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電動機(Electric motor),又稱為馬達電動馬達,是一種將電能轉化成機械能,並可再使用機械能產生動能,用來驅動其他裝置的電氣設備。

電動機種類非常繁多,但可大致分為交流電動機直流電動機以用於不同的場合。

目錄

[隱藏]

[編輯] 交流馬達與直流馬達比較

  • 直流電動機(DC Motor)的好處為在控速方面比較簡單,只須控制電壓大小已可控制共轉速,但此類電動機不宜在高溫、易燃等環境下操作,而且由於電動機中需要以碳刷作為電流變換器(Commutator)的部件(有刷馬達),所以需要定期清理炭刷磨擦所產生的污物。無碳刷之馬達稱為無刷馬達,相對於有刷,無刷馬達因為少了碳刷與軸的摩擦因此較省電也比較安靜。製作難度較高、價格也較高。
  • 交流電動機(AC Motor)則可以在高溫、易燃等環境下操作,而且不用定期清理碳刷的污物,但在控速上比較困難,因為控制交流電動機轉速須要控制交流電的頻率(或使用感應馬達,用增加內部阻力的方式,在相同交流電的頻率下降低電動機轉速),控制其電壓只會影響電動機的扭力。一般民用馬達之電壓有 110V和220V等兩種,在工業應用還有380V或440V等型態。

[編輯] 原理

  • 馬達的旋轉原理的依據為佛來明左手定則,當一導線置放於磁場內,若導線通上電流,則導線會切割磁場線使導線產生移動。
  • 電流進入線圈產生磁場,利用電流的磁效應,使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置,可以將電能轉換成力學能
  • 與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力
  • 直流馬達的原理是定子不動,轉子依交互作用所產生作用力的方向運動。
  • 交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電,產生旋轉磁場,旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動

以下為直流電動機的工作原理圖:

此為一個簡單的直流電(D.C.)電動機。當線圈通電後,轉子周圍產生磁場,轉子的左側被推離左側的磁鐵,並被吸引到右側,從而產生轉動。

轉子依靠慣性繼續轉動。

當轉子運行至水平位置時電流變換器將線圈的電流方向逆轉,線圈所產生的磁場亦同時逆轉,使這一過程得以重複。

直流馬達的基本構造包括「電樞」、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。

  1. 電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。
  2. 場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。
  3. 集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環,隨線圈轉動,可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈(180度),線圈上的電流方向就改變一次。
  4. 電刷:通常使用製成,集電環接觸固定位置的電刷,用以接至電源。

[編輯] 基本構造

電動機的種類很多,以基本結構來說,其組成主要由定子(Stator)和轉子(Rotor)所構成。

定子在空間中靜止不動,轉子則可繞軸轉動,由軸承支撐。

定子與轉子之間會有一定空氣間隙,以確保轉子能自由轉動。

定子與轉子繞上線圈,通上電流產生磁場,就成為電磁鐵,定子和轉子其中之一亦可為永久磁鐵

[編輯] 發展歷史

[編輯] 應用發展

以下皆以馬達稱呼

  • 依使用電源分類:

名稱
特性

直流馬達
(DC motor)
使用永久磁鐵或電磁鐵、電刷、整流子等元件,電刷和整流子將外部所供應的直流電源,持續地供應給轉子的線圈,並適時地改變電流的方向,使轉子能依同一方向持續旋轉。

交流馬達
(AC motor)
將交流電通過馬達的定子線圈,設計讓周圍磁場在不同時間、不同的位置推動轉子,使其持續運轉

*脈衝馬達
電源經過數位IC晶片處理,變成脈衝電流以控制馬達,步進馬達就是脈衝馬達的一種。

  • 依構造分類(直流與交流電源皆有):

名稱
特性

同步馬達
(synchronous motor)
特點是恆速不變與不需要調速,起動轉矩小,且當馬達達到運轉速度時,轉速穩定,效率高。

非同步馬達
(induction motor)

感應馬達
特點是構造簡單耐用,且可使用電阻或電容調整轉速與正反轉,典型應用是風扇壓縮機冷氣機

*可逆馬達
基本上與感應馬達構造與特性相同,特點是是於馬達尾部內藏簡易的剎車機構(摩擦剎車),其目的為了藉由加入摩擦負載,以達到瞬間可逆的特性,並可減少感應馬達因作用力產生的過轉量。

步進馬達
(stepping motor)
特點是脈衝馬達的一種,以一定角度逐步轉動的馬達,因採用開迴路(Open

Loop)控制方式處理,因此不需要位置檢出和速度檢出的回授裝置,就能達成精確的位置和速度控制,且穩定性佳。

伺服馬達
(servo motor)
特點是具有轉速控制精確穩定、加速和減速反應快、動作迅速(快速反轉、迅速加速)、小型質輕、輸出功率大(即功率密度高)、效率高等特點,廣泛應用於位置和速度控制上。

線性馬達
(linear motor)
具有長行程的驅動並能表現高精密定位能力。

其他
旋轉換流機(Rotary Converter)、旋轉放大機(Rotating Amplifier)等

[編輯] 用途

典型的感應電動機,應用非常廣泛

電動用途眾多,大至重型工業,小至小型玩具都有其蹤跡。在不同的環境下都會選擇不同類型的電動機,以下是一些例子:

民生用品

工業與商業用途

[編輯] 附加資料

  • 電動機與發電機原理基本一樣,分別在能量轉化的方向不同,發電機是藉由負載(如水力、風力)將機械能、動能轉為電能,若沒有負載,發電機不會有電流流出。
  • 電動機和電力電子、微控器配合已形成一新學門,稱為電動機控制
  • 在使用馬達前需先了解其使用的電源是直流電還是交流電,如果是交流電,還需知道它是三相還是單相的交流電,接錯電源會導致不必要的損失和危險。
  • 馬達轉動後若沒有接負載或負載很輕使得馬達轉速快,則感應電動勢較強,此時馬達兩端電壓為,電源提供電壓減去感應電壓,因此電流減弱。

若馬達的負載很重,轉速慢則相對感應電動勢較小,也因此電源需提供較大電流(功率)以對應所需的較大功率來輸出/作功。

[編輯] 術語
  • 輸出:指馬達在單位時間內可進行的工作,並依馬達的運轉速度及轉矩來決定。
    • 額定輸出:馬達在額定電壓,額定頻率下能發揮其最優良特性,並同時連續產生的各種能量輸出,如運轉速度或轉矩等數值。

通常馬達銘牌上會表示額定輸出之數值。亞洲通常以瓦特(W)為單位,歐美則使用馬力(HP)。

    • 額定功率(容量):額定輸出之功率(瓦特)。
    • 馬力:馬達輸出功率的單位之一為馬力(Horse power,簡稱HP),1馬力(HP)=746瓦特(Watts)
  • 額定電壓:使用時所能容許的輸入電壓,使用超過此額定電壓時,通常馬達仍可運轉,但其電容器之使用壽命會顯著縮短,甚至長久運轉後產生高熱而燒毀。使用單位以V(伏特)表示。
  • 轉矩
    • 啟動轉矩:指馬達請動時瞬間產生的轉矩,馬達若受比此一轉矩更大的摩擦抑止負載,則馬達將無法啟動。也稱為起始轉矩
    • 停止轉矩:指馬達在一定電壓、一定頻率下所能輸出之最大轉矩,一旦所承載之負載超越此轉矩範圍,馬達隨即停止。
    • 額定轉矩:指馬達在額定電壓、額定頻率下可連續產生額定輸出時的轉矩。即為額定運轉速度時候所產生的轉矩。
  • 轉速
    • 額定運轉速度:指馬達做額定輸出時的運轉速度,為馬達在無故障下使用之理想的運轉速度。
    • 無附載運轉速度:指馬達在無負載狀態下的運轉速度。
    • CW/CCW:指馬達的運轉方向。CW為從出力軸端看之順時針方向,而CCW則為逆時針方向之運轉。

[編輯] 故障判別級處理方法

故障徵狀
故障原因
處理方式

電動機無法啟動,但用手動後可以運轉。
1.離心開關接觸不良。
2.啟動線圈短路或連接不良。
1.更換離心開關或用砂紙磨其接頭。
2.檢查氣動線圈是否斷裂。

電動機無法啟動,用手動後同樣無法運轉。
1.沒有電源。
2.電路斷線。
3.運轉線圈斷線。
4.轉軸彎曲。
5.轉子與定子接觸。
1.檢查電源。
2.檢查電路。
3.修理運轉線圈。
4.調整或更換轉軸。
5.更換軸承。

轉速慢於正常轉速。
1.電源電壓太低。
2.軸承太緊,或負載太大。
1.檢查電源電壓是否正常供應。
2.更換軸承,減輕負擔。

過熱。
1.過載。
2.線圈短路。
3.線圈接地。
4.運轉線圈與啟動線圈間短路。
5.軸承磨損嚴重。
1.減輕負擔。
2.檢查短路點再加以絕緣。
3.將接地點隔離。
4.檢查短路點再加以絕緣。
5.更換軸承。

 

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伺服機構(servomechanism)係指經由閉迴路控制方式達到一個機械系統位置、速度、或加速度控制的系統。

目錄

[隱藏]

[編輯] 發展歷史

伺服機構理論(servomechansim theory)起源於二次世界大戰期間,美軍為了發展具有自動控制功能的雷達追蹤系統,委託了麻省理工學院發展控制機械系統的閉迴路控制技術,以強化巡弋飛彈等導向武器精準度,此一發展奠定了後來伺服機構理論的基礎。而微處理器積體電路的不斷進化,不僅帶動了資訊產業的發展,也間接帶動了伺服驅動技術的發展。

[編輯] 構造

  • 一個伺服系統的構成通常包含受控體(plant)、致動器(actuator)、傳感器(sensor)、控制器(controller)等幾個部分。
  • 受控體係指被控制的物件,例如一格機械手臂,或是一個機械工作平台。

致動器的功能在於主要提供受控體的動力,可能以氣壓、油壓、或是電力驅動的方式呈現,若是採用油壓驅動方式,則為油壓伺服系統。

  • 目前絕大多數的伺服系統採用電力驅動方式,致動器包含了馬達與功率放大器,例如應用於伺服系統的特別設計馬達稱之為伺服馬達(servo motor),其裝置內含位置回授裝置,如光電編碼器(optical encoder)或是解角器(resolver)。
  • 一個傳統伺服機構系統的組成,伺服驅動器主要包含功率放大器與伺服控制器。
  • 以伺服馬達為例,其伺服控制器通常包含速度控制器與扭矩控制器,馬達通常提供類比式的速度回授信號,控制界面採用±10V的類比訊號,經由外迴路的類比命令,可直接控制馬達的轉速或扭矩。採用這種伺服驅動器,通常必須再加上一個位置控制器(position controller),才能完成位置控制。
  • 目前主要應用於工業界的伺服馬達包括直流伺服馬達、永磁交流伺服馬達、與感應交流伺服馬達,其中又以永磁交流伺服馬達佔絕大多數。控制器的功能在於提供整個伺服系統的閉路控制,如扭矩控制、速度控制、與位置控制等。
  • 目前一般工業用伺服驅動器(servo drive)通常包含了控制器與功率放大器。
  • 伺服驅動器包含了伺服控制器與功率放大器,伺服馬達提供解析度的光電編碼器回授信號。

[編輯] 伺服系統整合技術的本質

伺服系統具有綜效技術(synergy technology)的本質。伺服系統設計必須整合多項關鍵技術,如自動控制、運動控制、數位控制、馬達控制、電力電子、微處理器軟硬體設計等等,伺服系統設計工程師必須針對系統的應用需求,整合多項不同的技術,而此一系統整合的特質,會隨著微電子技術的進展,更明顯的以『即時多工韌體控制技術』的方式呈現。

