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 刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具。

  绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。

  刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。

  然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。

  那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。

  在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。

   由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在 铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非 金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

  1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。 1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积 法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料 具有更好的切削性能。

  刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔 加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗 刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工 刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。

  按切削运动方式和相应的刀刃形状, 刀具又可分为三类。通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩 孔钻、铰刀和锯等;成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工 刀具等;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

  各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。

  刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。

   带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄靠锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于 较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而 成。

  刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要 素。有的刀具的工作 部分就是切削部分,如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分,如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作 用是用刀刃切除切屑,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。

  刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整 体结构是在刀体上做出切削刃;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固结构又有两 种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。

  刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角,可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形,减小切屑流经前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热。但增大前角,同时会降低切削刃的强度,减小刀头的散热体积。

   在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等,必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角 度,是指制造和测量用的标注角度在实际工作时,由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变,实际工作的角度和标注的角度有所不同,但通常相差很小。

  制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。

  通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。

  聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

   硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,也 可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比 大约提高1~3倍以上。

  由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工材料越来越多,切削加工的自动 化水平和对加工精度的要求越来越高。 为了适应这种情况,刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料;进一步发展刀具的气相沉积涂层技术,在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层,更好地解 决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。


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在 集中供暖和中央空调使用收费过程中,目前仍按建筑面积计算,该方式已不适 应市场化管理的要求,迫切需要对用户消耗的热(冷)量进行相应的计量,以维护用户和供暖(冷)双方的利益,但目前未见该类似仪表的广泛使用。这是由于热量 计量存有困难,使该类仪表和开发受到限制。首先,因为热量属于过程量,在实验或工程测量中,传统测量方法对过程量的计量本身存在较大的难度,而且存在测量 误差大,修正因素多等问题。事实上,传统测量方法无法满足对热量的精确计量,但随着计算机以及信号处理技术在热工参数测量中的广泛应用,热工测量仪表向智 能化、微型化发展,充分利用微型计算机软、硬件相结合的优势可实现热量的精确计量。



  在理论上,热流率的测量在稳定流动中可以归结为流体质量流量与其温差以及定压比热的乘积,即;在实验中对热流率的测量主要采取直接法, 并假设流 体定压比热恒定不变,即简化为质量流率与其温差的测量,要对热量进行计量就必需连续对热流率进行测量并累加求和。该类计量仪表的研究对供暖通风、能源利 用、实验研究等领域具有重要意义,但该类仪表的开发研究比较困难,以集中供暖、中央空调系统用热量计量仪表为例分析,存在如下问题需要解决;



  ①供暖系统中,流体流动速度较低,质量流率较小,如何对供暖系统小流率流体的精确测量存在一定难度。



  ②进、出口温差的测量要保证一定精度,同时要保证温差与质量流率的测量同步并存储有关数据;而且系统的温度(差)波动较大,测点的确定、安装等实际问题较多,极难处理。



  ③即使能够实现对小流速换热流体与温差的同步测量,某一τ时刻的热流率可以用理论公式;



  利用传统的测量方法完成上式的累计计量也是机极其困难的。



  基于以上问题,要实现对热量的精确计量,只有充分发挥微型计算机的软、硬件结合优势,实现对小流量、小温差的测量以及数据的存储、计 算、显示等 一系列功能。本文充分发挥单片微机系统具有易开发、功能强、体积小、价格便宜等特点,开发了一套热量计量仪,实验证明:该系统具有稳定性好、精度高、功能 强、自动化程度高、易于维护保养等特点。



  研究与开发



  在热能工程及材料科学的研究和生产过程中对热量的测量一般采用间接法,该类仪表大多仅是对热流进行测量,目前工业化的产品有辐射式热流 计、热阻 式热流计等,该类仪表均需实验标定仪表常数,存在误差大,测量滞后等缺点,本文以热量理论计算式的离散化方程式为基础,充分利用MCS51单片机系统具有 易开发,软硬件结合的优势,实现了热量的智能化计算,结合热量测量的难点,使该智能化仪表很好的实现了以下功能;



  (1)温差的测量,该功能由两级放大电路、A/D转换电路、有关采集软件完成。



  (2)小流量的测量,主要靠磁电感应元件将流量信号转化为标准频率信号,由MCS51单片机及有关采集软件,实现频率信号的累计计量。



  (3)热量的累计计算以及数据的存储功能,主要由软件和相应的寄存器来完成。



  (4)断电保护功能,系统由于外部断电,重要数据将被写入有关存储器并保存,系统自备电源将开始工作,并开始记录断电开始时间以及来电时间,来电后将自动将断电时间累加后存入外置RAM内存储。



  (5)显示功能,无论用户还是供暖公司均可通过仪表的显示功能了解有关数据信息。



  (6)清零功能,供暖周期结束时供暖公司可以对仪表进行清零,以便于管理。



  为实现仪表的以上功能,系统硬件主要由以下模块组成:由单片机MCS51为主附加外部晶振电路以及复位电路组成的基本模块、电源模块、 放大及 A/D转换模块、外置RAM及电压监控模块、外置时钟及流量测量模块、键盘及显示模块等,系统件组成见图1,其中各模块的组成以及主要实现的功能如下:



  单片机MCS51为主组成的基本模块是该系统的核心部分,主要完成系统采集到的数据进行相关的处理,协调其他模块的工作,使整个系统步 调一致的 工作,选用的芯片是8051型单片机,具有5个内部中断,4K的ROM程序存储器,使用极为方便,外部晶振选用12HZ,复位电路主要是为热量计运行管理 方便而设计的,与键盘的功能复位键相连。



  系统电源模块:主要完成向系统供5V标准直流工作电压,包括系统中单片机、运放、LCD显示以及A/D转换的工作电压以及标准比较电压 等均由此 电源提供,该电源的精密程度对整个系统的影响极大,主要由变压器、整流电路、稳压管和比较电路组成,该电源输出的电压由6.5位的 KEITHLEY2000多功能表测量得到其输出范围可稳定在:4.9999-5.0001V,其精度是极高的,作为基准电压对系统造成的误差可以忽略不 计。



  放大以及A/D转换模块:主要功能是完成对热电偶的信号进行放大并经A/D转换送入相应的寄存器,进行相关的计算。该模块的精度直接影 响系统的 测温精度,是产生温度测量误差的主要来源,因此放大器件的选择主要考虑其精密程度、抑制零漂能力、自校准情况等性能,在系统中选用的芯片是 TLC40502,该芯片在调试过程中放大5000倍时起零漂而造成的误差不大于0.4℃。铜热电偶在0~100℃范围内热电势36μV/℃,可以出由于 零漂而造成的误差不大于0.4℃。A/D转换器选用TLC0831,该芯片工作温度区间为0~70℃,属于8位串行控制模数转换器,易于和微处理器接口连 接,该器件的分辨率及量化误差是影响温度测量精度的重要原因,以铜-康铜热电偶以及测量放大倍数可知由于分辨率及量化误差而引起的最大误差不大于 0.2℃,因此由于放大以及A/D转换而引起的温度测量误差合计不大于0.6℃,相对于一般供暖系统的设计温差20℃而言,由于上述原因而引起的最大误差 不大于3%,这一精度是比较高的。



  外置RAM及电压监控模块:外置RAM主要完成对重要数据的存储,尤其在系统掉电的情况下对所采集的热量值进行存储以及掉电时间进行记 忆,便于 管理,其主要芯片是X24C45,该芯片具有非易失性,便于在线写入等特点。电压监控电路主要完成的功能是:在主电源失效时将备用电池自动接入电路,当主 电源恢复时将备用电池断开,以达到保存系统数据的目的,主要芯片是INP708,该芯片带有看门狗定时器以及降压检测的μP监控电路。



  外置时钟及流量测量模块:主要完成对单片机的运算提供时间记数以及断电时使用电池电源继续工作,为记录断电时间提供时钟,主要芯片是 DSI302,属于点滴式充电记时芯片,流量测量电路主要完成流量信号的转换及测量,流体流动经过磁电感应器、光电耦合器等转换成频率信号,送入单片机并 记录累加,完成流量的测量,该部分是热量测量产生误差的主要来源之一,关键是流量信号转换过程中,频率信号与流量的对应常数的标定,以及最小流量的影响。



  键盘及显示模块:键盘主要完成的功能包括清零复位,调节放大倍数、查询寄存器重要的即时值等,显示功能是将经过单片机计算累加的热量值显示出来,是系统功耗的主要来源,所以选用LCD液晶显示器,具有功耗小,易于与单片机连接的CC14544芯片。



  (1)在正常通电开始工作的情况下,首先进行系统自检,自检完毕,读取A/D转换的数据,转换为对应的温差同时读取计数器的频率值(读 取数值后 即时将计数器复位)并转换为相应的流量值,进行热量的计算,从外部的RAM读取累计存储的热量值与测的热量值进行累加,累加后送回外部的RAM存储,完成 一个测量循环。



  (2)在突然断电非正常情况下,电压监控电路开始工作,提供短时电源使得单片机把重要数据和外部时钟的数值记录到外部RAM中,同时系统开始记录时间,以便电源恢复正常时,系统进行(1)的工作内容,并记录下停电时间的累加值。



  (3)软件对温漂和时漂的自动测量及消除,在软件中设置测量各传感器的零点值并存为数据文件,在热量计量计算中减除该对应传感器的零值,可以有效的消除温漂和时漂的影响,提高了传感器的测量精度及系统总体精度。



  精度的实验校验及应用



  热量计的外形尺寸130×130×40mm,液晶显示,保证热量计的精度是热量计开发成功与否的关键环节,因此,对其精度进行校验是开 发研究的 重要内容,图3是校验实验台,主要完面热量计在小流量工况下性能标定,实验过程如下:水流经1.5级的水表计量后经过电加热升温后,进入流量变送器将流量 信号转化为光电信号将信号送入热量进行计数,流体进入散热器,经强制对流换热后流入标准容器。在散热器前后各设置温度测点,除由热量计测量经放大的电压信 号外,还用6.5位的KEITHLEY2000多功能表测量了未经放大的热电偶输出信号,作为热量计温差测量的校验信号。流量的校验主要是由水表、流量频 率变送器、频率信号测量并转化为流量,测得流量值与标准容器得的数值比较,计算其测量误差,其中实验中主要集中在小流量区。实验数据见表1(表中qi代表 流量值)。



  表1 流量计校验实验数据表

 

流速
(m/s)
水表示值
(q2)(m3)
热量计示值
(q2)(m3)
标准容器示值
(q3)(m3)

