 加工實際圖
54
圖 4.6.13.3 後額頭局部精加工
圖 4.6.13.4 加工實際圖
55
圖 4.6.3.3 R3 球刀前額等高加工
F 值 1000
S 值 6897
R3 球刀
56
4.6.14 摩艾頭耳部局部粗加工
在左右耳的局部區域粗銑我們採用R3球刀，而加工的刀法為模型餘料加。
圖 4.6.14.1 左耳部局部粗加工
圖 4.6.14.2 加工實際圖
57
圖 4.6.14.3 左耳局部粗銑預留量 0.15
F 值 1080
S 值 6000
R3 球刀
58
圖 4.6.14.4 右耳部局部粗加工
圖 4.6.14.5 加工實際圖
59
圖 4.6.14.5 右耳局部粗銑預留量 0.15
F 值 1080
S 值 6000
R3 球刀
60
4.6.15 摩艾頭耳部局部精加工
在左右耳局部區域粗銑加工後，我們採用 R3 刀具去做精銑，而加工的工
法為 3D 螺旋等距。
圖 4.6.15.1 左耳部局部精加工
圖 4.6.15.2 加工實際圖
61
圖 4.6.15.3 3D 螺旋等距加工/預留量 0.0
F 值 1080
S 值 6000
R3 球刀
62
圖 4.6.15.4 右耳部局部精加工
圖 4.6.15.5 加工實際圖
63
圖 4.6.15.5 3D 螺旋等距加工/預留量 0.0
F 值 1080
S 值 6000
R3 球刀
64
4.6.16 工單與技術實務
一:買料本體依照討論結果採買外徑 71x125 試作刀路完後改採買 71x120
底座 依照本體需求買外徑 71x65 的素材 內六角承窩螺絲 M10*65 長
品牌 刀具名稱 規格
車刀 鋁用三角刀片
七駿 端銑刀 Ø10
七駿 端銑刀 Ø16.5
七駿 球刀 R4
七駿 球刀 R3
七駿 球刀 R2
NACHI 鑽頭 Ø8.5
NACHI 鑽頭 Ø3
NACHI 鑽頭 Ø2.95(特製)
NACHI 鑽頭 Ø11
SKH51
OKABE
中心鑽 Ø3 錐角 60 度
YAMAWA 螺旋螺絲攻 M10*1.5
表 4.6.16.1 各式刀具品牌、名稱與規格
刀具種類 刀桿 伸出長
度
刃長 備註
Ø10 細刀桿(圖 2) 40mm 20mm 刀具 A
R4 細刀桿(圖 3) 30mm 15mm 刀具 B
R3 細刀桿(圖 3) 25mm 11mm 刀具 C
R2 細刀桿(圖 2) 35mm 8mm 刀具 D
表 4.6.16.2 刀具總類
65
工序 底座素材
及本體素材
說明 機台/刀具/參數
1.底座加工外徑
成 71x65，用傳統車床
車削成 69x60，並用尾
座鑽中心孔之後，並用
外徑Ø11.0的鑽頭貫穿
工件，最後兩邊倒角。
底座素材定型 (A)配合傳統車
床，車削出 Ø70X116
的工件。
(B)鑽 Ø11 貫穿
孔。
傳統車床
S1200
2. 拿到 CNC 綜合
加工機上，用 CNC 程
式竄寫出(正面)定位鑽
的加工以及(背面)承窩
螺絲孔後，利用端銑刀
Ø16.5銑 30mm 的孔深
底座定位與中
心銷位置
(A)配合 V 型枕
固定，需於素材上鑽
中心鑽、A 面鑽中心
孔和鑽 Ø2.95 後反面
銑削
VT-18 的虎鉗
A 面鑽定位孔和鑽 Ø2.95
50.11 40.19
圖 1 圖 2 圖 3
30.07
66
3.本體加工外徑
71x120 用傳統車床車
削成 71x116 後，兩邊
倒角。加工完成後拿去
cnc 綜合加工機上，用
cnc 程式竄寫出定位鑽
程式並加工。
本體定位與中
心銷位置
機械攻牙
(A)配合 V 型枕
固定，需於素材上鑽
中心鑽、Ø8.5、Ø3.0、
且於素材上攻M10深
35mm 的牙
VT-18 的虎鉗 Ø8.5mm 攻
M10*1.5
表 4.6.16.3 工序參考
O0011 左邊底座正面鑽孔手寫程式 O0013 右邊底座背面鑽孔加工手寫程式
67
O0012 本體素材加工鑽孔手寫程式
夾上第四軸分度盤進行本體加工
工序 本體 說明 機台/刀具/參數
1 模型粗加工
程式名稱:O0424A.NC
素材左耳 使用定角度模型粗
加工
AV610
Ø 10 鋁用端銑刀
S3500
F1260
搭配「刀具 A」
2 模型粗加工
程式名稱:O0424B.NC
素材右耳 使用定角度模型粗
加工
AV610
Ø 10 鋁用端銑刀
S3500
F1260
搭配「刀具 A」
68
3 模型粗加工
程式名稱:O0424C.NC
素材正臉 使用定角度模型粗
加工