[編輯] 多軸運動控制系統

精密伺服系統多應用於多軸運動控制系統,如工業機器人工具機、電子零件組裝系統、PCB自動外掛程式機、PCB鑽孔機等等。

工 作物件的位置控制可藉由平台的移動來達成,平台位置的偵測有兩種方式,一種是藉由伺服馬達本身所安裝的光電編碼器,由於是以間接的方式回授工作物件的位 置,再藉由閉迴路控制達到位置控制的目的,因此也稱之為間接位置控制(indirect position control)。 另一種方式是直接將位置感測元件安裝在平台上,如光學尺、雷射位置感測計等等,直接回授工作物件的位置,再藉由閉迴路控制達到位置控制的目的,稱之為直接 位置控制(direct position control)。 一個多軸運動控制系統由高階的運動控制器(motion controller)與低階的伺服驅動器(servo drive)所組成,運動控制器負責運動控制命令解碼、各個位置控制軸彼此間的相對運動、加減速輪廓控制等等,其主要關鍵在於降低整體系統運動控制的路徑 誤差;伺服驅動器負責伺服馬達的位置控制,主要關鍵在於降低伺服軸的追隨誤差。 一個雙軸運動控制系統在一般的情況下x-軸與y-軸的動態響應特性會有相當大的差異,在高速輪廓控制時(contouring control),會造成顯著的誤差,因此必須設計一個運動控制器以整體考量的觀點解決此一問題。

[編輯] 網路分散式伺服系統

隨著網路通訊技術的進步,採用即時網路通訊技術的伺服系統也隨之發展,利用SERCOS即時通訊網路技術(real-time network communication)所發展的網路控制分散式伺服系統,目前已有多種採用不同通訊協定的分散式運動控制系統,如SERCOS、Real-Time Ethernet、Real-Time CAN bus。 應用高速網路技術於分散式伺服系統有許多優點,諸如更靈活的系統應用、更佳的系統整合控制效果等等。

[編輯] 環狀多迴路控制架構

一個實際的伺服系統通常採用環狀多迴路控制架構。此種控制架構,具有先天的解耦控制效果,可以分層負責的完成一個伺服系統中所需要的位置、速度、加速度控制。

[編輯] 數位伺服控制技術

隨著高性能微處理器、數位信號處理器的發展,數位伺服控制技術已成為工業伺服系統的主流。

[編輯] DSP數位伺服控制技術的發展

數字信號處理器(DSP)可視為一個具有強大計算能力的微處理器,舉凡微處理器可以應用的場合,如需要更快速的計算能力,則可考慮使用DSP。但值得注意的是,單晶片微控器(microcontroller)已廣泛應用於工業控制領域,其關鍵主要在於完整的I/O界面,而一般的DSP並不具備這些功能。但近年來,已發展出特別針對伺服馬達控制的單晶片DSP控制器,例如德州儀器的TMS320F24xx、TMS320F2812等等,不僅計算性能強大、具備馬達控制所需要的I/O界面,同時價格也相當便宜,因此直接帶動了以DSP為核心的DSP數位馬達控制技術的發展。

[編輯] 電腦輔助伺服系統設計

由於伺服系統設計包含多項不同技術的整合,也使得其設計過程顯得更為複雜。因此利用電腦輔助設計與即時線上控制模擬成為現代伺服系統設計重要的方法。

[編輯] 實務問題

一個現代的伺服系統的設計包含了機械設計、馬達控制、電力電子、伺服控制、運動控制、程式設計、網路通訊協定、雜訊防制、實務應用等技術與經驗,其核心技術在於整合微電子與電力電子技術實現伺服控制技術。

一些重要的實務設計考量包括:

  • 高解析度光電編碼器的介面電路設計
  • 如何從增量回授信號計算轉速?
  • 伺服系統的頻寬要求
  • 功率放大器電壓輸出與電流輸出對伺服系統頻寬所造成的限制
  • 數位伺服系統採用定點或是浮點運算?
  • 控制迴路取樣頻率的選擇?
  • 電流回授信號的的取樣方式與ADC轉換器(analog-to-digital converter)的解析度要求為何?

[編輯] 未來發展

任何會動的東西都需要控制,電力驅動仍將是未來主要的驅動方式,隨著微機電系統、電力電子、網路通訊技術的發展,各種形式的微小馬達將可以經由有線的、無線的、電力線的網路通訊技術予以連接,伺服技術將進一步結合微電子與電力電子技術以韌體控制的方式呈現,伺服技術的發展也將朝向單晶片控制、智慧控制、網路連線的方向發展,未來智慧型電子寵物、家庭機器人的市場需求,將進一步促進伺服技術的發展,具有網路介面智慧型伺服控制晶片是一個值得投入研發的領域。

 

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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.

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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碧威-火山-a5dm

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Kulskruv (även kallad kulmutter med spindel), en kulskruv fungerar enligt samma princip som en mutter monterad på en gängstav. Snurrar man på gängstaven samtidigt som man håller i muttern kommer denna att förflytta sig i gängstavens förlängning. Då gängstaven är fast monterad och muttern kan löpa fritt i höjdled utan att rotera kan rörelsen och funktionen liknas med en hydraulcylinder om man fäster apparatur på muttern. Vill man förflytta någonting i någon ledd utan att använda hydraulik, och samtidigt uppnå mycket god precision är kulskruven ett bra alternativ.

Till skillnad från en mutter monterad på en gängstav är friktionen mellan gänga och mutter nära 0.2% vilket är avsevärt lägre. Detta uppnås genom ett kullager mellan mutter och gänga. Detta sker genom att kulor av samma sort som i kullager matas in mellan mutterns och gängstavens gänga. En matarbana ser till att kulorna som "trillar ut" bakom muttern matas in framför muttern igen. På så sätt bibehålls ett lager kulor mellan mutter och gänga.

Exempel på användningsområde [redigera]

Främst används kulskruvar till verktygsmaskiner, såsom fräsar och svarvar. Detta för att kulskruvarna oftast har en mycket exakt stigning (rörelse per varv) samt att de är glappfria.

Flygplan brukar vara utrustade med kulskruvar för att justera rodrerna.

Aktuatorer av högre kvalitet förses ofta med kulskruvar eftersom låg friktion gör att mindre motorer kan användas.

Vissa hissar är utrustade med kulskruv för att lyfta hissen upp och ned i hisschaktet [källa behövs].

Annars är kulskruvar väldigt ovanliga i vanliga konsumentprodukter, detta beror på det höga priset.

Vanliga matarskruvar kan göras glappfria och exakta, men det sker då på en bekostnad av ökad friktion.

Hämtad från "http://sv.wikipedia.org/wiki/Kulskruv"

 

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複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電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 users demand. 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 steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(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. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS 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

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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

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碧威-隕石-海報版-測試用

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У этого термина существуют и другие значения, см. Винт.

Шариковинтовая передача, с разобранным возвратным каналом

Винтовая передача скольжения

Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращающее движение в осевое. В общем случае она состоит из винта и гайки.

Винтовые передачи делятся:

  • передачи скольжения;
  • передачи качения;
    • шарико винтовые передачи качения (ШВП);
    • ролико винтовые передачи качения.

Передаточное отношение (i\,\!) равно:

i=\left(\frac{\Pi d}{P_1}\right)

где d\,\! — диаметр окружности, по которой перемещается точка приложения силы; P_1\,\! — ход винта.

Ход винта равен:

P_1=P\times n

где P\,\! — шаг резьбы; n\,\! — число заходов резьбы.

[править] Cм. также

и и иим

[править] Ссылки

Шариковые винтовые передачи, «Микрон»

Шарико-винтовые пары, Berg AB

Прецизионные, высокоскоростные ШВП, THK

[править] Литература

  1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник.. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.
  2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин.. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5
  3. Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению.. — М.: Машиностроение., 1989. — С. 438-480. — 864 с. — ISBN 5-217-00403-7

Механика
Это незавершённая статья по механике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0»

 

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01-airplane航太


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Ein Kugelgewindetrieb
(KGT) ist die Gesamtheit eines Wälzschraubtriebes mit Kugeln als
Wälzkörper. Er dient zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine
Längsbewegung oder umgekehrt (Definition nach DIN 69051-1).


Im Vergleich zu konventionellen Gleitgewindetrieben, oder sogenannten Wälzschraubtrieben, ergeben sich vier Vorteile:



  • durch die Punktanlage der Kugeln wird die Antriebsleistung um 2/3 reduziert


(weniger
Reibung erzeugt weniger Wärme, ca. 50 bis 90% der eingeleiteten
Antriebsleistung wird bei Gleitgewindetrieben in Wärme umgewandelt),


  • geringerer Verschleiß der Laufbahnen,

  • Steigerung der erreichbaren Verfahrgeschwindigkeit,

  • höhere Positioniergenauigkeit.


Wirtschaftlich
betrachtet sind damit geringere Wartungskosten, geringere
Bearbeitungszeiten und niedrigere Ausschussquoten verbunden.


Inhaltsverzeichnis


[Verbergen]

Verwendung [Bearbeiten]


Das Haupteinsatzgebiet sind Werkzeugmaschinen wie z. B. Drehmaschinen,
auf denen Werkstück- bzw. Werkzeugträger positioniert werden müssen.
Das zu bewegende Teil ist meistens an der Mutter befestigt und
gleichzeitig über Linearführungen gelagert. Kugelgewindetriebe haben die früher gebräuchlichen Trapezgewindespindeln
in vielen Bereichen des Maschinenbaus fast vollständig ersetzt. Neue
Bauarten erschließen zudem weitere Einsatzgebiete, in denen bisher
meist Hydrauliksysteme Verwendung fanden wie zum Beispiel bei Pressen und Spritzgießmaschinen.


Aufbau und Funktionsweise [Bearbeiten]


Ein
Motor treibt die Spindel entweder direkt oder über Getriebe und
Riementriebe an. Zwischen Spindel und Mutter bewegen
(abwälzen/abrollen) sich in Laufrillen Kugeln, die beim Drehen der
Spindel axial wandern. Der Rückführkanal in der Spindelmutter befördert
die Kugeln wieder zurück und schließt damit den Kreislauf, in dem die
Kugeln zirkulieren.


Spindelgeometrie [Bearbeiten]

Die
umlaufenden Kugeln berühren im Idealfall (d.h. spielfrei) beide Flanken
des Gewindes an je einem Punkt (gotische Laufrille). Falls Spiel
vorhanden ist, kann nachjustiert werden.


Ein kennzeichnendes Merkmal der Kugelumlaufspindel ist ihre Steigung. Sie wird im mm angegeben und bedeutet die in Millimeter gemessene, geradeaus zurückgelegte Strecke (Hub)
der Spindelmutter pro Umdrehung der Spindel. Diese Steigung ist nicht
identisch mit der Steigung derjenigen Rampe, welche sich durch Abrollen
der Laufrille zu einer schiefen Ebene ergibt. Jene Rampensteigung ist der Quotient der beiden Katheten des Steigungsdreiecks
(Hubstrecke pro Umfang), eine dimensionslose Zahl und wird üblich in
Prozent angegeben. Die Konvention, Spindelsteigungen in Millimeter
anzugeben und damit auf Umdrehung bzw. Drehzahl statt auf den Umfang zu
normieren, erleichtert die meisten Berechnungen zur Dimensionierung
einer Maschinenachse, da ab dem Antriebsmotor in der Regel Drehzahlen
und Drehmomente übermittelt werden. Die Steigung ergibt mit der
Drehzahl im Produkt bequem den Vorschub. Allerdings spielt die
Geometrie der zur Spindel aufgerollten Rampe eine wesentliche Rolle bei
der konstruktiven Optimierung der Kugelgewindetriebe.