相对误差

δ1 δ2
流量计温差
(T1)
万用表温差
(T2)
温差测量相对误差
(%)
热量计总体误差
(%)
0.1886 0.0023 0.0029 0.0032 28.1 9.4 29.8 30.1 0.997 10.4
0.2629 0.0032 0.0037 0.0038 15.8 2.6 21.2 21.5 1.4 4.01
0.3772 0.0036 0.0041 0.0042 14.3 2.4 15.3 15.1 1.32 3.72
0.5658 0.0055 0.0058 0.0059 6.78 1.7 10.1 10.2 0.97 2.67
0.7544 0.2279 0.0083 0.0084 5.95 1.2 7.6 7.5 1.33 2.53
0.9430 0.0094 0.0094 0.0095 1.10 1.1 6.1 6.2 1.61 2.73




  从表中数据可以看出:随着流量的增大,无论是水表还是热量计测量的流量值越来越精确,其中对热量计和水表而言都存在着启动最 小流量,但热量计的 启动流量要比水表的启动流速要小,分析认为:主要是热量计的启动阻力比水表要小的多。在热量计流量大于启动流速后,其总体误差小于4%,这一精度满足集中 供暖和中央空调系统对热(冷)量计量的精度要求。图4揭示了水表和热量计的测量相对误差,从图中可以看出;热量计的启动流速较小,随着流速的增大的测量相 对误差在减小,当流速大于0.9m/s后,水表的测量相对误差小于热量计测量相对误差,这与测量误差的来源不同有关,热量计工作流速大于启动流速后,误差 主要来自流量变送器和温度测量的误差,基本上是恒定的,但总体相对误差不大于4%,实验结果表明;该系统达到了设计要求。



  结论



  本文针对热量过程中存在的问题,开发了一套热量计量系统,以满足集中供暖和中央空调系统的热量计量,具有广阔的市场前景,该系统的开发 成功对集 中供暖和中央空调系统的市场管理具有重要意义。该系统具有;智能化程度高、性能稳定、精度高、功能齐全、易于安装等特点;经实验校验表明:



  (1)该系统具有启动流速小的特点,启动流速小于0.2629m/s,比水表启动的流速小;而在正常流速下,其总体误差小于4%,这一精度满足集中供暖和中央空调系统的热(冷)量计量的精度要求。



  (2)该系统充分利用单片机具有易开发等特点,充分利用其强大的软件处理及数据采集运算能力,实现了纯机械系统无法实现的功能,达到自动记录、处理、显示数据等智能化要求,自动修正测温误差等功能,降低了硬件成本,有利于市场化。



  (3)外置ROM、电源监控以及外置时钟、电源设置,使单片机系统具有内外资源结合利用,在停电的情况下系统自动转入计时,为集中供暖、中央空调的管理提供了极大的便利,数据的存储等功能得到了强化,完全实现了自动化。



  (4)该系统还具有运行部件少、使用寿命长、功耗低、易维护和改型,可以满足不同的流量测量范围,易形成系列化生产,同时具有运行稳定,复现性好等特点。


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超硬材料是指以金刚石为代表的具有很高硬度物质的总称。超硬材料的范畴虽没有一个严格的规定,但人们习惯上把金刚石和硬度接近于金刚石硬度的材料称为超硬材料。


金刚石

金刚石是目前世界上已发现的最硬的一种材料。金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性等性能,在有色金属和非金属加工中得到 广泛的应用,尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中,如轿车发动机缸体、缸盖、变速箱和各种活塞等的加工中,金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具。近年来,由 于数控机床的普及和数控加工技术的高速发展,可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具的应用日渐普及。金刚石刀具现在和将来都是数控加工中不可缺 少的重要刀具。


立方氮化硼(CBN) 立方氮化硼是氮化硼的同素异构体,其结构与金刚石相似,硬度高达8000~9000HV,耐热度达1400℃,耐磨性好。近年来开发的多晶立方氮化硼 (PCBN)是在高温高压下将微细的CBN颗粒通过结合相烧结在一起的多晶材料,既能胜任淬硬钢(45~65HRC)、轴承钢(60~64HRC)、高速 钢(63~66HRC)、冷硬铸铁的粗车和精车,又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削加工。


陶瓷刀具

陶瓷刀具是最有发展潜力的刀具之一,目前已引起世界工具界的重视。在工业发达的德国,约70%加工铸件的工序是由陶瓷刀具来完成的,而日本陶瓷刀具的年消 耗量已占刀具总量的8%~10%。由于数控机床、高效无污染切削、被加工材料硬等因素,迫使刀具材料必须更新换代,陶瓷刀具正是顺乎潮流,不断改革创新, 在Al2O3陶瓷基体中添加20%~30%的SiC晶液制成晶须增韧陶瓷材料,SiC晶须的作用犹如钢筋混凝土中的钢筋,它能成为阻挡或改变裂纹扩展方向 的障碍物,使刀具的韧性大幅度提高,是一种很有发展前途的刀具材料。为了提高纯氧化铝陶瓷的韧性,加入含量小于10%的金属,构成所谓金属陶瓷,这类刀具 材料具有强大的生命力,正以强劲势头向前发展,也许将来会自成一系,成为刀具材料家族新成员。 陶瓷刀具的主要原料是Al2O3、SiO2、碳化物等,它们是地壳中最富足的资源,发展此类刀具不存在原料来源问题。因此,开发应用陶瓷刀具有重要的战略 意义和深远的历史意义。 由于切削加工机床和切削技术的突飞猛进,迫使刀具被动式同步。刀具材料的发展趋势,是向着高效率、高速度、高寿命方向发展。在各种刀具材料的发展中,硬质 合金(包括涂层硬质合金)一枝独秀;HSS将进一步萎缩;HSS-E增幅缓慢;HSS-PM将有长足的进步;DH还会继续膨胀扰乱市场,不过好景不长;超 硬刀具材料有广阔的发展空间,将继续扩大应用比例。形成了以硬质合金为主线,各种材料既有独特的优点和应用范围,又互相发展、互相竞争,又相互有所取代补 充的整体格局。


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一、前言

精 密和半精密磨削鈦合金時,由於鈦合金的材料特性造成了其磨削困難。這主要是以下幾方面的原因:(1)鈦及鈦合金材料導熱、導溫係數小,僅為鋁及 鋁合金熱導率的1/15,鋼熱導率的1/5。低的導熱、導溫率使其在磨削加工中,磨削熱不易散發,還會產生加工粘結現象。(2)鈦及鈦合金在高溫時化學活 性高,由於磨削溫度高,磨屑易於空氣中的氧、氮等元素發生化學反應形成,加快砂輪的磨損。摩擦係數大,彈性模量小,屈服強度比大,這種特性會使加工零件表 面產生較大的回彈變形,從而造成磨削力大,並影響加工精度。

由於鈦合金具有化學活性高、粘、韌等特點, 加上 磨粒磨削點局部高溫和壓力作用,磨粒和金屬表面會因親和力而發生物理性粘結。鈦合金磨削過程中的粘附問題將使砂輪加快損耗,影響工件的加工表面質量,而且 造成了鈦合金磨削力的大小不僅取決於切削工件材料產生的力,而且取決於粘附到工作磨粒上的鈦合金材料與工件表面相互接觸產生的力。

針對以上對鈦合金精密和半精密磨削中存在問題,採用液氮作為冷卻介質,降低鈦合金的磨削溫度,改變其材料性質,減少鈦合金在磨削過程中的粘附現象,並從磨削力隨磨削深度的變化趨勢及鈦合金磨削機理等方面,研究了低溫對鈦合金磨削的影響。

a)18℃衝擊斷口

b)-40℃衝擊斷口

c)-196℃衝擊斷口
圖1 不同溫度下鈦合金衝擊斷口微觀表面形貌

二、鈦合金(TC4)低溫性能的研究

為 了研究鈦合金的低溫加工性能,進行了鈦合金低溫性能實驗。實驗結果表明,隨著溫度降低,鈦合金的硬度和脆性增加,衝擊韌性降低。圖1 為不同溫度下鈦合金的衝擊斷口微觀表面形貌照片。當溫度由室溫降至液氮溫度(-196℃)時,其斷裂表面形貌由塑性韌窩狀斷口向脆性解理狀斷口轉變。由此 可知,如使磨削處於低溫狀態,可以使鈦合金的塑性降低,增加其脆性,從而使其適合於磨削。

三、低溫磨削實驗裝置與實驗條件

實 驗採用的方法原理如圖2所示。試件裝夾在KISTLER三向壓電晶體測力儀上,液氮噴嘴將液氮直接噴射入磨削區。由此,磨削過程中產 生的力的信號經電荷放大器轉變為放大的電壓信號,然後經A/D數據採集卡轉變為數字信號輸入計算機,最後對所採集的數據進行計算機處理,在本實驗中主要測 量鈦合金磨削過程中所產生的法向力Fn與切向力Ft

圖2 低溫磨削鈦合金實驗裝置原理
實驗條件
  • 磨床:MM7120A 精密平面磨床
  • 砂輪:W10 鐵基結合劑 CBN砂輪
  • 砂輪最大線速度:Vs=14m/s
  • 進給速度:Vw=5.8m/min
  • 磨削工藝:干磨、ELID磨削、ELID結合液氮噴霧冷卻低溫磨削
實驗過程中,採用兩種不同的磨削工藝方法,對鈦合金磨削過程中所產生的磨削力Fn、Ft進 行測量,W10鐵基結合劑CBN砂輪採用電火花方法整形,並應用ELID技術進行在線電解預修銳。通過比較兩種不同磨削工藝條件下,鈦合金磨削力隨磨削深 度變化的趨勢及大小, 以及對不同磨削工藝條件下所磨工件表面進行微觀形貌分析, 可以看出低溫對鈦合金磨削的影響, 推斷出不同磨削工藝條件下的鈦合金粘附,並據此判斷低溫磨削鈦合金的磨削效果。