AV610
Ø 10 鋁用端銑刀
S3500
F1260
搭配「刀具 A」
4 模型粗加工
程式名稱:O0424D.NC
素材背部 使用定角度模型粗
加工
AV610
Ø 10 鋁用端銑刀
S3500
F1260
搭配「刀具 A」
5 模型粗加工
程式名稱:O0424E.NC
素材左耳 使用定角度模型粗
加工 R4 粗胚
AV610
R4 球刀
S5000
F1500
搭配「刀具 B」
6 模型粗加工
程式名稱:O0424F.NC
素材右耳 使用定角度模型粗
加工 R4 粗胚
AV610
R4 球刀
S5000
F1500
搭配「刀具 B」
7 模型粗加工
程式名稱:O0424G.NC
素材正臉 使用定角度模型粗
加工 R4 粗胚
AV610
R4 球刀
S5000
F1500
搭配「刀具 B」
8 模型粗加工
程式名稱:O0424H.NC
素材背部 使用定角度模型粗
加工 R4 粗胚
AV610
R4 球刀
S5000
F1500
搭配「刀具 B」
69
9 旋轉投影加工
程式名稱:O0424I.NC
素材全部 使用R4球刀進行旋
轉投影加工對素材
本體紋路粗胚
AV610
R4 球刀
S6000
F1080
搭配「刀具 B」
10 旋轉投影加工
程式名稱:O0424J.NC
素材全部 使用R3球刀進行旋
轉投影加工對素材
本體紋路中胚
AV610
R3 球刀
S6000
F1080
搭配「刀具 C」
11 旋轉投影加工
程式名稱:O0424K.NC
素材全部 使用R3球刀進行旋
轉投影加工對素材
本體紋路精加工
AV610
R3 球刀
S6897
F1000
搭配「刀具 C」
12 等高加工
程式名稱:O0424L.NC
素材額頭 使用R3球刀進行等
高加工，加工頭頂部
AV610
R3 球刀
S6897
F1000
搭配「刀具 C」
13 等高加工
程式名稱:O0424M.NC
素材腦幹 使用R3球刀進行等
高加工，加工頭頂部
AV610
R3 球刀
S6897
F1000
搭配「刀具 C」
14 模型粗加工
程式名稱:O0424N.NC
素材左耳 使用R2球刀對耳朵
輪廓進行粗加工
AV610
R2 球刀
S6000
F1080
搭配「刀具 D」
70
15 模型粗加工
程式名稱:O0424O.NC
素材右耳 使用R2球刀對耳朵
輪廓進行粗加工
AV610
R2 球刀
S6000
F1080
搭配「刀具 D」
16 3D 螺旋等距加工
程式名稱:O0424P.NC
素材左耳 使用R2球刀對耳朵
輪廓進行精加工
AV610
R2 球刀
S6000
F1000
搭配「刀具 D」
17 3D 螺旋等距加工
程式名稱:O0424Q.NC
素材右耳 使用R2球刀對耳朵
輪廓進行精加工
AV610
R2 球刀
S6000
F1000
搭配「刀具 D」
表 4.6.16.4 各刀路參考
71
第5章 本專題製作特點與結果檢核之討論
5.1 前言
在這次的摩艾頭人型的專題製作中，我們發現了許多難題與程式上的
錯誤。像是 PowerMILL 中殘料設定上的困難、定角度加工上的轉換座標的觀
念、工件加工中發現過切後得知偏心等等，但最後都能尋找出出答案並修正處
理，讓加工程序能夠如進行。
5.2 素材評估
我們在這素材有考慮過素材一體成形、電極座和現在採用組合底座的方
式，因為一體成形這會讓素材殘料過多，且底部加工不足導致底座切削不良本
體觀感不好因而沒採取此方案。後進一步跟老師討論後，為了配合學校第四軸
夾持的方式，進而採用組合底座的方式加工，方法如下：底座用來夾持夾爪，
並讓本體素材能外露於夾爪前面加工，加工完畢後即可拆卸底，讓素材所剩餘
的殘料減少，故使用此方案。
圖 5.2.1 討論素材配合方案
72
5.3 本體與底座配合的方式
本體與底座配合的方式：是由三支定位銷定位底座和本體，且用一隻 M10
的螺絲將本體與底座鎖緊，讓加工完成後的工件可以把螺絲鬆開即可得到加
工後的成品。
圖 5.3.1 討論配合方式示意圖
圖 5.3.2 實體材料組合圖
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圖 5.3.3 圖面三爪夾頭圖面夾持方式我們繪製了第四軸夾頭，以免軟體計算
時發生過切導致刀軸撞上主軸
5.4 粗刀桿與細刀桿產生干涉之差異性
圖 1 為粗刀桿，因為刀桿粗，且容易干涉到第四軸主軸，所以改採用圖 2
和圖 3 細刀桿，在軟體計算後細刀桿可以加工到更多粗刀桿加工不到的地方，