Kugelumlaufspindeln sollen bei hoher Präzision hohe Vorschübe unter sehr unterschiedlichen Lasten ermöglichen. Bei Kugellagern hat sich die Angabe der Abrollgeschwindigkeit
der Kugeln als Kriterium für das technisch Erreichbare bewährt. Die
technologische Grenze bei Kugellagern lag im Jahr 1996 bei rund 3000
m/min (180 km/h).


Kugelgewindetriebe erreichten diese
Geschwindigkeit zur gleichen Zeit bei Weitem noch nicht, weil man die
Spindelmutter nicht mit fest integriertem Kugelkäfig
konstruieren kann. Daher „klackern“ die Kugeln gegeneinander und gegen
die Rillen von Mutter und Spindel. Hauptsächlich durch diesen Effekt
rollt ein moderner Kugelgewindetrieb mit typisch unter 200 m/min ab.
Ein wichtiger begrenzender Faktor für den erreichbaren Vorschub ist
also die maximale Abrollgeschwindigkeit der Kugeln an der Laufrille. Um
möglichst viel dieses Potenzials für die Hubbewegung zu nutzen, werden
Hochgeschwindigkeitsspindeln mit großen Steigungen und kleinen
Durchmessern konstruiert. Neuere Entwicklungen sind Kugelgewindetriebe
mit Kugelkette,
die verhältnismäßig geräuscharm laufen, da der oben beschriebene Effekt
des „Klackerns“ bei diesen modernen Systemen stark reduziert werden
konnte.


Der Quotient aus Steigung und Umfang der Spindel
kennzeichnet die Form der Schraubenlinie durch Abbildung auf die
entsprechende, abgerollte Rampe. Dieser Quotient wird auch als Übersetzungsverhältnis
der Spindel bezeichnet. Ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 bedeutet
nach dieser Definition 100 % Steigung der Rampe. Die Steigung moderner
Hochgeschwindigkeitsspindeln beträgt ein Mehrfaches des jeweiligen
Spindeldurchmessers. Verhältnisse von 3:1 sind erst seit 1996
realisierbar. Die Begrenzung ergibt sich hier aus der Notwendigkeit,
einen Kompromiss mit der Anforderung mechanischer Stabilität zu finden:
die Spindel überträgt mit ihrer Laufrille die Kräfte. Zu dünne Spindeln
beginnen unter dem Einfluss der Radialkomponenten dieser Kräfte zu
schwingen. Für die Charakterisierung der Kräfteaufteilung werden
Steigungswinkel und Lastwinkel nach DIN
69051 angegeben. Zur Kompensation der störenden Schwingungen dünner
Hochgeschwindigkeitsspindeln können speziell abgestimmte, paarweise
eingesetzte Spindelmuttern konstruiert werden, die als
Schwingungsdämpfer funktionieren.


Maßnormen für Kugelgewindetriebe gibt es nur für die Anschlussmaße. Daher variieren die Abmessungen der Standardspindeln
führender Hersteller zum Teil erheblich. Meist sind zu jedem
angebotenen Spindeldurchmesser jeweils mehrere verschiedene Steigungen
verfügbar, allerdings in einem nicht allzu breiten Rahmen des
Verhältnisses Steigung zu Durchmesser.


Das Standardsortiment am Markt reicht von sogenannten Miniaturkugelgewindetrieben,
deren Spindelsteigungen im Bereich von 1 bis 16 mm bei
Spindeldurchmesser zwischen 6 und 20 mm liegen, bis hin zu
Gewindetrieben mit Steigungen von 50 mm und Durchmessern bis zu 125 mm.
Spindellängen werden je nach Typ zwischen einigen Zentimetern bis hin
zu mehreren Metern angeboten. Häufig werden von den Herstellern auch
standardisierte Spindelendenbearbeitungen zur Lagerung der Spindeln und zur Verbindung mit dem Antriebsmotor angeboten.


Muttergeometrie [Bearbeiten]



Aufbau der Mutter eines Kugelgewindetriebes


Zur Geometrie der Mutter lese man den Artikel zur Kugelumlaufmutter.


Spiel und Vorspannung [Bearbeiten]

Um das Spiel zwischen Spindel
und Mutter auf nur wenige µm zu reduzieren oder vollkommen zu
eliminieren, stehen verschiedene Möglichkeiten der Vorspannung zur
Auswahl. Häufig werden zwei Gewindemuttern gegeneinander verspannt.


Weitere Methoden zur Erzeugung der Vorspannung sind:



  • das
    gezielte "Einfüllen" von Kugeln mit definiertem Durchmesser. Hierdurch
    wird die Mutter-/ Spindelpaarung entweder fester oder loser verspannt
    (man beachte: Die Kugeln sind nie größer als die Laufrille)



  • in der Mitte der Mutter wird absichtlich ein Steigungsversatz (Pitch-Shift) eingearbeitet.


Beanspruchung [Bearbeiten]

Kugelgewindetriebe können je nach Spindeldurchmesser und Spindelsteigung dynamische Lasten zwischen wenigen Kilonewton (kN) bis in den dreistelligen kN-Bereich aufnehmen.


Die höhere Rollreibung durch Vorspannung erzeugt bei hohen Drehzahlen (z. B. Bewegung einer Maschine im Eilgang) viel Wärme, welche aufgrund der Längenausdehnung der Spindel die Präzision
der betroffenen Maschinenachse beeinträchtigt. Hohe axiale Kräfte sowie
schnelle Drehzahlen der Spindel üben außerdem starke Belastungen auf
Gewindegang und Kugel aus. Unter Belastung erhöht ein Reiben der Kugeln
aneinander das zur Bewegung nötige Drehmoment und verursacht Verschleiß. Übermäßiger Erwärmung kann mit hohlen Gewindespindeln, durch die eine Kühlflüssigkeit fließt, entgegengewirkt werden.


Verschleißminderung [Bearbeiten]

Durch
passende Herstellungsverfahren und Konstruktion der Bauteile kann den
verschiedenen Arten der Beanspruchung mehr oder weniger Rechnung
getragen werden.


Zwischen zwei normale, tragende Kugeln kann jeweils eine um wenige Mikrometer
kleinere Distanzkugel eingesetzt werden. Diese Distanzkugeln üben
keinen Druck auf die Gewindeflanken aus und unterliegen daher nicht dem
Zwang mitzulaufen, sondern werden von den tragenden Kugeln entgegen der
eigentlichen Drehrichtung bewegt. Dieses Verfahren zur Verringerung des
Verschleißes stellt allerdings nur einen Kompromiss dar, denn das
Fehlen tragender Kugeln vermindert die axiale Belastbarkeit des
Gesamtsystems.


Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Reibung zwischen den Kugeln bieten Kugelkäfige
aus Kunststoff, deren Realisierung jedoch sehr teuer ist, weswegen sie
meist nur bei Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieben eingesetzt
werden.


Herstellung [Bearbeiten]


Übliche Verfahren zum Einbringen der Laufrillen in die Gewindespindel sind Gewindewirbeln, Rollen und Schleifen. Sowohl die Kugel als auch die Oberfläche der Laufrille ist zumeist gehärtet, wobei die Laufrille für schnell drehende Spindeln oft beschichtet wird.


Vergleich von Kugelgewindetrieb und Trapezgewindespindel [Bearbeiten]



  • Der Kugelgewindetrieb kann gegenüber der Trapezgewindespindel mit wesentlich geringerem Spiel eingestellt werden ("spielfrei"), weist daher einen entscheidend kleineren Losefehler auf und ist als Antriebskomponente daher präziser.

  • Zugleich wirkt beim Kugelgewindetrieb eine deutlich kleinere Reibung,
    obwohl für Führungen allgemein Reibung und Spiel reziproke
    Eigenschaften darstellen. Über Energieverbrauch und
    Verschleißkalkulation resultieren beim Einsatz des Kugelgewindetriebs
    für die meisten Konstruktionen daher relevante Einsparungen.

  • Der
    zweite Nutzen aus der geringen Reibung der Kugelumlaufspindel ist die
    massiv reduzierte Wärmeentwicklung gegenüber der Trapezgewindespindel
    beim Abarbeiten vergleichbarer Aufgaben. Dies erhöht die Präzision
    einer entsprechend ausgestatteten Maschinenachse.

  • Schließlich vermittelt die geringe Reibung der Kugelumlaufspindel eine Leichtgängigkeit mit ganz geringem Losbrechmoment und daraus resultierend sehr geringem Stick-Slip-Effekt. Auch dies verbessert unmittelbar die Präzision und die absolute Genauigkeit einer Maschinenachse.

  • Die
    Effekte erlauben in ihrer Summe, dass der Kugelgewindetrieb seiner
    Maschinenachse bei heutigen Stand der Technik (2007) sehr hohe Vorschübe
    bis 200 m/min vermitteln kann. Dies reduziert Fertigungszeiten und
    Produktionskosten, eröffnet aber zudem auch den Weg zu neuen
    Technologien der Materialbearbeitung.


Weiterentwicklungen [Bearbeiten]


Adaptronischer Kugelgewindetrieb [Bearbeiten]

Bei
modernen, adaptronischen Kugelgewindetrieben variieren zwischen den
Muttern eingebaute Aktorelemente die Vorspannung und wirken so der
Wärmeentwicklung entgegen und vermindern Schwingungen.


Weiterhin dämpfen keramische Elemente im Trieb bei hoher dynamischer Belastung die Stöße und tragen damit zur Positioniergenauigkeit bei.


Rollengewindetriebe [Bearbeiten]

Eine Weiterentwicklung der Kugelgewindetriebe sind sogenannte Rollengewindetriebe, die als Rollengewindetriebe mit Rollenrückführung oder als Planetenrollengewindetriebe ausgeführt sein können.


Kugel- oder Rollengewindetriebe ihrerseits wiederum sind Komponenten sogenannter Aktoren, die in der Antriebstechnik weit verbreitet sind.


Siehe auch [Bearbeiten]



 


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Ein Kugelgewindetrieb (KGT) ist die Gesamtheit eines Wälzschraubtriebes mit Kugeln als Wälzkörper. Er dient zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt (Definition nach DIN 69051-1).

Im Vergleich zu konventionellen Gleitgewindetrieben, oder sogenannten Wälzschraubtrieben, ergeben sich vier Vorteile:

  • durch die Punktanlage der Kugeln wird die Antriebsleistung um 2/3 reduziert
(weniger Reibung erzeugt weniger Wärme, ca. 50 bis 90% der eingeleiteten Antriebsleistung wird bei Gleitgewindetrieben in Wärme umgewandelt),
  • geringerer Verschleiß der Laufbahnen,
  • Steigerung der erreichbaren Verfahrgeschwindigkeit,
  • höhere Positioniergenauigkeit.

Wirtschaftlich betrachtet sind damit geringere Wartungskosten, geringere Bearbeitungszeiten und niedrigere Ausschussquoten verbunden.