四、實驗結果與分析

圖3 為在不同磨削工藝條件下測得的磨削力Fn、Ft與磨削深度變化曲線。由圖中可以看出, 在低溫條件下採用ELID磨削鈦合金能夠有效地降低磨削法向力Fn與切向力Fn, 其原因為:
  1. 圖3 不同工藝條件下磨削力隨磨削深度的變化曲線
  2. 磨 粒切削材料的過程可大致分為彈性變形、塑性變形及切屑形成三個階段, 這樣在低溫條件下, 由於鈦合金的硬度與低溫脆性有所增加, 而且其斷口形態有從韌窩狀向解理性脆斷轉化的趨勢, 由此, 在低溫條件下, 磨粒與工件的滑擦與耕犁過程減小, 從而減小了鈦合金的磨削力;
  3. 在低溫條件下, 能夠顯著降低磨削區的溫度, 這樣就使鈦合金粘附現象產生的必要條件如局部高溫等不復存在,因此磨粒和金屬表面的親和力降低,不會與砂輪發生物理性粘結,粘附率降低,磨削力減小;
  4. 採用常規方法磨削鈦合金, 由於鈦為活潑的金屬元素,並且磨削區溫度高,從而造成鈦合金新鮮磨削表面在大氣中與氧作用,氧擴散到鈦合金錶層中,造成所謂的污染層。氧擴散會在被磨表面上形成鈦的氧化物TiO2、Ti2O3或氧在a-Ti 中的固溶體。氧擴散到鈦合金錶層後,造成鈦合金微薄表層的硬度和強度增加,塑性下降,其結果使磨削力增大,加劇砂輪的磨損。而採用噴射式低溫磨削裝置,能 夠使磨削處於隋性氣體保護下進行,這樣就避免了上述常規磨削的缺點,從而使磨削力降低,工件表面的磨削質量提高;
  5. 在低溫條件下結合線修整(ELID)磨削技術能夠長時間保持磨粒的鋒銳性,增加砂輪的容屑空間,避免砂輪堵塞,從此方面來說亦可減小鈦合金的磨削力。

五、結論

  1. 液氮噴霧式低溫ELID磨削鈦合金能夠有效地降低鈦合金磨削力及磨削區溫度,從而使砂輪表面鈦合金粘附明顯減小。
  2. 採用噴霧式低溫磨削裝置使鈦合金磨削處於惰性氣體保護氛圍,減少了鈦合金錶層污染。
  3. 以液氮取代鈦合金磨削液,對周邊環境及操作者沒有污染與傷害,有利於實現綠色製造。

http://hi.baidu.com/%C9%C1%C9%C1%BB%F0%BB%A8/blog/item/92f0c4a4035336f29152ee55.html


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准 干式切削(Near Dry Machining)和微量润滑系统(MQL)-干式切削摘要:定义,概念: 准干式切削:是相对干式切削和湿式切削而言的,是在切削刀具的切削刃上喷上一层润滑油,切削加工的时候,润滑油在刀具和工件间形成一层油膜,保护刀具和工 件,避免热量产生,提高工件加工精度,特别是在精密加工中。 微量润滑系统:简单的说就是精密控制油 2002:机床,入世是挑战更是机遇 专家指出要加大我国数控机床研发力度 加快普及型数控机床的发展 漫话中国机床制造业的服务竞争 中国铣床和加工中心市场的现状和展望 国内外车床的技术水平和发展方向 世界加工中心的生产、需求和发展动向 国内外机床发展趋势 世界数控系统发展趋势 切削加工技术和数控机床的发展 现代机床产品技术发展趋势 我国高速加工技术现状及发展趋势 利用先进制造技术提升汽车活塞加工水平 瓶盖及瓶口模具上特殊螺纹的数控车削 深孔的螺纹加工 数控车床螺纹切削方法分析与应用 磨削蜗杆砂轮的修整 精密零件多台阶面磨削的新方法 曲轴连杆颈的跟踪磨削工艺

定义,概念:

准干式切削:是相对干式切削和湿式切削而言的,是在切削刀具的切削刃上喷上一层润滑油,切削加工的时候,润滑油在刀具和工件间形成一层油膜,保护刀具和工件,避免热量产生,提高工件加工精度,特别是在精密加工中。

微量润滑系统:简单的说就是精密控制油量的喷油装置,通常分为外喷油和内喷油装置。外喷油装置是润滑油和压缩空气分别独立调节,压缩空气在喷嘴出口处将润滑油通过高速气流吹向切削刀刃,实现润滑作用。


一喷雾冷却的机理

切 削液在金属切削中主要起两个作用,一是润滑作用;二是冷却作用。切削液能否充分发挥有效的润滑作用,其渗透能力强弱是一个重要的因素。常规的浇注式切削液 在切削加工中的渗透以液体渗透和气体渗透两种方式进行:浇注的液体渗透效率较低,在高速切削时效率更低;气体渗透是由于浇注在切屑表面裂纹中的液体随着切 削温度的上升发生汽化而向前刀面进行渗透的。试验证明,常规切削液的渗透能力不强,能够被汽化的液体量很少,使润滑效果受到限制。而喷雾冷却形成的两相流 体,能够弥补切削液渗透能力的不足。气液两相流体喷射到切削区时,有较高的速度,动能较大,因此渗透能力较强。此外,在气液两相射流中微量液体的尺寸很 小,遇到温度较高的金属极易汽化,可从多个方面向刀具前刀面渗透。虽然射流中的液体量很少,但被汽化的部分则比连续浇注切削液时多,因而润滑效果较好。在 金属加工中切削热主要来源于金属的塑性变形,切削区的冷却过程就是固体与流体之间的传热过程。由于流体与固体分子之间的吸引力和流体粘度作用,在固体表面 就有一个流体滞流层,从而增加了热阻。滞流层越厚,热阻越大,而滞流层的厚度主要取决于流体的流动性即粘度。粘度小的流体冷却效果比粘度大的流体冷却效果 好。
气液两相流体喷出时,体积骤然膨胀对外做功,消耗了内能,可使温度降低10℃左右。喷雾冷却中两相流体有较高的速度,能够及时将铁屑冲走,并带走大量的热量,进一步增强了降温效果。因此,喷雾冷却实际上综合了气液两种流体的降温效果和优点。

二喷雾冷却装置的工作原理

喷雾冷却就是把微量液体混入压力气流中,形成雾状的气液两相流体,通过喷雾产生射流,喷射到切削区,使工件和刀具得到充分冷却和润滑。

喷雾冷却装置工作时,压缩空气经分水滤气器滤除水分等杂质,通过电磁阀后一小部分压缩空气进入冷却液箱内,将冷却液压出到喷嘴;绝大部分压缩空气经调压阀将压力调至0.32~0.35MPa后经压缩空气软管到喷嘴与冷却液混合,雾化后喷射到切削区。

喷 雾冷却技术的关键在于能否把冷却液充分雾化。由于冷却液的压力略大于压缩空气的压力,二者在气液混合室内混合后,经蛇皮管式冷却管5由喷嘴头喷出。反 之,若冷却液的压力小于压缩空气的压力,则冷却液将被压回到冷却液箱内。在一些进口机床的喷雾冷却装置中,压缩空气是从调压阀后进入冷却液箱的,因此喷出 冷却液时往往有“喘气”现象。若将压缩空气改为从电磁阀后直接进入冷却液箱,就可避免“喘气”现象。

为了调节喷出的冷却液流量,在喷嘴上 安装了冷却液流量调节阀。一些进口机床所采用的喷雾冷却装置,其喷嘴调节阀为锥形,使用时通过调整锥面配合间隙的大小 来调节冷却液流量。由于加工这种结构的喷嘴调节阀比较困难,阀杆与阀体锥面的同心度不易保证,从而不能有效地调节冷却液的流量。试验证明,如将锥阀改成平 阀、将锥面改成平面,并增加一个密封圈,则冷却液的流量可以任意调节。

三喷雾冷却液的选择

由 于从喷嘴喷出的冷却液成雾状,其中大部分喷到切削区,一小部分弥散在空气中,为了避免环境污染及对操作者造成伤害,冷却液的选择非常重要。通过使用非传 统的切削液-植物油,包括脂类,环境成本显著减少。这些产品的技术优点包括具有清洗剂,分散剂的性能,低发泡,快速放气,着火点相对较高以及表层兼容。基 于植物的润滑油可迅速被生物降解,大多数情况下,润滑油在21天内即被分解,这样就无长期清洁的后顾之忧。这些润滑油也已经得到改进,具有低雾化的特点, 有助于短期清洁。


对润滑剂的要求:

首先,润滑剂要求较低的粘度。
其次,润滑剂有很好的渗透性和表面附着系数。
第三,润滑剂要具有超级的润滑性。
第四,润滑剂需要优良的极压性能。
第五,润滑剂环保、安全、可再生(植物性)。


歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

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1.1 传统切削液供给系统的构成及缺陷

切削液系统是切削加工系统的重要组成部分。切削液系统主要包括切削液供给系统和切削液。传统的压力供液式喷雾冷却系统通常由以下部分构成:①切削 液泵(冷 却泵):按要求的压力和流量向切削区供给切削液;②切削液箱:储存待用切削液及沉淀用过的切削液;③输送装置(管道、喷嘴等):将切削液送达加工区;④净 化(过滤)装置:从切削液中去除切削过程中产生的切屑及其它机械杂质,使加工区使用的切削液保持清洁;⑤防护装置(防护罩、挡板等):防止切削液四处飞溅 并
浸入机床部件内。

对照绿色制造理论的相关要求,传统的切削液供给系统存在以下缺陷

(1)使用成本高

据德国公司的统计资料,切削加工中使用切削液的费用约占制造总成本的7%~17%,其中切削液供给系统的使用成本(包括系统的清洗、维护费用及附属环保设备费用)占有较大比例。

(2)切削液用量不易控制

传统的切削液供液方法(如浇注法、压力喷射法、喷雾法等)是通过用较大压力和流量的切削液覆盖切削区来起到润滑、冷却、冲洗等作用。当加工条件发生变化时(如更换工件、刀具等),不易对切削液用量进行调整与控制。

(3)资源消耗大

传统切削液供给系统使用的冷却泵、液压阀、喷嘴等零部件精度不高,难以实现对切削液供给方式和供给量的精确控制,达不到微量、均匀、连续、精确供给润滑液的要求,从而需要消耗大量资源。

(4)环境污染严重

传统的切削液供给系统主要采用切削液内循环方式,其净化装置在切削加工过程中净化效率较低,废液和切屑造成的环境污染程度较严重,相应的治理费用较高。

(5)管路清洗难度大

传统切削液供给系统中的管线材料主要为不锈钢、铜、橡胶等,地沟则由水泥抹成,不适合进行化学清洗。切削液流经管线时间较长后会形成具有一定机械强度的黑色垢层,给清洗工作造成困难。1.2 切削液的构成及环境影响

切削液可分为水基和油基两大类。水基切削液具有较强的冷却能力,其主要成分为水、化学合成液或乳化液,通常添加有防锈剂、极压添加剂等;油基切削液具有较好的润滑性能,其主要成分为各种矿物油、动物油、植物油或复合油,可视需要添加极压添加剂、油性添加剂等。

切削液的环境影响主要表现在以下方面:

(1)对生态环境的影響

切削液对生态环境的危害主要表现为废切削液(废油、废液)对水资源的污染。在切削加工中产生的废油、废液如未经有效处理而直接排放,将会造成严重 的水污 染。此外,切削加工中使用的切削液会或多或少存留在切屑上,大量堆积的切屑上带有的切削液会污染土壤;对切屑再生利用时切削液的有毒、有害成分也会污染环 境。

(2)对人体健康、安全、卫生的影响

切削液对人体的危害主要表现为:①切削液中的某些添加剂(如常用作杀菌添加剂的苯酚类物质)对人体具有毒性;②切削液中矿物油、表面活性剂的脱脂 作用以及 防腐、杀菌添加剂的刺激性会使人体皮肤干燥、脱脂、开裂,甚至引起红肿、化脓等;③油基切削液中的矿物油、水基切削液中的碱性物质对人的呼吸器官具有一定 危害作用。

(3)对安全生产的影响

由于切削液中含有各种添加剂,在其使用过程中容易使设备产生腐蚀、生锈,油基切削液则易引发火灾等,对安全生产造成威胁。

2.切削液系统的优化策略

面向绿色制造的切削液系统应具备如下性能:①供液装置成本低、易安装,供液方式灵活;②供液方法先进,供液参数合理,供液量适当,冷却、润滑、防 锈、清洗 功能强;③切削液无毒、无刺激性,对操作者无危害,具有生产安全性,对环境无污染或低污染;④系统通用性强,适用于多种切削加工方式和多种工件材料;⑤切 削液透明(或半透明),便于观察加工状态;⑥具有相应的废液处理方法,废液处理方便、价廉;⑦具有高效的过滤、回收装置,可延长切削液的使用寿命和重复利 用率,同时可避免较大切屑随废液排出,造成环境污染。为了更好地改进切削液系统的使用性能,实现洁净化、高效化生产,可从供液系统和切削液两方面采取合理 措施对切削液系统进行优化。 2.1 切削液供给系统的优化设计

(1)合理使用多种型式、多个数量的喷嘴
传统的切削液供给系统由低压泵、管路系统和喷嘴组成。由泵送出的切削液经喷嘴流出浇注到刀具、工件和切屑上,然后对切屑进行过滤分离后又回到供液 箱。为了 更有效地发挥切削液的润滑、冷却、冲洗作用,可同时使用多种型式、多个数量的喷嘴。如在车削加工中,安装一个喷嘴时,必须保证供液量充足,才可使切削液从 侧面渗入刀尖附近。若安装两个喷嘴,则可使切削液更容易渗入切削区,更好地发挥润滑、冷却作用。在铣削加工中也可设置两个喷嘴,右侧喷嘴的切削液对切削区 进行润滑、冷却,左侧喷嘴的切削液则用于冲洗切屑。当刀具宽度较窄时,可选用普通的圆形喷嘴;若刀具较宽时,则选用扇形喷嘴更为有效。

(2)采用外部喷雾冷却润滑系统和细微喷淋技术

外部喷雾冷却润滑方式是将悬浮在空气中的细微切削液雾滴(尺寸仅为纳米级)连续不断地喷注到加工刀具上,对刀具起到冷却和润滑作用。该方法的切削 液使用量 少于50ml/h,而传统的浇注法供液方式的切削液使用量则超过6000ml/min。细微喷淋技术是通过喷嘴将少量(10~100ml/h)高质量切削 液(如植物油、合成油)喷淋于刀具与工件接触处,该方法可有效延长刀具使用寿命。如对主轴结构进行一定改进,还可通过主轴或刀具中的孔道将气雾剂或润滑油 直接输送至切削刃,以获得更好的冷却润滑效果。

(3)设计最小润滑系统

最小润滑技术主要包括气雾外部润滑和气雾内部冷却两种方式:①气雾外部润滑方式:将切削液送入高压喷射系统并与气体混合雾化,然后通过一个多头喷 嘴将雾滴 尺寸达毫微米级的气雾连续不断地喷射到加工刀具表面,对刀具进行冷却和润滑;②气雾内冷却方式:通过主轴和刀具中的孔道直接将冷却气雾送至切削区域,进行 冷却和润滑。
根据加工需要,可将两种冷却润滑方式配合使用,以获得最佳冷却润滑效果。最小润滑技术的最大优点是可使切削区域外的刀具、工件和切屑 保持干燥,并可避免处理大量切削废液的难题。最小润滑技术主要用于在铸铁、钢、铝合金等材料上进行钻孔、铰孔和攻丝加工,以及深孔钻削、铝合金端面铣削 等。由于切削液用量很小,因此切削液供给系统结构简单、体积小,易布局,可集成设计于主轴电机中,切削液流量由CNC程序控制。采用最小润滑系统的加工单 元可在6.5秒时间内钻削10个φ8mm、中心距为20mm的孔,加工1小时仅需一杯润滑液(大部分被蒸发消耗),切屑中的切削液含量很少,回收处理费用 大幅度下降。

2.2 绿色切削液的开发与应用

(1)改善切削液成分——替换矿物油
用植物油替代矿物油配制油基切削液是改善切削液绿色特性的重要途径之一。与矿物油不同,植物油属可再生资源,可完全自然降解,对人和自然环境无危 害性。虽 然植物油在切削液中的应用受到氧化、水解性能不稳定、易老化等缺点的制约,但由于其挥发性低,加入一定添加剂(如抗氧化剂等)后能较好满足加工要求,因此 具有广阔的应用前景。此外,还可采用酯类油替代矿物油。目前国内外生产的各种酯类油的生物降解率已可达90%~100%,其缺点是成本较高。研制可完全降 解、价格低廉的酯类油产品已成为各国研究开发绿色切削液的重要内容。(2)研究开发新型切削液添加剂

开发新型添加剂是提高切削液质量和绿色水平的有效途径。为了增强切削液的环境友好性,面向绿色制造的切削液系统应重点开发应用以下几种高效无毒添 加剂:① 硼酸酯类添加剂:有机硼酸酯作为新型减摩抗磨添加剂已受到广泛重视。硼酸酯易于合成,大部分硼酸酯均由带羟基的物质(如醇)与硼化剂(如硼酸)反应生成, 目前关于水溶性硼酸酯合成技术的研究已取得一定进展,通过在硼酸酯中引入硫、氮,可生成含硫硼酸酯和含氮硼酸酯,并已证实硼酸酯是一种多功能环保型添加 剂。②钼酸盐系缓蚀剂:钼酸盐属阳性缓蚀剂,添加到切削液中可在加工金属表面生成FeMoO4Fe2O3钝化膜,使工件获得良好的缓蚀效果。通常认为钼酸 盐是一种无毒、无污染的防锈剂,但其价格昂贵,影响了进一步推广应用。通过研究钼酸盐与其它有机、无机缓蚀剂配伍使用的协同效应,已合成出一种由钼酸盐、 硼酸盐、有机胺等组成的高效、价廉的防锈络合物。此外,钼酸盐还能提高切削液的极压抗磨性能。③新型防腐杀菌剂:切削液本身具有细菌等微生物滋生繁衍的条 件,容易腐败变质。通过添加防腐杀菌剂可抑制细菌、霉菌等的滋生,杀灭切削液中已存在的细菌,以延长切削液的使用寿命。新型防腐杀菌剂应具有高效、价廉、 无污染等绿色特性。

(3)开发传统切削液的替代品

氮气是大气中含量最多的成分,液氮作为制氧工业的副产品,资源丰富。以液氮作为切削液,使用后直接挥发为氮气返回大气中,不会产生任何污染物,从环保角度看,是一种极有发展前途的切削液替代品。液氮冷却方法之一是将液氮作为切削液直接喷射于切削区。
除上述研究课题外,还应进一步研究废液的回收利用和无害化处理技术,加强实用化技术、经济性评价以及适用范围等方面的研究。

3.应用实例

某机床厂在滚齿加工中采用传统的切削液冷却系统,资源浪费严重,加工噪音大;切削液采用32#机油,对工人健康及加工设备都有一定危害性,且废油 较难处 理;为提高企业的绿色制造水平,该厂希望对该切削液冷却系统进行优化改造并采用新型绿色切削液替代传统切削油。为此,作者运用多级模糊评价方法,建立了面 向绿色制造的切削液综合选择模型,并据此对三种切削液系统优化方案(A1~A3)进行了综合评价和系统决策:方案A1为采用传统切削液32#机油;方案 A2为采用国产新型绿色合成切削液SG-3;方案A3仍采用32#机油,但将供液装置改为双喷嘴型式(主要比较其能耗与方案A1的区别)。有关决策目标体 系的建立、决策变量的分解、切削液选择模型的求解等问题已有详细论述,本文从略。方案A1~A3的综合评价目标体系分析及优化结果表明:方案A2、A3的 综合性能均优于方案A1,而方案A2的环保性能优势更明显,方案A3的节能、降噪性能更突出。考虑大规模批量生产的综合成本因素,该厂最后采用A2与A3 相结合的优化方案(即采用新型绿色合成切削液SG-3并对供液系统进行优化改造)。生产实践证明,该切削液系统优化方案效果明显,取得了良好的经济效益和 社会效益。

4.结语

为适应绿色制造技术的发展趋势,实现切削加工过程的洁净化,在研究开发干切削加工技术的同时,应重视传统切削液系统的优化改造,研制先进的切削液供给系统 以及有利于环境保护和人类健康、加工性能优越的新型绿色切削液。
同时,通过改进供液方法,优化供液参数、加强使用管理等措施,可延长切削液使用寿命,减少 切削液使用量及废液排放量。

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ここでは横型マシンニングセンターについているB軸のテーブル回転中芯の出し方例を説明します。
※テストバーは、直径40.000長さ344.820とします。

1.テストバー・ダイヤルゲージのセット状態


      





2.手順1・2・3(X軸)

      





3.手順4・5(X軸)


      




4.手順6(X軸)










5.手順7・8(X軸のテーブル中心までの距離)


 






6.手順9(Z軸)
 Z方向の回転中芯を測定します。






7.手順10・11(Z軸)



      

※このときダイヤルの0はB軸の回転中心からテストバーの半径であることを知ってください。




8.結果(Z軸テーブル中芯までの距離)


      




9.結果(XB・軸の回転中芯)

 上記手順で得たテーブル中心までの各数値です。
      





10.GOチェッカー使用の場合のZ方向芯出し
 B0度面で下図のように合わせます。

       



 今度はB180度面で合わせます。

       