且不易讓刀軸撞上四軸機。
圖 5.4.1 各種類刀把
50.11 40.19 30.07
圖 1 圖 2 圖 3
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5.5PowerMILL 素材加工區域的範圍設定(偏心問題)
如下圖(5.5-1、5.5-2)素材圖，因疏忽有偏心問題，且在軟體運算後，沒檢
查是否有偏心的問題，讓我們材料裝上四軸後，就讓素材以正中心的座標下加
工，導致加工完左右耳後，翻轉到正面實切正臉完，我們發現鼻子以及下巴部
分，因圖面素材材料不足，導致沒加工到的部分以為是程式運算錯誤，讓我們
翻轉到背面後，開始實切第一刀時，發現下刀點跟程式計算有誤導致過切後才
發現圖面有偏心問題，必立即停止加工，立刻討論改進方法。最後我們以讓素
材的直徑放大，且用 PowerMILL 的程式重新運算偏心問題後，才開始加工工
件。
圖 5.5.2 摩艾頭加工後素材不足
圖 5.5.1 摩艾頭加工後素材過切
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5.6 機台第四軸分度盤轉向相反之解決辦法
在學校使用 AV-610 配合四軸中心加工機，加工摩艾頭時在左右耳朵部分
加工完成後，換成正面時發現後處理器的方向系錯誤，導致素材轉到背面去，
而讓我們無法加工，停機後去參觀郭武彰老師在 k 棟的五軸加工機，轉第四軸
方向系後發現 AV-610 四軸轉的方向與 k 棟五軸的方向系是相反的，所以有請
指導老師打電話去請教廠商後處理器的解決辦法後，廠商給了新的後處理器
後，我們繼續加工我們的工件
5.7 頭頂區精銑刀路覆蓋不足之改良方法
由於 R3 精銑刀路在銑削時，無法覆蓋到頭頂部分，所以我們額外再用
PowerMill 的等高加工刀法來模擬，在模擬過後進而使用工法來除去頭頂銑削
不足的部分。
圖 5.7.1 材料切不足
圖 5.7.2 完成等高加工圖
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5.8 耳朵根部 R 角區域之過切形成原因與改進刀法
由於 ED10 的粗銑刀在加工完後，刀具經刀具路徑後刀尖加工有過切現
象，所以在我們跟老師討論過方法後，特別用 R2 的圓鼻刀，新增一個 3D 螺
旋等距加工的刀法來加工過切的地方，而在模擬和修正刀法後我們在實切完
後有減少刀具過切的部分。
圖 5.8.1 耳朵過切刀痕
圖 5.8.2 耳朵精加工完後
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第6章 結論與建議
6.1 結論
在這次的應用四軸銑削中心機製作工具機展覽之人像雕塑零件的專題製
作中，我們展現了本校校內加工應用的整合技巧，從 SoildWorks 圖面設計、
機械加工知識、PowerMILL刀具路徑規劃手法、CNC實機加工操作等等，均在
學校的工廠及實驗室完成，對於學生在面對各個環節的困難之突破與實驗室
能做出的成品，能給予相當的認可。
經過這次的專題製作之後，我們經歷了多次詳細討論、檢討與意見上的溝
通，發現這次專題真的讓我們學習到再出現問題時要如何尋求方法去解決它。
做專題的這幾個月當中遇到了許多大大小小的問題，但是我們在遇到失敗時，
努力去尋找能夠處理得方法，讓加工程序可以繼續進行，這種感覺是充實的，
等到最後整個專題製作完成後，感覺到非常地有成就感，之前所付出的代價及
辛勞都是值得的。
6.2 建議
在學校的 K0101 精密製造實驗室、數控工具機實習室與傳統工廠裡面的
設備，不管事機床、量具、電腦設配都有一定得水準。不過在這次整個專題製
作過程中，依然有發現了幾項可以改善的問題：
1.刀桿的尺寸及夾頭的尺寸數量種類不多，導致要多做換刀刀路及刀具的設
計。
2.加工外型的底座設計可以再多嘗試一些方法改進。
3.AV-610四軸的後處理器錯誤，希望能請廠商來修理。
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參考文獻
1. Delcam 達康科技股份有限公司 (2015)，PowerMILL 教學手冊，
113-116。
2. 數具工具機原理與實習，陳天生、黃寶建編著
3. soildworks http://www.swtc.com/cht/index.php
4. 華賢科技有限公司