Inhaltsverzeichnis

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Verwendung [Bearbeiten]

Das Haupteinsatzgebiet sind Werkzeugmaschinen wie z. B. Drehmaschinen, auf denen Werkstück- bzw. Werkzeugträger positioniert werden müssen. Das zu bewegende Teil ist meistens an der Mutter befestigt und gleichzeitig über Linearführungen gelagert. Kugelgewindetriebe haben die früher gebräuchlichen Trapezgewindespindeln in vielen Bereichen des Maschinenbaus fast vollständig ersetzt. Neue Bauarten erschließen zudem weitere Einsatzgebiete, in denen bisher meist Hydrauliksysteme Verwendung fanden wie zum Beispiel bei Pressen und Spritzgießmaschinen.

Aufbau und Funktionsweise [Bearbeiten]

Ein Motor treibt die Spindel entweder direkt oder über Getriebe und Riementriebe an. Zwischen Spindel und Mutter bewegen (abwälzen/abrollen) sich in Laufrillen Kugeln, die beim Drehen der Spindel axial wandern. Der Rückführkanal in der Spindelmutter befördert die Kugeln wieder zurück und schließt damit den Kreislauf, in dem die Kugeln zirkulieren.

Spindelgeometrie [Bearbeiten]

Die umlaufenden Kugeln berühren im Idealfall (d.h. spielfrei) beide Flanken des Gewindes an je einem Punkt (gotische Laufrille). Falls Spiel vorhanden ist, kann nachjustiert werden.

Ein kennzeichnendes Merkmal der Kugelumlaufspindel ist ihre Steigung. Sie wird im mm angegeben und bedeutet die in Millimeter gemessene, geradeaus zurückgelegte Strecke (Hub) der Spindelmutter pro Umdrehung der Spindel. Diese Steigung ist nicht identisch mit der Steigung derjenigen Rampe, welche sich durch Abrollen der Laufrille zu einer schiefen Ebene ergibt. Jene Rampensteigung ist der Quotient der beiden Katheten des Steigungsdreiecks (Hubstrecke pro Umfang), eine dimensionslose Zahl und wird üblich in Prozent angegeben. Die Konvention, Spindelsteigungen in Millimeter anzugeben und damit auf Umdrehung bzw. Drehzahl statt auf den Umfang zu normieren, erleichtert die meisten Berechnungen zur Dimensionierung einer Maschinenachse, da ab dem Antriebsmotor in der Regel Drehzahlen und Drehmomente übermittelt werden. Die Steigung ergibt mit der Drehzahl im Produkt bequem den Vorschub. Allerdings spielt die Geometrie der zur Spindel aufgerollten Rampe eine wesentliche Rolle bei der konstruktiven Optimierung der Kugelgewindetriebe.

Kugelumlaufspindeln sollen bei hoher Präzision hohe Vorschübe unter sehr unterschiedlichen Lasten ermöglichen. Bei Kugellagern hat sich die Angabe der Abrollgeschwindigkeit der Kugeln als Kriterium für das technisch Erreichbare bewährt. Die technologische Grenze bei Kugellagern lag im Jahr 1996 bei rund 3000 m/min (180 km/h).

Kugelgewindetriebe erreichten diese Geschwindigkeit zur gleichen Zeit bei Weitem noch nicht, weil man die Spindelmutter nicht mit fest integriertem Kugelkäfig konstruieren kann. Daher „klackern“ die Kugeln gegeneinander und gegen die Rillen von Mutter und Spindel. Hauptsächlich durch diesen Effekt rollt ein moderner Kugelgewindetrieb mit typisch unter 200 m/min ab. Ein wichtiger begrenzender Faktor für den erreichbaren Vorschub ist also die maximale Abrollgeschwindigkeit der Kugeln an der Laufrille. Um möglichst viel dieses Potenzials für die Hubbewegung zu nutzen, werden Hochgeschwindigkeitsspindeln mit großen Steigungen und kleinen Durchmessern konstruiert. Neuere Entwicklungen sind Kugelgewindetriebe mit Kugelkette, die verhältnismäßig geräuscharm laufen, da der oben beschriebene Effekt des „Klackerns“ bei diesen modernen Systemen stark reduziert werden konnte.

Der Quotient aus Steigung und Umfang der Spindel kennzeichnet die Form der Schraubenlinie durch Abbildung auf die entsprechende, abgerollte Rampe. Dieser Quotient wird auch als Übersetzungsverhältnis der Spindel bezeichnet. Ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 bedeutet nach dieser Definition 100 % Steigung der Rampe. Die Steigung moderner Hochgeschwindigkeitsspindeln beträgt ein Mehrfaches des jeweiligen Spindeldurchmessers. Verhältnisse von 3:1 sind erst seit 1996 realisierbar. Die Begrenzung ergibt sich hier aus der Notwendigkeit, einen Kompromiss mit der Anforderung mechanischer Stabilität zu finden: die Spindel überträgt mit ihrer Laufrille die Kräfte. Zu dünne Spindeln beginnen unter dem Einfluss der Radialkomponenten dieser Kräfte zu schwingen. Für die Charakterisierung der Kräfteaufteilung werden Steigungswinkel und Lastwinkel nach DIN 69051 angegeben. Zur Kompensation der störenden Schwingungen dünner Hochgeschwindigkeitsspindeln können speziell abgestimmte, paarweise eingesetzte Spindelmuttern konstruiert werden, die als Schwingungsdämpfer funktionieren.

Maßnormen für Kugelgewindetriebe gibt es nur für die Anschlussmaße. Daher variieren die Abmessungen der Standardspindeln führender Hersteller zum Teil erheblich. Meist sind zu jedem angebotenen Spindeldurchmesser jeweils mehrere verschiedene Steigungen verfügbar, allerdings in einem nicht allzu breiten Rahmen des Verhältnisses Steigung zu Durchmesser.

Das Standardsortiment am Markt reicht von sogenannten Miniaturkugelgewindetrieben, deren Spindelsteigungen im Bereich von 1 bis 16 mm bei Spindeldurchmesser zwischen 6 und 20 mm liegen, bis hin zu Gewindetrieben mit Steigungen von 50 mm und Durchmessern bis zu 125 mm. Spindellängen werden je nach Typ zwischen einigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern angeboten. Häufig werden von den Herstellern auch standardisierte Spindelendenbearbeitungen zur Lagerung der Spindeln und zur Verbindung mit dem Antriebsmotor angeboten.

Muttergeometrie [Bearbeiten]

Aufbau der Mutter eines Kugelgewindetriebes

Zur Geometrie der Mutter lese man den Artikel zur Kugelumlaufmutter.

Spiel und Vorspannung [Bearbeiten]

Um das Spiel zwischen Spindel und Mutter auf nur wenige µm zu reduzieren oder vollkommen zu eliminieren, stehen verschiedene Möglichkeiten der Vorspannung zur Auswahl. Häufig werden zwei Gewindemuttern gegeneinander verspannt.

Weitere Methoden zur Erzeugung der Vorspannung sind:

  • das gezielte "Einfüllen" von Kugeln mit definiertem Durchmesser. Hierdurch wird die Mutter-/ Spindelpaarung entweder fester oder loser verspannt (man beachte: Die Kugeln sind nie größer als die Laufrille)
  • in der Mitte der Mutter wird absichtlich ein Steigungsversatz (Pitch-Shift) eingearbeitet.
Beanspruchung [Bearbeiten]

Kugelgewindetriebe können je nach Spindeldurchmesser und Spindelsteigung dynamische Lasten zwischen wenigen Kilonewton (kN) bis in den dreistelligen kN-Bereich aufnehmen.

Die höhere Rollreibung durch Vorspannung erzeugt bei hohen Drehzahlen (z. B. Bewegung einer Maschine im Eilgang) viel Wärme, welche aufgrund der Längenausdehnung der Spindel die Präzision der betroffenen Maschinenachse beeinträchtigt. Hohe axiale Kräfte sowie schnelle Drehzahlen der Spindel üben außerdem starke Belastungen auf Gewindegang und Kugel aus. Unter Belastung erhöht ein Reiben der Kugeln aneinander das zur Bewegung nötige Drehmoment und verursacht Verschleiß. Übermäßiger Erwärmung kann mit hohlen Gewindespindeln, durch die eine Kühlflüssigkeit fließt, entgegengewirkt werden.

Verschleißminderung [Bearbeiten]

Durch passende Herstellungsverfahren und Konstruktion der Bauteile kann den verschiedenen Arten der Beanspruchung mehr oder weniger Rechnung getragen werden.

Zwischen zwei normale, tragende Kugeln kann jeweils eine um wenige Mikrometer kleinere Distanzkugel eingesetzt werden. Diese Distanzkugeln üben keinen Druck auf die Gewindeflanken aus und unterliegen daher nicht dem Zwang mitzulaufen, sondern werden von den tragenden Kugeln entgegen der eigentlichen Drehrichtung bewegt. Dieses Verfahren zur Verringerung des Verschleißes stellt allerdings nur einen Kompromiss dar, denn das Fehlen tragender Kugeln vermindert die axiale Belastbarkeit des Gesamtsystems.

Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Reibung zwischen den Kugeln bieten Kugelkäfige aus Kunststoff, deren Realisierung jedoch sehr teuer ist, weswegen sie meist nur bei Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieben eingesetzt werden.

Herstellung [Bearbeiten]

Übliche Verfahren zum Einbringen der Laufrillen in die Gewindespindel sind Gewindewirbeln, Rollen und Schleifen. Sowohl die Kugel als auch die Oberfläche der Laufrille ist zumeist gehärtet, wobei die Laufrille für schnell drehende Spindeln oft beschichtet wird.

Vergleich von Kugelgewindetrieb und Trapezgewindespindel [Bearbeiten]

  • Der Kugelgewindetrieb kann gegenüber der Trapezgewindespindel mit wesentlich geringerem Spiel eingestellt werden ("spielfrei"), weist daher einen entscheidend kleineren Losefehler auf und ist als Antriebskomponente daher präziser.
  • Zugleich wirkt beim Kugelgewindetrieb eine deutlich kleinere Reibung, obwohl für Führungen allgemein Reibung und Spiel reziproke Eigenschaften darstellen. Über Energieverbrauch und Verschleißkalkulation resultieren beim Einsatz des Kugelgewindetriebs für die meisten Konstruktionen daher relevante Einsparungen.
  • Der zweite Nutzen aus der geringen Reibung der Kugelumlaufspindel ist die massiv reduzierte Wärmeentwicklung gegenüber der Trapezgewindespindel beim Abarbeiten vergleichbarer Aufgaben. Dies erhöht die Präzision einer entsprechend ausgestatteten Maschinenachse.
  • Schließlich vermittelt die geringe Reibung der Kugelumlaufspindel eine Leichtgängigkeit mit ganz geringem Losbrechmoment und daraus resultierend sehr geringem Stick-Slip-Effekt. Auch dies verbessert unmittelbar die Präzision und die absolute Genauigkeit einer Maschinenachse.
  • Die Effekte erlauben in ihrer Summe, dass der Kugelgewindetrieb seiner Maschinenachse bei heutigen Stand der Technik (2007) sehr hohe Vorschübe bis 200 m/min vermitteln kann. Dies reduziert Fertigungszeiten und Produktionskosten, eröffnet aber zudem auch den Weg zu neuen Technologien der Materialbearbeitung.

Weiterentwicklungen [Bearbeiten]

Adaptronischer Kugelgewindetrieb [Bearbeiten]

Bei modernen, adaptronischen Kugelgewindetrieben variieren zwischen den Muttern eingebaute Aktorelemente die Vorspannung und wirken so der Wärmeentwicklung entgegen und vermindern Schwingungen.

Weiterhin dämpfen keramische Elemente im Trieb bei hoher dynamischer Belastung die Stöße und tragen damit zur Positioniergenauigkeit bei.