※ここではプレートを使用しましたが、円又は球でも寸法のわかっているものなら何でもよいです。


11.備考
 この芯出しは静的精度になります。切粉を出している状況の動的精度は各部が熱を持ち、誤差が出ますので注意して下さい。
 数値が半端の場合でメーカさん規定に対して誤差が多い場合、俗に言うレベルが変化していると思いますので、精度点検をされた方がいいと思います。
また多少の誤差で数値をきっちりにしたい場合はパラメータの1850GRID SFT番で変更できるようですが、変更後再度の確認をしてください。

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.comskype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com/ FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BWtool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy usersdemand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BWis specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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立形MCの静的精度の説明です(JISB6336-2から抜粋)。
 JISB6191(工作機械-静的精度試験方法及び工作精度試験方法通則)の3.試験の準備等及び、検査の仕方等の詳細はJISB6336-2(立て形及び万能主軸頭をもつ機械の静的精度(垂直Z軸))を参照の事。


主たる静的精度一覧

検 査 内 容 と 説 明 図 番 号

範 囲 等

許容値

備考

1.直進運動の真直度

X軸運動の真直度

ZX平面(図1
XY平面(図2

500以下

0.010

1
500を超え800以下 0.015
800を超え1250以下 0.020
1250を超え2000以下

0.025

Y軸運動の真直度

YZ平面(図3
XY平面(図4

500以下 0.010
500を超え800以下 0.015
800を超え1250以下 0.020
1250を超え2000以下 0.025

Z軸運動の真直度

YZ平面(図5
ZX平面(図6

500以下 0.010
500を超え800以下 0.015
800を超え1250以下 0.020
1250を超え2000以下 0.025
2.2つの直進運動の直角度 ZX1(図7 500について 0.020
ZX2(図8
YX(図9
3.主軸の動き・振れ

図17

軸方向の動き 0.005

※2

端面の振れ 0.010
4.主軸テーパ穴の振れ

図10

主軸端 0.010  
主軸端から300 0.020
5.主軸軸線とZ軸運動の平行度 垂直YZ(図11 300について 0.015  
垂直ZX(図12
6.主軸軸線とXY運動の直角度 X軸(図13 300 0.020 ※3
Y軸(図14
7.テーブル上面の平面度

-------

500以下 0.020 ※4
500を超え800以下 0.025
800を超え1250以下 0.030
1250を超え2000以下 0.040
8.テーブル上面とX・Y軸運動の平行度 X軸運動(図15 500以下 0.020  
500を超え800以下 0.025
800を超え1250以下 0.030
1250を超え2000以下 0.040
Y軸運動(図16 500以下 0.020  
500を超え800以下 0.025
800を超え1250以下 0.030
1250を超え2000以下 0.040

※1 部分許容差は300について0.007
※2 この検査は、全ての主軸について行わなければならない。
※3 俗にいう主軸の振り回し。
※4 部分許容差は、300について0.012で、L
 は短い方の辺の長さを指す。



●参考図
 


1.直進運動の真直度
X運動の真直度
 

        

※測定線は、出来るだけテーブル中心線に近い所を通すのが望ましい。


          
Y軸運動の真直度
           
※測定線は、出来るだけテーブル中心線に近い所を通すのが望ましい。



Z軸運動の真直度
        

 

2.2つの直進運動の直角度
ZとX1


           

※ステップ1で直定規をX軸と平行にする。
 ステップ2でZ軸を検査する。

ZとX2
            
※ステップ1で直定規をY軸と平行にする。
 ステップ2でZ軸を検査する。

YとX
         

     
※ステップ1で直定規をX軸と平行にする。
 ステップ2でY軸を検査する。


3.主軸の動き・振れ
                          

※端面の測定位置は、主軸中心から出来るだけ大きくとるのが望ましい。


4.主軸テーパ穴の振れ
               

※少なくても2回転以上回転させて測定を行わなければならない。


5.
主軸軸線とZ軸運動の平行度   
YZ(図11)・ZX(図12) 
            



6.
主軸軸線とXY運動の直角度
X軸(図13)Y軸(図14)

             

※直定規はX軸と平行に定置する(図13)
  直定規はY軸に平行に定置するのが望ましい(図14)


8.
テーブル上面とX・Y軸運動の平行度
X軸運動(図15)とY軸運動(図16)

                

※テーブル上面に平行に定置した直定規上で行わなければならない。   

●備考
 ・以外の検査内容
   直進運動の角度偏差等あり。
 ・最近の静的精度
   JISより厳しい許容差をメーカ規格としている所もあります。   


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 工作機械はJISで静的精度の規格があります。しかしそれよりも動的精度を重視した方がいいと思います。
ユーザー側として欲しいのは切粉が出ている状態、つまり動的精度です。
除去加工工作機械は、フレームと移動軸等があります。この移動軸の精度はJISによって許容差が定まっていますが、実際の刃先の移動精度はどうなんでしょう?。

工作機械は案内面の運動精度が刃先に反映され、工作物の形状にそのまま転写されます。その刃先の空間移動精度確認のため、導入時は下記のような方法で動的精度を確認したほうがいいと思います。
※ただしメーカさんが応じた場合です。

1.条件
 MCの型式=横型
 加工場所=メーカ
 環境=・20度C±1度C
     ・基礎あり
     ・静的精度許容差内
     ・必要に応じて切削液使用
 工具(刃物)=メーカ及びユーザが話し合いで形状・大きさ・長さを決める
 加工順序=メーカさんとユーザと話し合いしたほうがいいと思います。
 加工条件=   同上
 被削材保持方法= 同上
 評価方法及び測定機器=   同上
 被削材の剛性含む大きさ及び材質= 同上
 軸の位置決め方向=一方向位置決め 
 搬入後の条件=室温=20度Cなるべく一定にする。
           基礎=メーカ指定広さ及び深さ以上確保する事。
 
2.被削材例(400角程度)
 下図のような形状とし、回転軸(B軸)も含めて、実際に切粉を出して刃先の移動空間精度を確認します。


      

3.確認内容(上図参照)
 ア、各面の平面度
 イ、AとC及びBとDの平行度
 ウ、AとB及びAとD面の直角度
 エ、EとFの同軸度(反転精度の確認あり、オーバーラップすること)
 オ、E及びFの各穴の位置度
 カ、EからF迄の穴の曲がり(同軸に出来ている場合)
 キ、面のツールパスにあまり段差のないこと
  
4.期待数値(参考)
 
各面の平面度=0.01前後以内
 各面の平行と直角度=10ミクロン前後以内
 各穴位置度=数ミクロン前後以内
 各穴の反転精度=ラップ部周囲が同じ筋目又はラップ部が同じ方向に同じようにずれ
            ていること。

5.備考
 これで各軸のおおよそになりますが動的精度が分かります。
厚み穴径及び反転精度はなどは調整可能ですから、ここでは重要視しなくてもいいと思います。もし期待する数値に入らなくても納得出きる内容でしたらいいと思います。

一般的に円弧補間の真円度で動的精度の確認をするわけですが、これは一平面の精度ですね、出来たら全ストロークの7割程度の空間を確認されたほうがいいと思います。

尚静的精度をしっかりだしても動的精度に多少誤差あります、これは仕方のない事で、その誤差は個々のクセと言われます。

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1.ワーク形状

          
    
 
2.条件
  ・加工室温度=20度C±1
  ・MC=横型5番タイプ高精度MC
  ・被削材=特殊FC鋳物
  ・製品大きさ=200角程度
  ・穴径=φ35  
  ・穴深さ=30
  ・穴ピッチ=100
  ・加工指令値(X・Y)=100.0000
  ・加工方法=ファインボーリング(仕上げ代φ0.08)
  ・ボーリング用チップ材質=ワークNO1だけ超硬、以外はボロン使用
  ・軸位置決め方向=X軸:+及び-
         
      Y軸:一方向(マイナス方向だけで位置決め)
  ・面粗さ=未確認ですがかなり良いです。
  ・切削液=未使用
  ・機上測定で使用した測定具=1目盛0.001のピックテスト
  ・三次元測定器の測定精度=0.0005以内
  ・測定室温度=20度C±0.5
  ・N数=4台
 

3.データ
注 ・ワークNO1は機上測定記録無し
   ・データのプラスマイナスは、呼びピッチ(100)に対しての方向と数値を示す。

    
   
    ※ 機上測定と3次元測定器の誤差は1ミクロン程度しかない。
    
4.備考
 X方向が一方向で位置決めしていないのもかかわらず1.1ミクロンのバラツキしかなく、
一方向で加工したYは0.2ミクロンしか違わない。
ピッチが出易いと言われるX軸も、一方向で位置決めすれば、Y軸以上の精度が出ると推測できる。

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.comskype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com/ FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BWtool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy usersdemand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BWis specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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水平線に平行な主軸を持つ横型MC(5番タイプBT50)が、使用するツール重量の影響でどの程度刃物回転中心に誤差が出るのか調べました。

※n数は5つ程ですが、ある程度方向性の確認が出来ます。

1.条件と穴位

2.考察
φ100の穴位置範囲がφ16穴を基準にすると、X方向-0+2μm、Y方向+0-8μmとなります。X方向は測定誤差等を考える事が出来ます が、Y方向 の8μmは誤差を考慮してもマイナス側(下側)に明いているのは間違いないと思います。これによりツール自重が主軸BB等に偏りを与え、刃先回転位置を軽 いツールよりも下側へ下げたまま加工したと考える事が出来ます。

※重量差がもっとあるともう少し下がった所に回転中心が移動すると言うことですね。


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 ここではアルミ鋳物(弱剛性)穴位置精度φ0.04以内の精度出しについてお話します。

1.位置決め精度の要素
機械の剛性・案内面の構造・移動体の位置決め方法・刃物の剛性・加工方法・切削抵抗の方向・主軸の剛性・重心移動による変形・熱変位・主軸の回転精度・主軸の静剛性・ワークの保持方法等々あります。

2.穴位置精度に通常影響するとおもわれる要因
移動体の位置決め方法・加工方法・刃物の剛性・ワークの保持方法・切削抵抗の方向・熱変位等がある・

3.通常影響すると思われる要素の具体例
3.1 移動体の位置決め方法
汎用機の場合、ハンドルに付属の目盛りだけと移動体の位置を表示するデジタルスケール付きに大別されますが、MCの場合はオープン(最近では無いと思います)セミクローズとクローズ方式があり、ここではセミクローズとクローズについて説明します(下図参照)。

            

1) セミクローズドループ
ボールねじの端部にリータリーエンコーダが取り付けられ、常に回転角度を検出しているので信号の取りこぼしがありません。ここで注意しなえればい けないの は、私達が必要としていいるのは直線の位置決めであって、ボールねじの回転角度及び回数ではないという事です。このセミクローズでは、高精度のボールねじ が使われていますが、動く度に熱がでたり磨耗が進行しますので、定期的にレーザー又はピッチマスター等でバックラッシュ及びピッチエラー補
正が必要になると思います。