Rollengewindetriebe [Bearbeiten]

Eine Weiterentwicklung der Kugelgewindetriebe sind sogenannte Rollengewindetriebe, die als Rollengewindetriebe mit Rollenrückführung oder als Planetenrollengewindetriebe ausgeführt sein können.

Kugel- oder Rollengewindetriebe ihrerseits wiederum sind Komponenten sogenannter Aktoren, die in der Antriebstechnik weit verbreitet sind.

Siehe auch [Bearbeiten]

 

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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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Se denomina husillo, a un tipo de tornillo, generalmente largo, y de gran diámetro, metálico o de madera, el material más utilizado es acero templado, utilizado para accionar los elementos de apriete tales como prensas o mordazas, así como para producir el desplazamiento lineal de los diferentes carros de fresadoras y tornos.

El tipo de rosca de los husillos es diferente a la de los tornillos normales, porque además de tener un paso muy grande su perfil puede ser:

  • Rosca redonda rectificada :con circulación de bolas utilizada en las máquinas herramientas CNC para el desplazamiento de los carros y mesas de trabajo.
  • Rosca cuadrada: utilizada para regular el apriete de elementos pequeños, tales como gatos para cambiar ruedas de automóvil, tornillos de banco, mordazas, etc. La sección del filete es cuadrada.
  • Rosca trapecial ACME es el tipo de rosca más utilizada en los husillos. En esta rosca la sección del filete es un trapecio, y se utiliza en los órganos de máquinas que tengan que soportar grandes esfuerzos, como prensas, máquinas-herramientas, etc.

Véase [editar]

Roscado

Bibliografía [editar]

  • Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.
  • Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica. Salvat Editores S.A. ISBN 84-345-4490-3.
  • Varios autores (1957). Diccionario enciclopédico abreviado. Madrid: Espasa Calpe S.A..

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Husillo"

 

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Vis sens fi, es un tipus de cargol, generalment llarg, i de gran diàmetre, metàŀlic o de fusta, el material més corrent es acer trempat, utilitzat per accionar elements de tancament com premsas o mordasses, així com per produir el desplaçament lineal dels carros de fresadoras i torns.

El tipus de rosca dels vis sens fins es diferent a la dels cargols normals, perquè a més de tenir un pas molt gran , el seu perfil pot ser:

  • Rosca rodona rectificada : amb circulació de boles emprat en les màquines eines CNC pel desplaçament dels carros i taules de treball.
  • Rosca quadrada: emprat per regular el tancament de elements petits, com gats per canviar rodes de cotxe, cargols de bancs, mordaces... La secció del filet es quadrada.

Vis sens fi de rosca trapezial

  • Rosca trapezial ACME es el tipus de rosca més utilitzat en els Visen fins. En aquesta rosca la secció del filet es un trapezi, i s'utilitza en màquines que tinguin que suportar grans esforços, com premses i màquines-eines.

Obtingut de «http://ca.wikipedia.org/wiki/Vis_sens_fi»

 

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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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A ball screw is a mechanical device for translating rotational motion to linear motion. A threaded shaft provides a spiral raceway for ball bearings which act as a precision screw. As well as being able to apply or withstand high thrust loads they can do so with minimum internal friction. They are made to close tolerances and are therefore suitable for use in situations in which high precision is necessary. The ball assembly acts as the nut while the threaded shaft is the screw.

Ball screws are used in aircraft and missiles to move control surfaces, especially for electric fly by wire. They are also used in machine tools, robots and precision assembly equipment. High precision ball screws are used in steppers for semiconductor manufacturing. Small ballscrews are often used to move the read heads of floppy discs and compact disc players.

In contrast to conventional leadscrews, ballscrews tend to be rather bulky, due to the need to have a mechanism to re-circulate the balls.

To maintain their inherent accuracy and ensure long life, great care is needed to avoid contamination with dirt and abrasive particles. This may be achieved by using rubber or leather bellows to completely or partially enclose the working surfaces. Another solution is to use a positive pressure of filtered air when they are used in a semi-sealed or open enclosure.

While reducing friction, ball screws can operate with some preload, effectively eliminating backlash (slop) between input (rotation) and output (linear motion). This feature is essential when they are used in computer-controlled motion-control systems, e.g. CNC machine tools and high precision motion applications (eg wire bonding).

Due to their low internal friction, ball screws can be back-driven (depending upon their lead angle). They are usually undesirable for hand-fed machine tools, as the stiffness of a servo motor is required to keep the cutter from grabbing the work and self feeding, that is, where the cutter and workpiece exceed the optimum feedrate and effectively jam or crash together, ruining the cutter and workpiece. Cost is also a major factor as Acme screws are cheaper to manufacture.

Low friction in ball screws yields high mechanical efficiency compared to alternatives. A typical ball screw may be 90 percent efficient, versus 50 percent efficiency of an Acme lead screw of equal size. The higher cost of ball screws may thus be offset by lower power requirements for the same net performance.

Ball screw shafts may be fabricated by rolling, yielding a less precise, but inexpensive and mechanically efficient product. Rolled ball screws have a positional precision of several thousandths of an inch per foot.

High-precision screw shafts are typically precise to one thousandth of an inch per foot or better. They have historically been machined to gross shape, case hardened and then ground. The three step process is needed because high temperature machining distorts the work-piece.[1] Hard whirling is a recent (2008) precision machining technique that minimizes heating of the work, and can produce precision screws from case-hardened bar stock.[2]

Instrument quality screw shafts are typically precise to 250 nanometers per centimeter. They are produced on precision milling machines with optical distance measuring equipment and special tooling. Similar machines are used to produce optical lenses and mirrors. Instrument screw shafts are generally made of Invar, to prevent temperature from changing tolerances too much.

Historically, the first precise screwshafts were produced by starting with a low precision screwshaft, and then lapping the shaft with several spring-loaded nut laps. By rearranging and inverting the nut laps, the lengthwise errors of the nuts and shaft were averaged. Then, the very repeatable shaft's pitch is measured against a distance standard. A similar process is sometimes used today to produce reference standard screw shafts, or master manufacturing screw shafts.

[edit] Equations

 T=\frac{Fl}{2\pi\nu}

Where T is torque applied to screw or nut, F is linear force applied, l is ball screw lead, and ν is ball screw efficiency.

[edit] See also

[edit] References

  1. ^ Schrillo Company's web site.
  2. ^ Leistritz Company's sales literature.

 

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一、 何謂薄膜技術

薄 膜技術是目前最流行的表面處理法之一,可應用於裝飾品、餐具、刀具、工具、模具、半導體元件等之表面處理,泛指在各種金屬材料、非金屬材料、超硬合金、陶 瓷材料、奈米材料及晶圓基板的表面上,成長一層同質或異質材料薄膜的製程,以期獲得美觀耐磨、耐熱、耐蝕等特性,而加以使用。依據沈積過程中,可以區分為 物理氣相沈積(Physical vapor deposition;PVD)通常稱為物理蒸鍍及化學氣相沈積(Chemical vapor deposition;CVD)通常稱為化學蒸鍍。隨著沈積技術及沈積參數差異,所形成薄膜的組織,可分為「單晶」「多晶」、或「非結晶」的結構。

二、薄膜成長機制(Thin film growth mechanism)

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圖(一)薄膜成長機制示意圖:(A)吸附;

(B)表面遷徙;(C)成核;(D)核島;

(E)薄膜成長;(F) 吸解

clip_image001薄膜的成長是一連串複雜的過程所構成的。圖(一)為薄膜成長機制的 說明圖。首先到達基板的原子必須將動量降低或發散,原子才能「吸附」(Adsorption)在基板上。這些原子會在基板表面發生化學反應並進行薄膜的表 面作擴散運動,這個現象稱為吸附原子的「表面遷徙」(Surface migration)。當原子彼此相互碰撞時會結合而形成原子團過程,稱為「成核」(Nucleation)。原子團必須達到一定的大小之後,才能持續不 斷穩定成長。因此小原子團會傾向彼此聚合以形成一較大的原子團,以調降整體能量。原子團的不斷成長會形成「核島」(Island)。核島之間的縫隙須要填 補原子才能使核島彼此接合而形成整個連續的「薄膜成長」。而無法與基板鍵結的原子則會由基板表面脫離而成為自由原子,這個步驟稱為原子的「吸 解」(Desorption)。依據薄膜成長機制可分為PVD與CVD,PVD利用物理性方式進行吸附與吸解作用,而CVD利用化學反應進行吸附與吸解反 應。

三、物理氣相沈積技術

clip_image002物 理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD) 技術是指在真空條件下,用物理的方法使材料沉積在被鍍工件上的薄膜製備技術。 PVD鍍膜有三種基本型式,即蒸鍍(Vacuum Evaporation) 、濺鍍(Sputtering Deposition)及離子鍍(Ion Plating),三種的沈積過程的原則大致相同。圖二為PVD的沈積過程及概念圖。物理氣相沈積過程所包含三個主要的步驟:(1)薄膜材料經各種不同的 方法加熱,由固態或液態激發成氣態、(2)薄膜材料的氣態原子、分子或離子,由蒸發源穿越真空抵達基座表面、(3)材料抵達基座表面後,沈積而逐漸形成薄 膜。其中真空離子鍍膜技術的發展是最快的,也是當今最先進的表面處理方式之一。此技術是一種能夠真正獲得奈米級至微米級鍍層(5nm ~ 5μm)且無污染的環保型表面處理方法,它能夠製備各種單一金屬膜(如鋁、鈦、鋯、鉻等),氮化物膜(TiN、ZrN、CrN、TiAlN)和碳化物膜 (TiC、TiCN),以及氧化物膜(如TiO等)。因此可以在幾乎不影響工件原來尺寸的情況下提高工件表面的各種物理性能和化學性能,鍍後不須再加工。

圖二、物理氣相沉積示意圖

四、化學氣相沈積技術

化學氣相沈積 (Chemical vapor deposition, CVD)技術是利用含有欲鍍薄膜成分的一種或多種氣體化合物;是指以單獨的或綜合的利用熱能、電漿放電、紫外光照射等形式的能源,使氣態物質在固體的熱表 面上發生氧化,還原或與基板反應之方式進行化學反應並在該表面上沈積,形成穩定的固態物質膜的過程。這種薄膜沈積方式主要涉及化學反應,故以「化學」氣相 沈積法稱之。圖三為CVD之基本概念圖。經常使用的CVD技術有:(1)「大氣壓化學氣相沈積」(Atmospheric pressure CVD、縮寫APCVD)系統、(2)「低壓化學氣相沈積」(Low pressure CVD、縮寫LPCVD)系統、(3)「電漿輔助化學氣相沈積」(Plasma enhanced CVD、縮寫PECVD)系統。化學氣相沈積過程所包含五個主要的步驟:(1)導入反應氣體,以及稀釋用的惰性氣體所構成的混合氣體,稱為『主氣 流』(Mainstream)、(2)主氣流中的反應氣體原子或分子往內擴散移動通過停滯的『邊界層』(Boundary layer)而到達基板表面,稱為「擴散作用」、(3)反應氣體原子被『吸附』(Adsorbed)在基板上,稱為「吸附作用」、(4)吸附原子 (Adatoms)在基板表面遷徙,並且產生薄膜成長所須要的表面化學反應,稱為「表面化學反應」、(5)表面化學反應所產生的氣庇生成物被『吸 解』(Desorbed),並且往外擴散通過邊界層而進入主氣流中,並由沈積室中被排除。此技術是半導體積體電路製程中運用極廣泛的薄膜成長方法,諸如介 電材料(如SiO2、Si3N4)、半導體(如Si)、導電(W、Al、Cu)等薄 膜材料,幾乎」都能用CVD技術完成。CVD的缺點為披覆時的溫度較高(800℃~1000℃),且因沈積的速度較快(每小時 1~100微米),鍍膜的厚度較大(通常大於10微米)。嚴格地說,CVD為奈米至微米的鍍膜技術,並不是純粹奈米技術。