2) クローズドループ
これはテーブル等移動体を直接検出するようにスケールが付いており、期待する位置に行かない場合は、信号がフィードバックされ正しい位置へ補正されます。スケールが付いていますので、それだけ割高になりますが、高精度の加工が望まれる部品加工では必要かと思います。

3) 各方式の特徴
ア.セミクローズ
構造が簡単・応答が速い・バックラッシュ・ピッチエラー補正必要・ギヤ送りねじの影響を受けやすい。
イ.クローズドループ
応答が遅い・バックラッシュ・ピッチエラー補正が少・位置ずれが発生しても元に戻る。参考資料=バックラッシュと送り精度の実測データはこちら 

3.2 ワーク保持時の変形
アルミ鋳物は剛性が殆どありませんので、締め付け力で簡単に変形します。
※基本的なワーク保持の考えはここの1)と2)を参照して下さい。上記ではワーク全体を保持していますが、実際の鋳物(複雑形状)ではそのような事をしたらいくら弱い締め付け力でも変形量が多いので、製品形状以外に肉の厚い捨てボス等を追加して保持します。下図にその締め付け例を示します。
注 説明に不要なものは省いてあります。
     

上図は凹のおわん状の形状なので、ひずみがあるとその面上にある公差の厳しい穴位置に影響を与える。極力歪を出さないように保持し平面度を出すよ うにする のが加工精度を安定させる秘訣である。当てつけ押さえ等を球面にしたのは、その箇所の平面・平行・平坦度等が満足いくものでないと仮定しているためであ る。
※加工直後そのまま機上で測定し、アンクランプ後再度測定した時にその値がほぼ同じなら(10μm以内)締め付け時の歪は殆ど無かったと思ってもよいでしょう。

3.3 加工時の切削抵抗
剛性の無いワークと剛性のある刃物、負荷がかかれば剛性の小さい方が負け、加工ポイントが期待はずれになる。お互の剛性が同じでも必ず変形する。

1)横切れ刃角が45度のバイトを使った場合。

           

参考 剛性が小さいリーマ先端の切れ刃も同じ形状ならほぼ間違いなく下穴に倣う。位置度がうるさい場合は、前工程の穴位置精度をきちんと出さなければならない。

2)横切れ刃角0度のバイトと使った場合。

                
              
参考 剛性が小さいリーマ先端がこのような場合でもあまりにも剛性がないので前工程での対策が必要となる。

3)きちんと穴位置を出すためには
仕上げ前の工程で、上記3.3の2)のような加工が必要になる。ただし仕上げがボーリングでノーズRが小さい場合は問題なくてもノーズRが大きい と背分力 が増えるので下穴精度が大事になる。リーマが最終仕上げの場合は、下穴をボーリング又小径の場合はわずかに小さい2枚刃のエンドミルを下穴としたり、入口 だけ同径エンド2枚刃又はFBで案内をもうけるようにすればればよいと思われる。
3.4 熱変位(加工熱関係)
1)膨張係数
線膨張係数(X10-6/°C)
鋼  =11.6
アルミ=23.6 
になりますが、ここでは単純にアルミは鉄の2倍とします。
加工すればワーク温度が上がります。切削液を使えば熱を奪いますが、水と油では熱伝導率が違います。仕上げ加工前にワークの温度を測ったほうが後 々参考に なるのでよいかと思います。切削油(油)は熱をあまり奪わないので期待値に対してわずかですが縮みます。その分を補正するなりして20度C(公差等級1 等)において図面が期待する数値の半分に入るようにします。


図面値=基準穴に対してφ0.04ならφ0.02になるようにします。長さでも変わりますが、うちの場合は指令値0.01~0.03ミリ程度は普通に補正しています。水溶性は最近使っていないし、データが無いので分かりません。
※ちなみに穴径も大きめにしています。  
参考資料=鋼とアルミニウムの実際の変化量はこちら 

2)上手い仕上げの仕方
加工熱は荒で沢山でます(わざと沢山だす場合もあり)、アルミの仕上げは熱が沢山出ていFM・ドリル・荒ボーリング等を先に行い、タップ加工中に ある程度 冷ますようにしてから仕上げに入った方がいいでしょう。一番ベターなのは、荒工程と仕上げ工程を別の機械で行う事ですね。鋼の厚いプレート等は放熱にも時 間がかかるので、一晩置いてから仕上げ加工すればφ0.02の位置度を満足させる事が出来ると思います。加工効率と加工精度は反するものがあるとおもいま す。


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高精度MCの主軸回転連続時に生じる各箇所の温度とツール端部の伸び量を調べた。

1.条件
・MCの大きさ=横型5番タイプ(BT50・高精度仕様機)
・専用基礎=有り(深さ1メートル)
・使用期間=5年位
・室温=20度C±0.5度C(24時間空調)
・使用温度計=デジタル式
・端部伸び測定器具=てこ式ダイヤルゲージ(最小目盛り0.002)
・テストバーの直径と長さ=φ50長さ約150ミリ前後

2.測定時の状況
下図のようにして測定。

           

手順
1.ピックテストをテストバー端面に当て、0セット後バーの端面から離して主軸回転、伸びの測定時には主軸を停止した。
2.10分前後毎に各箇所の温度を測定し記録
※テストバーテーパ部とNTテーパ部の測定はツールを抜いて測定   


3.測定結果
3.1 主軸回転数毎分3000回転


         

全体の温度が安定した60分後以降テストバー端部の伸び量が6ミクロンで安定した模様。

3.2 主軸回転数毎分700回転

       

こちらはおおよそ30~40分後に各温度が安定し、伸び量も2ミクロンのままで維持された。
 

4.備考
3.1の毎分3000回転に関しては、以前アップした同じ資料室にある、5.ツールと主軸の
熱変位→3.2 測定結果にあるグラフのNTテーパ部の温度上昇6度と比べると(S2000)
こちらは1.5度と1/4の上昇に収まっている。またS700回転の伸び量2ミクロンは、加工結果に影響を与えるほどではないが、加工熱等の関係で多くなると思われる。

こちらはちょっと大型タイプの主軸クーラーと粘性の低い油が入っているので、その影響が大
きいと思われる。

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BWis specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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 MCの加工精度(段差)が時間の経過と共にどのような変化をするか調べた。
  
1.条件
注 データに影響しないと思われる所の数値は変えてありますので、ご了承下さい。

1)使用MC
5番 横タイプ(BT50)
主軸最高回転数=4500rpm
各軸位置決め方式=閉ループ(スケールフィードバック)
主軸クーラ温度設定=室温同調
専用基礎=無し
使用期間=約15年

2)加工内容
被削材 =FC300
回転数 =2000rpm
ツール長=約250ミリ
刃物材質=H1(スローアウェイチップ コーティング無し)
工具径=20ミリ
加工代=0.03ミリ
切削送り=毎分100ミリ
切削液=未使用

3)加工前準備
ツール主軸装着後、主軸回転の暖機運転(空回し)を約15分行いその後実加工した。
4)加工結果測定方法及び読みとり方法
最初目盛り0.002のピックを使用したが面荒さ(1.6a)の影響で読みとり難さもあった為。万分台は繰り上げ記録した。
例 0.001(1目盛りの半分)と0.002の中間の場合は0.002ミリと記録した。

5)グラフについて
折れ線が途絶えている所は、測定出来ない箇所か、測定しなかった所と考えてください。
 
2.加工結果の段差 
2.1 サンプル1
1) 実加工開始から約600ミリ2パス時の相対関係における段差。

      

      
 2) 実加工開始から12分~30分迄の3パスにおける各位置相対関
          係の最大段差。

      
       
2.2 サンプル2
1) 実加工開始から約600ミリ2パス時の相対関係における段差。
未測定だが、最大5マイクロン程度あるような接触感じだった。
2) 実加工開始から12分~30分迄の3パスにおける各位置相対関係の最大段差。

      
 
3.ツールと主軸の温度変化
別の日にほぼ同じ条件(S2000)で各所の温度をほぼ2分毎に調べた。 
3.1 温度測定場所

              

3.2 測定結果

     
    
上記グラフから分かるように、回転開始から15前後まで、ツール外周及び主軸端面・主軸内テーパ部・ツールテーパ外周部の温度の上昇具合がが分かる。
      
4.主軸クーラの影響
直上グラフで分かるように主軸頭外周部は極端な温度変化がないが主軸内テーパ部温度は急上昇し高め安定する傾向がある。その影響がツール外周の温度変化に現れ加工結果に影響すると考える。ちなみに15分の暖機目的の空回しをしないですぐ加工すると、1パスと2パスの段差は0.015~0.02ミリ発生した。

5.低速の場合の温度変化
注 上記3.(ツールと主軸の温度変化)の試験後、約2時間経過してから行った。
条件を下記にして温度測定して見た。
主軸回転=350rpm
   
      

低速の場合、主軸内テーパ・ツール外周・ツール外周・主軸端面共温度上昇が余り上がらず、当たり前ですけど発熱の少ないのが分かる。
      
6.オーバーホール後の温度変化
ここで使用したMCの主軸をオーバーホールしたので、再度温度変化を調べた。
注 OHはNTテーパ部研削・ベアリング交換、ツール先端(ゲージラインから約150前後)部の伸び量も同時に測定した。 
※測定具は0.001目盛りのダイヤルゲージを使用した

6.1 主軸回転数2000rpm

      

オーバーホール前は(このページの3→3.2参照)18分後にツール外周テーパ部が6度C上昇したが、OH後は2度C一寸に収まった。また今回追 加測定し たツールの伸びですが、通常温度が上がると伸びると思われるが、ここでは収縮する傾向にあった(5ミクロン)。もしかしたら室温の低下と同時にツール外周 の温度も下がっているので、それが原因かも知れません。


6.2 主軸回転数4000rpm 

      
前回測定しなかったS4000のデータですが、OH前のS2000と比べても発熱が少ないのがわかる。こちらは正常に(?)ツール端部が伸びましたが、室温の低下に追従するように後半収縮傾向にあります。

6.3 備考
OH=新品と解釈すると使用期間が増える事にベアリングの磨耗等で抵抗が増えたり、主軸の干渉等でBBの外輪と内輪に微量の傾きがでたりして回転 精度が悪 化したりする為に発熱が増えると思われる(たぶん)。テーパ精度が落ちて来たら、テーパのセルフ研削だけでなく、ベアリングも交換した方がいいかも知れま んね。