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圖三、化學氣相沈積示意圖

五、薄膜技術的應用

clip_image005目前薄膜技術已經廣泛應用在半導體、機械、民生、光電、能源、環保、生醫及奈米等產業,強大需求不只在全球形成一股「薄膜產業」潮流,外界預估其產值更將從2003年的80億美金,暴增至2008年的124億美金,發展潛力可見一斑。

(一)、硬質薄膜材料在機械工業之應用:利用各種硬質薄膜材料披覆於各式機械工具、刀具、與精密機械關鍵零組件之表面,以降低磨擦係數、提昇表面硬度、耐腐蝕及增進抗磨耗與抗氧化等優越性能,儼然成為新一代機械工業新契機,如圖四。

圖四、硬質薄膜之刀具

(二)、薄膜技術與材料在民生工業之應用:近年來利用真空鍍膜製程來增添新色彩與環保概念之防汙抗刮鍍膜產品,例如民生工業的衛浴、五金產品;運動器材的高爾夫球頭;時尚產業的珠寶飾品,如圖五。

(三)、薄膜技術與材料在能源及環保領域之應用:隨 著地球能源耗竭問題日益嚴重及費用高漲,新一代潔淨能源如太陽能與氫能源燃料電池需求日增。薄膜技術與材料能有效地提升效能與降低成本,促使此產業化應用 於日常生活中,如圖六。另外,化工環保領域能同時去除懸浮微粒、有機物、無機鹽及微生物,取代傳統之混凝、沈澱、砂濾、軟化處理程序,並具有佔地小、具擴 充彈性、完全自動化、系統簡單易維修的優點。

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(a )高爾夫球頭 (b )珠寶飾品

圖五、高爾夫球頭及珠寶飾品

clip_image011(四)、薄膜技術與材料在半導體及光電產業之應用:隨 著電子工業迅速發展,製程技術快速進,已達到極大型積體電路階段並且進入奈米等級。薄膜製程為一個極為要的關鍵步驟,其主要用途為低阻閘電極、元件間連 線、導體(線)接觸、擴散障礙層,如圖七(a)。另外,光學薄膜製程技術一直是光學領域中不可忽略重要基礎技術,而且品質要求也越來越高。例如液晶螢幕、 高密度光碟、數位元相機光學系統、投影技術、光纖通訊 、微影技術及發光二極體等等皆大量倚賴薄膜製程技術與相關,如圖七(b)。

圖六、太陽能電池

(五)、薄膜技術與材料在生醫領域之應用:薄膜技術與材料成為用於生物體內之局部植入器具、人工器官、創傷外敷材料、生醫感測器或細胞載體之重要技術。例如鈦金屬人工關節表面改質技術,將生醫陶瓷材料利用離子植入於鈦金屬人工關節表面,以使人工關節能達到長效使用之目的,如圖八。

(六)、奈米薄膜:奈米薄膜是一類具有廣泛應用前景的奈米材料,薄膜的厚度僅數奈米至數十奈米,在奈米尺度下將會影響奈米薄膜的光、電、熱、磁、化學與機械等性質;其應用包含微電子、儲存媒體、太陽能、光學、醫療及化妝美容等產業。

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(a) (b)

圖七、(a)IC晶片、(b)微型投影技術

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圖八、鈦合金人工關節的表面披覆生醫生醫陶瓷材料

參考資料:

1. http://elearning.stut.edu.tw/m_facture/Nanotech/Web/ch3.htm

2. 奈米科技研發中心http://www.ntrc.itri.org.tw/dict/index.jsp

3. http://museum.gl.ntu.edu.tw/display/data02/nano07.html

4.

 
http://www.mitsubishicarbide.com/mmc/jp/whatsnew/2007_2/ue6110_4.htm

5. 永旭能源有限公司http://www.photopow.com/

6. 張銀祐,明道管理學院,http://el.mdu.edu.tw/datacos//09520222024A/薄膜製程與實務

7. http://www.microvision.com/

8. http://www.narl.org.tw/upload/tw/company/8/15.jpg

9. Thin-film deposition principles & practice, Donald L. Smith, McGraw-Hill, Inc 。

10.薄膜の基本技術、Kinbara Akira, 東京大学出版社、2nd ed.。.

11.薄膜工程學,王建義,全華科技圖書公司。

12.表面與薄膜處理技術,柯賢文, 全華科技圖書公司。

13.薄膜技術與應用,羅吉宗,全華科技圖書公司。

 

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(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

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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.

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維基百科,自由的百科全書

滾珠螺桿(Ballscrew),是一種鋼珠介於螺帽螺桿之間做運動,將傳統螺桿之滑動接觸轉換成滾動接觸然後在將螺帽內的鋼珠迴轉運動轉為直線運動的傳動機械組件。滾珠螺桿具有定位精度高、高壽命、低污染和可做高速正逆向的傳動及變換傳動等特性,因具上述特性,滾珠螺桿已成為近來精密科技產業及精密機械產業的定位及測量系統上的重要零組件之一。

滾珠螺桿循環方式

[編輯] 發展史

人 們應用螺桿來做傳動的歷史其實不算很長,傳統上的螺桿一直有定位不佳、易損害的情況。直到西元1898年人們首次嘗試將鋼珠置入螺帽及螺桿之間以滾動摩擦 取代滑動摩擦,來改善其定位不佳及易損害的情況。1940年更將滾珠螺桿置於在汽車轉向裝置上,更為滾珠螺桿的應用上的巨大革命,並逐漸取代傳統艾克姆螺 桿(ACME)。直到近年來,滾珠螺桿已成為產業界使用最廣的零組件之一。

[編輯] 結構

滾珠螺桿主要為螺桿、螺帽、鋼珠、固定座、刮刷器及迴流管所構成的,依其循環系統的不同更分為外循環式、內循環式、端塞循環式滾珠螺桿。

滾珠螺桿結構

[編輯] 應用產業

滾珠螺桿發展至今,已經廣泛應用到各產業機械的定位精度控制上如精密工具機 (Precision machine tools)、產業機械 (Industrial machinery)、電子機械 (Electronic machinery)、輸送機械 (Transport machinery)的重要主角。除了上述所應用在機械之外更應用在電腦磁碟機起動器的傳動、飛機機翼升降的調整、螺旋槳的傾斜角度控制、醫療用X射線透 視攝影裝置等等,所應用的範圍極為廣泛。

 

 

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(1) 鋼之正常化處理

鋼之正常化處理,一般是指將鋼材升溫至奧斯田化溫度界線以上約55℃處理一段時間,等鋼材組織完全變化奧斯田鐵後,經由空氣冷卻至室溫之一種熱處理,一般鋼材經過此處理後,其顯微結構為波來鐵加上肥力鐵之組織。

正 常化處理之利用乃在改善鋼材之切削性,細化晶粒尺寸,均勻化顯微結構,及降低殘餘應力等。這些功能有時會與退火,硬化,應力消除等處理混淆不清,這乃是不 同的處理有時會產生同的功能。由於有時有些成品之形狀比較複雜,我們不希望成品經過熱處理後發生變形,甚至破裂的現象,我們可選擇是當之正常化處理來達到 同樣的強度需求而避免使用需要急速淬火之硬化處理。

由於鑄件較脆,為避免因熱應力造成鑄件破裂,在鑄件加溫時,應保持在220℃每小時 的升溫速率。對某些鋼材,有時須將升溫速率降至更低〈28~55℃/hr〉。當溫度升至所定之正常化溫度後,鑄件須“浸置”於此溫度一段時間,直至鑄件之 顯微組織完全變為奧斯田鐵且所有碳化物完全溶回組織內。此時間可先由小試片做幾個不同時間之處理,然後經由金相檢驗以決定之。待“浸置“處理完成後,鑄件 應置於靜止空氣中冷卻。應避免利用風扇或其他方法加速冷卻。


(2) 殘留應力退火

一般機械 製品於加工面總是免不了會有殘留應力的存在,若製品未經適當應力退火處理,在不當的暴露於熱源〈例如陽光、熱引擎等〉下,會產生變形的現象,另外由殘餘應 力經常識高度集中在某一局部區域,例如表面,焊接區等,因此會局部降低製品的機械強度。為避免這些問題,我們必須採用殘餘應力退火處理。

此處理是將製品緩慢而均勻的加熱至一低於向變化點之溫度,然後至於此溫度一段時間,在緩慢而均勻的逐步冷卻下來,在此過程中最重要的是必須保持製品個區域之冷卻速度相同,否則冷卻後,由於各區冷卻速率的差異,會再度造成殘餘應力的出現。此點對複雜形狀之製品尤其嚴重。

由 於一應力退火乃是利用原子在高溫有微小潛變的現象,來重組原子位置以消除應力的存在。因此材料支應力退火溫度隨著材料之高溫潛變能力不同而有所變化。一般 對耐潛變之材料。例如低合金鋼平常所用之退火溫度為595~675℃,但高鉻合金鋼則在900~1065℃。我們可視情況需要,利用較低的溫度與較長的時 間,達到與短時間,高溫度下處理相同效果支應力消除。


(3) 鋼之退火處理

退火處理一般是指將鋼升溫至某一溫度,浸置一段時間後,再以一特定速率冷卻下來之處理。主要目的是軟化鋼材。有時亦用以改變其他性質或顯微結構。常見的退火處理有下列幾種(如圖4-1所示):

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圖4-1 常見的退火程序

1. 退火溫度:

在 很多之應用退火處理中,我們只注名所需之退火溫度,然後讓其在爐中冷卻即可。表4-1所列為一般常見之碳鋼退火溫度與結果硬度。在進行退火處理時,最容易 造成失敗的原因是未能維持爐中溫度之均勻性。越大之爐子越有此種問題。一般業者常僅用幾個熱電耦於處理件旁來指示及控制處理之溫度。

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表4-1 普通碳鋼之退火溫度與硬度值

2. 製程退火:

由 於材料經過相等程度冷加工後,會有加工硬化的現象,以至無法做進一步的加工。因此我們必須於製程中加入一退火步驟來消除此種不利的加工硬化現象。此類退火 處理統稱為製程退火。由於我們僅是想恢復材料之柔軟性,不在乎材料之顯微及結構內容,故為降低加工程本,一般多採用前面所提過的次臨界退火。最常見之退火 溫度在約低於Ae 11至22℃之間。至於溫度的控制只要能保持在不超過Ae 之範圍即可。

3. 切削用退火:

不同之顯微姊購對材料之切削性質有很大不同的影響。例如5160鋼材,若經球化處理則可減少切削刀具之損耗。然而對其他之鋼材,球化結構不一定就有較佳之切削性質。一般我們可是材料之含碳量來訂出最佳之切削用顯微結構。

4. 球化處理

所的球化處理乃是在退火處理後能獲得球狀之碳化物之一種處理。一般可採用以下幾種方法得到。

a. 長時間熱浸置於略低於Ae 之溫度。

b. 輪番加熱及冷卻於Ae 溫度上下〈最好剛剛高於Ac 及低於Ar 〉。

c. 加熱至高於Ac ,然後慢慢在爐中冷卻,或停留Ar 一長時間。

d. 從一溫度剛能完全溶解碳化物冷卻下來,所有之冷卻速率須用不產生碳化物。然後在按a或b法升溫回去。

5. 鍛件之退火處理:

由 於鍛件經常接有冷成型或車型等加工步驟,退火處理一不可避免之熱處理過程。所需之退火過程必須取決於鍛件之材料及後接之製程。切削用之鍛件退火處理──若 鍛件材料須有球化組織以便隨後之切削成型,我們可採用熱鍛溫度於奧斯田化溫度之上,然後在鍛後直接將鍛件出送到一具有球化處理溫度之爐內進行球化處理。此 法可節省製作之時間與成本。

冷成型用之鍛件退火處理──為方便隨後之冷成型加工,我們當然希望鍛件越短越好。故球化處理是最好之處理。在形狀及材料條件允許下,前述之步驟為最可取之處理。在冷成型後,由於冷加工,成品之殘餘應力應被注意到。我們應採取以前所討論過的應力退火處理來消除此種情況。


(4) 鋼之淬火處理

此一處理,主要是指將鋼材從高溫奧斯田鐵區急速冷卻下來已獲得某一特定低溫組織,例如麻田散鐵、變韌鐵等。一般多利用水、油或低溫鹽浴來做此冷卻,但有時亦可利用風扇加速空氣冷卻來達到相同目的。

從鐵碳相平衡圖,我們知道一般碳鋼經過正常化或退火處理,其低溫組織為肥粒鐵及Fe C碳化物共存組織。然而此類相變化為一原子擴散控制機構〈diffysion-control mechanism〉,其形成與冷卻時間有很大的關係。若冷卻時間很短之過飽和碳原子沒有足夠的時間擴散來西出碳化物,有兩種介穩狀態 〈metasable state〉的組織可能產生。例如若急速冷卻至低溫狀態,則為一越過飽和碳原子之變形體心結構組織,又稱之為麻田散鐵組織。由於此二結構具有非常特殊之機 械性質〈前者強度高具韌性,後者強度及硬度最高〉,因此有甚高之利用價值。

由於麻田散鐵或變韌鐵組織與其中之過飽和碳含量很有關係,而 探量有與碳化物之析出速率有關,因此對不同碳含量之鋼材,必須採用不同之冷卻速率已獲的上述之二種組織。同樣對合金鋼,不同的合金元素與含量議會影響所需 之冷卻速率。一般而言,填加合金元素,例如鉻、錳、鉬、鎳等,會延遲波來鐵之形成,因此我們可以利用較慢之冷卻速率來或的高硬度之麻田散鐵組織。換言之, 亦即此類鋼材較易硬化,固有較佳之硬化能力。

最佳之淬火條件為在高溫時能很快地冷卻下來,避開波來鐵之形成,亦即避開鼻狀TTT曲線 〈溫度─時間─相變化曲線〉之鼻端,然後再中溫時慢慢冷卻下來。如此一方面可獲得硬化效果,又可降低熱應力所造成之不力結果。對純水或鹽水,前者任務可以 達到,可是後者卻無法達到,因此對形複雜之成品便不適用。而油淬火,雖然高溫之冷卻速率較水或鹽水為慢,然而其中溫冷卻速率也較慢,因此成品之散熱比較均 勻,熱應力問題也較少。


(5) 鋼之回火處理

所謂回火處理是指將經過淬火硬化或正常化處理 之鋼材在浸置於一低於臨界溫度一段時間後,以一定的速率冷卻下來,以增加材料之韌性的一種處理。從冶金原理,我們知道將經過淬火及正常化處理在放回中溫浸 置(時效)一段時間,可促使一部分之碳化物析出,同時有可消除一部分因急速冷卻所造成之殘留應力,因此可提高材料之韌性與柔性。顯然回火處理之效果決定於 回火溫度、時間即在冷卻速率等因素。

隨著回火溫度的提高材料之強度與硬度跟著降低,然而材料之延展性卻跟著提高。材料之耐衝性在 300℃回火附近會有一顯著降低現象,此現象稱之為回火脆性。由於碳原子或合金元素之析出與時間有正比的關係,隨著回火時間的延長,材料之硬度會隨著降 低。由於回火的溫度是低於相變化之臨界點,材料之強度不會與冷卻速率有關。然而由於回火脆化的原因,若材料在經過375~575℃間之冷卻速率太慢,容易 有脆化的現象。這一點是在做回火處理時必須注意的。

一般填加合金元素於鋼中,主要之目的是增加鋼之硬化能力,亦即增大形成麻田散鐵之能 力。由於合金元素(原子)之擴散能力較差,因此填加合金元素也就減慢了回火軟化速率。由於合金元素一般可分成兩種功用。第一種功用為非碳化物形成用,此類 合金元素以鎳、矽及錳等。由於此類元素與碳化物之形成無關,因此對回火軟化無關。此類元素所造成之硬化效果,主要是靠固溶體硬化機構所達成的。另一類合金 元素,例如鉻、鉬、鎢、釩等,由於其為碳化物形成之一份子,因此他們的擴散速率也就影響了回火軟化的速率。

前面提到過一般碳鋼及低合金鋼若從高溫回火緩慢冷卻下來經過375~575℃溫度區,會造成脆化的現象。另外我們也提到過若在300℃附近回火,亦有脆化的現象,這是由於不利之板狀碳化物析出所造成的。

 

 

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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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耐熱性
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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 users demand. 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 steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(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. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS 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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刀 具断屑可靠与否,对正常生产与操作者安全都有着重大影响。在切削加工中,崩碎切屑会飞溅伤人,并易研损机床;而长条带状切屑会缠绕在工件或刀具上,易刮伤 工件,引发刀具破损,甚至影响工人安全。对于数控机床(加工中心)等自动化加工机床,由于其刀具数量较多,刀架与刀具联系密切,断屑问题就显得更为重要, 只要其中—把刀断屑不可靠,就可能破坏机床的自动循环,甚至破坏整条自动线正常运转,所以在设计、选用或刃磨刀具时,必须考虑刀具断屑的可靠性。而对于数 控机床(加工中心)等,并应满足下列要求:
切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上;
切屑不得飞溅,以保证操作者与观察者的安全;
精加工时,切屑不可划伤工件的已加工表面,影响已加工表面的质量;
保证刀具预定的耐用度,不能过早磨损并竭力防止其破损;
切屑流出时,不妨碍切削液的喷注;
切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。
在满足上述要求的基础上,不同刀具对切屑长度还有不同要求。例如一般粗车钢料的最大切屑长度为100mm左右;精车则应稍长。要避免过于细碎的切屑,因为它容易嵌入机床导轨和刀具装置的一些重要部位(如基准面),这样不仅需要附加防护装置,还给清除切屑带来一定的困难。
对于某些不易断屑的刀具,如成形车刀、切槽车刀和切断车刀等,在数控机床(加工中心)等自动化机床上,应保证其稳定的卷屑。
一、切屑形状的分类
根据工件材料、刀具几何参数和切削用量等的具体情况,切屑形状一般有:带状屑、C 形屑、崩碎屑、宝塔状卷屑、发条状卷屑、长紧螺卷屑、螺卷屑等(见图1)。

   ( l )带状屑(见图1a):高速切削塑性金属材料时,如不采取断屑措施,极易形成带状屑,此形屑连绵不断,常会缠绕在工件或刀具上,易划伤工件表面或打坏刀具的切削刃、甚至伤人,因此应尽量避免形成带状屑。
但有时也希望得到带状屑,以使切屑能顺利排出。例如在立式镗床上镗盲孔时。
(2)C 形屑(见图1 b):车削一般的碳钢、合金钢材料时,如采用带有断屑槽的车刀则易形成C 形屑。C 形屑没有了带状屑的缺点。但C 形屑多数是碰撞在车刀后刀面或工件表面而折断的(见图2)。切屑高频率的碰断和折断会影响切削过程的平稳性,从而影响已加工表面的粗糙度。所以,精加工时 一般不希望得到C形屑.而多希望得到长螺卷屑(见图3) ,使切削过程比较平稳。

( 3 )发条状卷屑(见图1f) :在重型车床上用大切深、大进给量车削钢件进,切屑又宽又厚,若形成C 形屑则容易损伤切削刃,基至会飞崩伤人。所以通常将断屑槽的槽底圆弧半径加大,使切屑成发条状(见图4 )在加工表面上碰撞折断,并靠其自重坠落。
    ( 4 )长紧卷屑(见图1e):长紧卷屑形成过程比较平稳,清理也方便,在普通车床上是一种比较好的屑形。
    ( 5 )宝塔状卷屑〔 见图1d ) :数控加工、机床或自动线加工时,希望得到此形屑,因为这样的切屑不会缠绕在刀具和工件上。而且清理也方便。
    ( 6 )崩碎屑(见图1c ) :在车削铸铁、脆黄铜、铸青铜等脆性材料时,极易形成针状或碎片状的崩碎屑,既易飞溅伤人、又易研损机床。若采用卷屑措施,则可使切屑连成短卷状。
总之,切削加工的具体条件不同,希望得到切屑的形状也不同,但不论什么形状的切屑,都要断屑可靠。
二、切屑折断的原理
金属切削过程中,切屑是否容易折断,与切屑的变形有直接联系,所以研究切屑折断原理必须从研究切屑变形的规律入手。
切 削过程中所形成的切屑,由于经过了比较大的塑性变形,它的硬度将会有所提高,而塑性和韧性则显著降低,这种现象叫冷作硬化。经过冷作硬化以后,切屑变得硬 而脆,当它受到交变的弯曲或冲击载荷时就容易折断。切屑所经受的塑性变形越大,硬脆现象越显著,折断也就越容易。在切削难断屑的高强度、高塑性、高韧性的 材料时,应当设法增大切屑的变形,以降低它的塑性和韧性,便于达到断屑的目的。
切屑的变形可以由两部分组成:
第一部分是切削过程中所形成 的,我们称之为基本变形。用平前刀面车刀自由切削时所测得的切屑变形,比较接近于基本变形的数值。影响基本变形的主要因素有刀具前角、负倒棱、切削速度三 项。前角越小,负倒棱越宽、切削速度越低,则切屑的变形越大,越有利于断屑。所以,减小前角、加宽负倒棱,降低切削速度可作为促进断屑的措施。
第 二部分是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形,我们称之为附加变形。因为在大多数情况下,仅有切削过程中的基本变形还不能使切屑折断,必须再增加一次附加变 形,才能达到硬化和折断的目的。迫使切屑经受附加变形的最简便的方法,就是在前刀面上磨出(或压制出)一定形状的断屑槽,迫使切屑流入断屑槽时再卷曲变 形。切屑经受附加的再卷曲变形以后,进一步硬化和脆化,当它碰撞到工件或后刀面上时,就很容易被折断了。
三、断屑槽对断(卷)屑的影响
断 屑槽不仅对切屑起着附加变形的作用,而且对切屑的形状和切屑的折断有着重要的影响。在切削加工中,人们就是利用断屑槽的不同形状、尺寸及断屑槽与主切削刃 的倾斜角,来实现控制切屑的卷曲与折断。为了更好地认识和掌握这些规律,我们就具体分析一下断屑槽的形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角度对切屑形状与 切屑折断的影响。
(一)、断屑槽的形状
断屑槽的形状有直线圆弧型,直线型和全圆弧型三种(见图5 )