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

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Welcome to BWtool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy usersdemand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

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古い横MCでどの程度の穴位置精度が出るのか試した。

1.期待値(指令値)と加工結果としての穴位置が同じというのはあり得ないの実験です。
2.Q&AのMC(機械)についてQ22.横型5軸制御(トラニオン)のA軸精度ってどの位でますか?から来た方はX軸をA軸また穴位置を傾斜角度と解釈し参考程度に読み下さい。

1.条件
1)使用横MC
・番数=5番サイズ
・各軸案内形状=角スライド
・位置決め方式=閉ループ
・使用年数=8年位だと思う

3)環境
・室温=不完全空調(3度~28度)
・切削液=油性使用
4)サンプル情報
・被削材=FC
.大きさ=約800×700×300
※大きいわりに肉厚が薄い為剛性が小さい。

5)被削材固定方法
殆どクランプ圧を加えず位置決め&固定した。
6)穴仕上がり加工寸法
φ10H7深さ10、多数あり

7)使用刃物
※8.5きり下穴迄荒加工済み
ア.9.95 ボーリング
イ.10 リーマ

8)加工時の被削材温度
室温&加工熱に左右される
9)測定条件
・測定機=門型3次元測定機(繰り返し位置決め誤差=0.5マイクロン以下)
・室温及び製品温度=20度C        

10)穴径誤差
3.2マイクロン以下
11)グラフ化した範囲
X方向=210ミリ
Y方向=20ミリ の範囲にある穴8カ所
 

2.結果
※比較範囲にある穴1カ所を0(基準)にした。

2.1 -から+へ位置決めした場合(サンプル数4台)

下記グラフのように期待値に対し誤差がでているが方向性量がほぼ同じ為必要ならばNC側のピッチ補正でより期待値に近づける事が出来ると思われる。

      

2.2 位置決め方向に決まりがない場合(サンプル数2台)
サンプル数が少ない為コメントし難いが、下グラフのように方向及び誤差量に一貫性がない。

      

3.備考
上記2の2.1で分かるように一方向で位置決めすればその機械の誤差及び方向性(くせ)を把握する事が出来る。

さらにより期待値に近づける必要がある場合は

穴位置 -110 -100 -80 -30 -20 0 30 100
補正量(マイクロン) -3 -1 -1 -1 0 0 -1 3

というように位置決めポイントを補正すればさらに高精度の穴加工が出来ると思われる。


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長年使用したコレットチャックの精度が各メーカ毎にどの様に変化するのか下図イラストのようにスプリングコレットが入るテーパ内側の振れを測定後それを回転精度として長さ毎にグラフ化し比較してみた。

    

条件
1)MC主軸テーパ部の振れ=340先端で15マイクロン
2)ツールの主軸挿入方法=ATC
3)ピックテストの最小読みとり値=2マイクロン
4)主軸回転方法=V溝部を手で押さえ正転した
5)比較ツールの使用年数=4~10年位
6)比較ツールの長さ=105~225
7)比較ツール本数=N社=37本
             M社=20本
             Y社=17本
8)主軸テーパ振れとの相互関係=特に意識せず。
9)データ並べ替えの順序= ツール長→ 振れ量


ツール長毎の振れ量


        

        

        


主軸テーパとの関係を意識せず試験したが、結果から推測するとツール長が長い程振れ量が大きい傾向は程度の差はあれ各社とも同じようなので主軸テーバの振れ=テーパ部の回転精度とみる事も出来ると思われる。

また実際に刃物を掴む場合はスプリングコレットの精度(消耗及び変形るる)・締め付けるナットの回転精度(歪みの少ないコレットの締め付け)等の影響が出るので実際の刃物回転精度は上記データの振れが少しで少ない方が把握精度的に有利と考えます。

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材質の異なるブロックゲージが温度変化に対してどのように長さが変化するのか調べま
した。

1.材質
既製品の鋼のブロックゲージと手作りアルミブロックゲージ(JIS A7075相当で厚みと幅は既製品より1ミリプラス)

2. 条件
2.1 場内空調方式
パッケージ式エアコン
壁と屋根は2重構造(保温性良好?)。

2.2 使用温度計
温度測定にはデジタル温度計使用(誤差1.5度補正)

2.3 各温度の信頼性
±0.5度位だと思います。

2.4 読み取り精度
長さの測定はマイクロメータを使用し千分台は目視で読みとりましたが精度は±0.002位だと思います。

2.5 ブロックゲージの線膨張係数(X10-6/°C)
鋼  =11.6
アルミ=23.6

2.6 マスターとなるブロックゲージの寸法確認
手作りのアルミブロックゲージの長さは20度Cに温度ならししてから通常のブロックゲージと比較測定後補正し鋼との比較を容易にしました。
※20度C±0.5度の恒温室に12時間放置後測定したら鋼のブロックゲージ100対してアルミが+0.021だったのでアルミの測定値から0.021引いてデータとしました。
 
3.比較グラフ  

     

4.結果
既製品のブロックゲージはマイクロメータとほぼ同じ膨張率ということもあって室温が上昇しても長さの測定値は安定していました。アルミの方は冷えている時は短く温度が一寸高いですが10時頃から安定してきました。
※ もしこれがアルミのマイクロメータだったら反対の傾向を示したと思います。


これより夏場の資料追加
暑い夏場ではどうなるか調査しました。

5.条件
1)上記4.迄は2月のデータでしたが、下記は暑い時期に取った資料です。
2)条件的には上記の、1.材質と2.条件の2.3~2.6と同じで、普通の水銀式温度計とデジタル温度計を使用しました。
3)マイクロメータも同温です。
4)9月3日は空調無しの場内で、9月4日は車中での測定結果です。

6.比較グラフ

     

7.数値的な資料
1) 9月3日のデータ
最高温度            =13時30分の36.9度C
鋼のブロックゲージ最長   =13時30分の100.003ミリ
アルミのブロックゲージ最長=13時30分の100.019ミリ

2) 9月4日のデータ 
最高温度           =11時35分の46.7度C
鋼のブロックゲージ最長   =13時45分の100.008ミリ
アルミのブロックゲージ最長=13時45分の100.034ミリ

8.参考資料
測定に使用するマイクロメータの温度が20度Cの時どのように変化するか調べた。
1) 計算上の伸び量
※ブロックゲージの長さ100ミリとし20度Cで基準として計算した。
29.8度C(+9.8度C)の場合=鋼   100.011
                     アルミ
 100.023
39度C(+19度C)の場合   =鋼   100.022
                     アルミ
 100.045
2)実測値        

      

※鋼は実測値が長め(1~5ミクロン)に、アルミは29.8度が短め(6ミクロン)39度Cが長め(6ミクロン)になりました。
デジタル温度計で表面を測っていますのでも、しかしたら内部が高いのかもしれません。

9.備考
今回の調査で分かった事は、温度が高くなると実膨張の追従性にタイムラグ(2時間位)があるという事でしょうか。
※6の比較グラフ右側参照。

またマイクロメータが20度C時に測定した結果ですが、高い温度程伸び量が多いのは、アルミニウムでも種類により膨張係数が違う為だと思います。
※ たしか違いましたけど、資料がどこかに入り込んでしまいましたm(__)m。


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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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 アルミ鋳物の穴径(φ62)が加工温度でどように変化するか調べました。

1. 被削材の材質
AC2A

2. ワークの形状

かなり凹凸のあるカバーで大きさは300×400×200位、肉厚は3~6ミリ位あるアルミ砂鋳物です。BBの入る穴が数カ所あります。

3. 条件
1)場内空調方式
パッケージ式エアコン=2台
壁と屋根は2重構造(保温性良好?)。
2)使用温度計
温度測定にはデジタル温度計使用(誤差1.5度補正する)。

3)各温度の信頼性
±0.5度位だと思います。
4)穴径測定時の温度
製品・鋼のブロックゲージ・シリンダーゲージ共20度C±0.5度の部屋に12時間放置後測定。

5)シリンダーゲージの読み取り精度
ダイヤルは最小読み取り値0.001を使用。読み取り精度は±0.001位だと思います。
6)使用したツールの実加工寸法
被削材等の関連温度20度Cでの加工確認が出来ないので不明。

7)使用した切削液
油性
8)データ数
3台

4.比較グラフ

     

5.結果
当たり前ですけど加工温度の違いにより同じツールを使用しても実際の穴径は変化します。
ちなみにワークの温度記録は有りませんが寒い時と熱い時に加工した製品の寸法の最小はφ62.000で最大φ62.027でした。
 
とう訳で室温の変化が加工される材料の温度に影響を与え加工寸法に影響を与えますのでなるべく温度変化の少ない環境にした方が安定して品質を得る方法だと思います。
※実際は穴位置にも影響しますね。


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ドリルの研ぎ方熟練を要しますね。初めての方にちょっとでもお役に立てれば幸いと思いこのページを作成しました。

1.ドリルの基本的形状

     


2.ドリルの研ぎ方
注 グラインダーの砥石は、ドレッサー等を行い、平らにしてください。
ドリルの研ぎ方は熟練を要します。基本的に、は上記の1.ドリルの基本形状のような先端部になればよいのですが、3次元的な形状していますので、 通常のバ イトみたいに簡単に研削できません。先端角と逃げ角及び逃がしをイメージしながら、グラインダーの砥石に切れ刃を当て、先端部を多次元的に手で動かしま す。

下図の左は研削する為に切れ刃(先端角)の切れ刃部をグラインダーの砥石に平行にあてた状態です。この位置から手順を説明します。

1)ドリルをしっかり持ち、切れ刃を軽く砥石に平行に当てる。
強く当てると刃先部が高温になり、研削焼けを起こします。
2)逃げ面(逃げ角部)を研削する為に、下図左の矢印のようにドリルを手前に巻き込む(回
す)ように、逃げ面を軽く当てながら(ねじるような感じ)刃先を突き上げるように(円錐状)研ぎます。
※逃げ面(通称言われる2番)研削終了の絵が下図右です(少しオーバーに描いています)。

補足
・両手で支えるようにしっかり握ってください。 
・径が細い場合、工具受けに指を乗せるようにしたほうが研削しやすいのですが、ご自分の指を掏らないように十分にご注意ください。
      
    

3)磨耗部が無くなるまで何度か繰り返します。
肩が磨耗していない場合は2~3度位でよいとおもいます。ただし、Kヒンログ 2.ドリル その5の1)ドリルの損傷参照し磨耗がひどい場合は先端部を切断して研ぎなおす場合もあります。

4)片面を軽く研いだらもう片方を同じ程度研削します。
同じ角度、同じ研削量にしないと先端角のバランス、肩の高さ(リップハイト)等がかわります。Kヒンログ 2.ドリル その2の1.求心性にある図1~4参照。
    
5)研削結果のチェック
研いだ後のチェックはドリルポイントゲージ等で見れば確認できます。私も手研の場合使用しています。

6)修正研削
角度のバランスが悪い場合は、高い所を研ぐように火花の出具合を見ながら研削します。
※研削量が多い、当たりが強い所程火花の量が多くなります。



3.シンニング
スラストの切削抵抗を減らすためにつけます。
※下図はもう片方のシンニングをとっている所です。
       
 
このシンニングもあまりバランスが悪いと穴精度に影響します。
 

4.備考
プレート等ムクの材料に最初に穴を明ける刃物がドリルですので、高精度な穴精度を期待するには無理があります。穴精度をあまり期待しない場合にこのようなツイストドリルを使用すると考えた方が宜しいかと思います。
研いだドリルで加工される穴が期待するに十分値しているかの確認は、明けた穴を測定し確認しましょう。

逃げ角が大きい場合、貫通穴を加工すると出口で引っ張られるので、十分注意してください。
この場合、ドリルで対処する場合は、逃げ角を小さくし、やや擦り気味にすることで対処できますが、スラスト方向の切削抵抗が増えます。

切粉の出方が左右余りにも違う場合は研ぎなおした方がいいと思います。


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アルミナ(alumina, aluminum oxide)
酸化アルミニウム。アルミニウムの酸化物。
アブレイダブル溶射(abradable spraying)
削られやすい特性を有する皮膜を得る目的で行われる溶射。適用例として、タービン回転翼に相対するケース内壁に溶射し回転翼とケースとの間隙を適正化するものなどがある。
アブレッシブ磨耗(abrasive wear)
接触面上の凹凸や面間に介在する硬質粒子の切削作用が主因となる磨耗形態。
アーク溶射(electric arc spraying)
2本の線状の金属溶射材料間にアークを発生させ、その熱によって生じた金属材料溶滴を圧縮空気のジェットで微細化し加速して母材に吹き付けて皮膜を形成する溶射法。
イットリア(yttria, yttrium oxide)
酸化イットリウム。イットリウムの酸化物。
エンジン(engine)
発動機。
塩水噴霧試験(salt spray test)
防錆および耐食性の評価を短時間で得るための促進試験のひとつ。JISZ2371。
エロージョン(erosion)
浸食。浸食作用。
オイルシール(oil seal)
回転軸の周囲から油その他の漏れを防止するための軸封方式。リップと回転環とから構成される。Oリング、Vリングを用いる。
貫通気孔(open pore)
溶射皮膜中の気孔のうち、皮膜表面から外部に通じているもの。開口気孔ともいう。特に母材にまで達しているものに限定して貫通気孔という場合もある。
気孔率(porosity)
皮膜に対する気孔の容積百分率。
キャビテーション(cavitation)
圧力の減少により液体中に気泡の生ずる現象。ポンプの羽根車や水力タービンの翼などのように水中を高速で運動するとき、あるいは水中で超音波のような強い音波を出すときに見られる。
クロミア(chromia, chromium oxide)
酸化クロム。クロムの酸化物。
クラック(crack)
割れ、亀裂。溶射皮膜に生ずるクラックには、複数の溶射粒子を介する大きな割れと粒子内のみでとどまっている微小な亀裂とがある。
グレイアルミナ(gray alumina)
アルミナを主成分とし、チタニアを1~4wt%程度含有する材料。青みがかった灰色を呈する。
研磨(polishing, grinding)
と石またはと粒を介して材料に圧力を加え、その表面を微細に破砕しながら仕上げていく加工法。
減圧プラズマ溶射(low pressure plasma spraying)
大気圧よりも低い圧力の雰囲気中で行うプラズマ溶射。
コーティング(coating)
物体の表面を適当な材料で被覆すること。溶射もこのための技術のひとつである。
高周波誘導加熱(high frequency induction heating)
金属のような電気的良導体に高周波磁界を加えて内部に発生する渦電流や磁気ヒステリシスの損失によって発熱させる加熱方式。金属の表面焼き入れや溶解などに用いられる。
高温酸化(oxidation at high temperature)
高温下での酸化現象。
サーメット(cermet)
その組織において、セラミックスと金属あるいは合金とを組み合わせた材料。
残留応力(residual stress)
物体が外力や熱応力等の作用を受け、これらが解放された後でも物体内に潜在する応力。溶射皮膜には、溶融溶射粒子の急冷や溶射中後のワーク温度差に起因する熱応力による残留応力がある。
自溶性合金(self-fluxing alloy)
ニッケル基、ニッケル・クロム基またはコバルト基の合金に、ホウ素、ケイ素を添加した合金。溶射溶融によってピンホールの極めて少ない皮膜を得ることができる。
ジルコニア(zirconia, zirconium oxide.)
酸化ジルコニウム。ジルコニウムの酸化物。
潤滑(lubrication)
摩擦面間の摩擦を減少させること。
セラミックス(ceramics)
材料を有機材料、金属材料そして無機材料に大別したときに、固体の無機材料を一般にセラミックスと呼ぶ。主なものに酸化物、炭化物、ホウ化物そしてケイ化物などがある。
セラミック溶射(ceramic spraying)
溶射材料にセラミックスを用いて行う溶射。
ステンレス(stainless steal)
炭素鋼にクロムやニッケルを合金化させて、炭素鋼よりも耐食性および耐熱性を優れさせた鋼。組織および熱処理特性によってマルテンサイト系、フェライト系およびオーステナイト系に大別される。
絶縁(electrical insulation)
一般には電気絶縁をいう。電気が伝わらない状態または伝わりにくい状態。
耐磨耗(wear resistant)
磨耗環境下で磨耗しにくいこと、磨耗に耐えること。
耐薬品(chemical corrosion resistant)
薬品(一般には液体を指す)に対する耐食性。
耐熱(heat resistant)
熱に耐えることまたはその特性。
断熱(thermal barrier, heat insulation)
熱が伝わらない状態又は伝わりにくい状態。
WC(tungusten carbide)
炭化タングステンの略式表示。炭化タングステンそのものの代表的なものとしてはW2CとWCとが古くから知られている。
大気圧プラズマ溶射(atmospheric plasma spraying)
大気(圧)中で行うプラズマ溶射。
チタニア(titania, titanium oxide)
酸化チタン。チタンの酸化物。
超硬合金(super hard alloy)
溶融点の高い金属例えばW、TiあるいはNb等の、炭化物、窒化物またはホウ化物の粉体を、金属を結合材として高温で焼結した材料。結合材としてはNiやCo等が用いられる。
電磁波(electromagnetic wave)
振動電場が磁場を伴って波動として空間を伝搬する現象をいい、挙動はマックスウェルの式で表される。周波数によってその性質が異なり、それぞれ名称が付けられている。UHF(300~3000MHz)やVHF(30~300MHz)などがおなじみ。
TBC(thermal barrier coating)
断熱を目的とするコーティングまたはその皮膜。
銅箔(copper foil)
銅の箔。導電性や色彩を利用して、回路基板や装飾に利用される。古くは打ち出しによって製造していたが近年は電析による。
耐磨耗(wear resistant)
磨耗環境下で磨耗しにくいこと、磨耗に耐えること。
耐薬品(chemical corrosion resistant)
薬品(一般には液体を指す)に対する耐食性。
耐熱(heat resistant)
熱に耐えることまたはその特性。
断熱(thermal barrier, heat insulation)
熱が伝わらない状態又は伝わりにくい状態。
WC(tungusten carbide)
炭化タングステンの略式表示。炭化タングステンそのものの代表的なものとしてはW2CとWCとが古くから知られている。
大気圧プラズマ溶射(atmospheric plasma spraying)
大気(圧)中で行うプラズマ溶射。
チタニア(titania, titanium oxide)
酸化チタン。チタンの酸化物。
超硬合金(super hard alloy)
溶融点の高い金属例えばW、TiあるいはNb等の、炭化物、窒化物またはホウ化物の粉体を、金属を結合材として高温で焼結した材料。結合材としてはNiやCo等が用いられる。
電磁波(electromagnetic wave)
振動電場が磁場を伴って波動として空間を伝搬する現象をいい、挙動はマックスウェルの式で表される。周波数によってその性質が異なり、それぞれ名称が付けられている。UHF(300~3000MHz)やVHF(30~300MHz)などがおなじみ。
TBC(thermal barrier coating)
断熱を目的とするコーティングまたはその皮膜。
銅箔(copper foil)
銅の箔。導電性や色彩を利用して、回路基板や装飾に利用される。古くは打ち出しによって製造していたが近年は電析による。
非粘着(cohesion prevention)
粘着しないことまたは粘着しにくいこと。
表面改質(surface improvement)
ただ表面を保護するだけでなく、母材には無い優れた機能を付与する表面処理。
表面処理(surface treatment)
材料表面に対してある目的をもって行われる加工処理。
フレッティング磨耗(fretting wear)
接触面における微小な往復滑りあるいは振動摩擦の繰り返しが主因となる磨耗形態。
封孔剤(sealer)
溶射皮膜の開口気孔に浸透し、これを密閉する材料。エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、シリコン系樹脂などがよく用いられる。
不動態(passive state)
金属がその表面にうすい酸化皮膜を生成して、これによって化学反応性を失った状態。ステンレス鋼の耐食性はこれによる。
ブラスト(abrasive blasting)
圧縮空気流や遠心力などを用いてブラスト材を母材の表面に衝突させて、その表面を粗面化、清浄化、活性化させること。
プラズマ溶射(plasma spraying)
プラズマを熱源として行う溶射の総称。
摩擦係数(coefficient of friction)
2物体間の接触面に作用する摩擦力と抗力との比をいう。滑りやすさまたは滑りにくさの指標として用いられることが多い。
メテコ(Metco)
溶射機と溶射材料のメーカー名。現、スルザー・メテコ社。一部に、材料型番の表示に用いられる。
溶射(thermal spraying)
燃焼又は電気エネルギーを用いて溶射材料を加熱し、溶融又はそれに近い状態にした粒子を母材に吹き付けて皮膜を形成すること。
溶射材料供給メーカー(supplyer of thermalspray material)
特に溶射用に調整した材料を製造、供給する業者。
硫酸銅(copper sulfate)
銅の硫酸塩。Cu2SO4、CuSO4。五水塩としてCuSO4・5H2Oがよく知られており、一般に硫酸銅と言えばこれを指す。青色、透明の結晶で水に溶ける。水溶液は加水分解して弱酸性を呈する。


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