图5 断屑槽的形状

   l、直线圆弧型断屑槽(见图5a )由一段直线和一段圆弧连接而成。直线部分构成刀具的前刀面,槽底圆弧半径Rn的大小对切屑的卷曲和变形有一定的影响。Rn 小,则切屑卷曲半径小,而切屑变形大;Rn大,则切屑卷曲半径大,而切屑变形小.(见图6 )。在中等切深下(切深ap=2~6mm ) ,一般可选
    Rn =( 0.4~0.7 ) B ,B 为断屑槽的宽度。
    2、直线型断屑槽(见图5b)由两段直线相交而成,其槽底角为180°-σ(σ称为断屑台楔角),槽底角(180°-σ)代替了圆弧Rn 的作用。槽底角小,则切屑的卷曲半径小,切屑变形大;槽底角大,则切屑的卷曲半径大(见图7) 切屑变形小。在中等切深下,断屑台楔角一般选用60°~70°。

上述两种形状断屑槽适用于加工碳素钢与合金结构钢,一般前角在γ。在5-15°范围内。
    3 、全圆弧型断屑槽(见图5c)的主要参数槽宽B 、槽底圆弧半径Rn和前角γ。之间的关系为:

(见图5C )

当切削紫铜、不锈钢等高塑性材料时,常选用全圆弧型断屑槽。因为加工高塑性材料时,刀具前角选得比较大(γ0=25°-30°)同样大的前角,全圆弧断屑槽刀具的切削刃比较坚固,另外槽也较浅,便于流屑,故比较实用(见图8 )
(二)断屑槽的宽度
断屑槽宽度B 与进给量f 、切削深度ap有关,当进给量f增大时,切削厚度增大,断屑槽的宽度应相应加宽;切削深度大,槽也应适当加宽。

固 定不变,断屑槽宽度B 的变化对切屑卷曲和变形的影响。图9a 是槽宽与进给量基本适应,切屑经卷曲变形后碰撞折断成C形;图9b是槽不够宽,切屑卷曲半径小,变形大,碰撞后折断成短C 形或形成崩碎小片;图9c 则是槽太窄了,切屑挤成小卷堵塞在槽中很难流出来,造成憋屑甚至会打坏切削刃;图9d、e则是槽太宽了,切屑卷曲半径太大,变形不够.不易折断.有时甚至 不流经槽底而自由形成带状屑。
如果用进给量初选断屑槽的宽度,粗略地说,对于切削中碳钢,宽度B与进给量f 的关系约为B=10f ;而切削合金钢时,为增大切屑变形,可取B=7f 。
断 屑槽的宽度B也应与切削深度ap 相适应。一般也可以粗略地依据ap 来选择槽宽B ,当ap 大时,B 也应当大些;而ap小,则B应适当减小。因为当切深大而槽太窄时,切屑宽,不易在槽中卷曲,这样,切屑往往不流入槽底而自行形成带状屑;当切深小而槽太宽 时,切屑窄,流动比较自由,变形不够充分,也不易折断。
(三)断屑槽与主切削刃的倾斜角
断屑槽与主切削刃的倾斜方式常用的有外斜式、平行式、和内斜式三种(见图10 )

   1 外斜式 见图(10a ) ,外斜式的断屑槽,前宽后窄,前深后浅。
外斜式断屑槽的切屑卷曲变形大,如图11所示,在靠近工件外圆表面A
处的切削速度最高而槽窄,切屑最先受阻而卷曲,且卷曲半径小,变形大;而在刀尖B 处,切削速度低而槽宽,切屑最后以较大卷曲半径卷曲,这就会产生一个力,使切屑翻转到后刀面或待加工表面上,经碰撞后折断而形成C 形屑。
这种形式的断屑槽。在中等切深时断屑范围较宽,断屑效果稳定可靠,生产中应用较为广泛。倾斜角τ的数值主要按工件材料确定,一般切削中碳钢时,取τ=8°-10°切削合金钢时,为增大切屑变形,取τ=10°-15° 。
但在大切深时,由于靠近工件外圆表面A 处(见图11 )断屑槽宽度太小,切屑容易阻塞,甚至切屑打坏切削刃,所以一般多改用平行式。
    2、平行式(见图l0b ) :平行式断屑槽的切屑变形不如外斜式大,切屑大多是碰在工件加工表面上折断。切屑中碳钢时,平行式断屑槽的断屑效果与外斜式基本相仿,但进给量应略加大一些,以增大切屑的附加卷曲变形。

  3、内斜式(见图10c):内斜式断屑槽(见图12 )在工件外圆表面A 处最宽.而在刀尖B 处最窄。所以切屑常常是在B 处先卷曲成小卷,而在A 处则卷成大卷。当主切削刃的刃倾角取成3°-5°时,切屑容易形成连续的长紧卷屑。内斜式断屑槽与主切削刃的倾斜角一般取τ=8°-10°,内斜式断屑槽 形成长紧卷屑的切削用量范围相当窄,所以它在生产中应用不如外斜式和平行式普遍,主要是应用于精车或半精车。
四、几种常用的断屑方法
(一)利用断屑槽:
如前所述,断屑槽不仅对切屑起附加变形的作用.而且还能实现控制切屑的卷曲与折断。只要断屑槽的形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角合适,断屑则是可靠的。不论是焊接式刀具还是机夹式刀具,是重磨式刀具还是不重磨式刀具都可采用。
为了适用不同的切削用量范围。硬质合金可转位刀片上压制有多种形状及不同尺寸的断屑槽,便于选用,这样既经济又简便。这种方法是切削加工中应首选的方法,也是应用最广泛的方法。
不足之处是刀具合理几何参数的确定,受到断屑要求的牵制

(二)利用断屑器
断屑器有固定式和可调节式两种。图13 为车刀上的可调节式断屑器。
在 车刀前刀面上装一个挡屑板1,切屑沿刀具的前面流出时,因受挡屑板1 所阻而弯曲折断。断屑器的参数Ln和α可按需要设计和调整,以保证在给定的切削条件下,断屑稳定可靠。松开螺钉3 , 在弹簧4 的作用下,可使挡屑板1 和压板2 一起抬起,便于挡屑板调整和刀片的快速转位与更换。这种断屑器常用于大、中型机床的刀具上。
(三)、利用断屑装置
断 屑装置类型很多,一般可分为机械式,液压式和电气式等,断屑装置成本高,但断屑是稳 定可靠的,一般只用于自动线上。图14 为用于车刀上的带有切断器的断屑装置示意图。车削时,切屑通过导屑通道2 流出,被不断旋转的盘形切断器3 强行割断,被割断后的切屑则从排屑道6 排出。切断器是由传动轴4 带动的。图中1 为车刀。
(四)利用在工件表面上的预先开槽的方法:
按工件直径大小不同,预先在被加工表面上 沿工件轴向开出一条或数条沟槽,其深度略小于切削深度,使切出的切屑形成薄弱截面,从而折断。这样,既保证了可靠的断屑,又不影响工件已加工表面的粗糙 度。即使加工韧性较大的材料时,断屑效果也很好。例如在精镗韧性较大的工件材料(如40Cr等)时,在用其他方法很难断屑时,则可在被加工表面上拉削出纵 向沟槽,再进行镗削。采用这种方法能显出其独特的优点。
     (五)改变刀具几何参数和调整切削用量
由前面所述的切屑折断原理可知,减小刀具前角;增大主偏角;在主切削刃
上磨出负倒棱;降低切削速度;加大进给量以及改变主切削刃形状等都能促使切屑折断。但是,采取这些方法断屑,常会带来一些不良后果,如生产率下降,工件表面质量恶化、切削力增大等,这种方法,在自动线上很少采用,有时只作为断屑的辅助手段。
此外,采用切削液可以降低切屑的塑性和韧性,也有利于断屑。提高
切削液压力更能促使切屑折断,孔加工中,有时就采用这种方法。

 

 

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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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碧威-隕石-海報版-測試用

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質問

No.812
アルミ加工条件を教えてください  

今までは研削をメインに加工を行なっていたのですがアルミの切削を
行なう事になりました。そこで、マシニングを使用してアルミを加工する時の
基本的な加工条件、推奨工具等を教えてください。
工具メーカの推奨条件等有りますが実際の所どうなのか解りません。
又、機械によって合う工具メーカがあるかと思います。
宜しくお願いします。

2001-02-02 16:12:22

困り度: 暇な時にでも

種類:質問

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欲しい情報

カテゴリー

機械加工 > 切削

[この質問に回答します]

回答(3)

機 械の諸条件、切削剤の有無、またアルミでも種類あるので工具もいろいろ選択肢あるかと思います。また仕上がり・作業時間によっても工具は変わります。コス トもあることかと思いますので、意見参考にされてお試しください。尚、作業条件さえ良ければ、工具寿命はかなり長生きします。全般に下記の回答の方の意見 にもありますが、刃物のすくい角は大きめな方向です。また切削条件や環境が合わないために起こる、刃物への溶着は厳禁です。

2001-02-02 22:08:18

種類:

0票

どんな人

専門家

自信

自信あり

お礼
0002-11-30 00:00:00

ありがとうございます。刃物選びはすくい角の大きめがポイントのようですね。参考に致します。

回答(2)

毎 度。まずフライスの刃形ですが、大きなすくい角と大きな逃げ角を採用したハイレーキ・ハイリリーフ刃形が適します。そこでどのような工具かと述べますとマ テリアルで言えばBF407形です。これは仕上げまでできます。(粗のみでよければSE445形です)工具材種ですがコストのみで考えればK種超硬合金 (マテリアルではHTi10)です。能率で行くのであればダイヤモンド焼結体(マテリアルではMD220)です。切削条件はK種超硬合金では、 vc=5001000m/min、fz=0.10.3mm/tooth、ap=0.055mm位です。あまり切削速度が遅いとアルミは溶着しますので仕上 げ面は悪くなります。気おつけてください。
では。。。

2001-02-02 17:00:36

種類:

0票

どんな人

専門家

自信

自信あり

お礼
0002-11-30 00:00:00

ありがとうございます。
早速参考にさせて頂きます。

回答(1)

質問内容のテーマが大きすぎてお答えしようがありませんが
仕上げを要求される場合はコンパックスバイト(ダイヤモンド)
を使うのがよいと思います。
もう少し具体的な質問であれば、もう少し具体的なお答えができると思います。

2001-02-02 16:56:49

種類:

0票

どんな人

関係者

自信

自信あり

お礼
0002-11-30 00:00:00

ごもっともです。
私も急遽言われたものですからまず手始めにどこからやり始めたら良いのか
解りませんでした。取りあえず現状の世の中のレベルがどの当たりに有るのか
知りたかったです。
現在解っているのは、アルミ合金ぐらいです。(5052だったと思います)
コンパックスだとどれくらいの条件なのでしょうか?

 

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複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電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 users demand. 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 steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(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. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS 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

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01-airplane航太

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1生成原理:在材料塑性较好、进刀量较大的条件外刃与圆弧刃交点处基本上是出现连体状切屑。但较厚的切屑沿圆弧刃方向展开成扇面形的附加变形过程中,切屑被拉裂成节状屑,并与外刃带状屑连一体。
  2 影响切屑形态的因素与控制
  1)钻头刃型参数对屑形的影响。
  a. 圆弧刃半径R
  R过小:形成分屑点尖角ξ小,当ξ<150°时切屑易分开,外刃出带状屑,圆弧刃出扇面块状屑。
  R过大:形成分屑点尖角ξ大,当ξ>170°时外刃、圆弧刃屑易连成一体,出短的螺旋扇面形屑。
  R适中:形成ξ=155~165°时,外刃流屑方向与相临圆弧刃屑流向夹角较小,时连时分,此时正是生成“6”字形屑的条件。最佳ξ角,与材料韧性、切屑厚度等因素有关,不是常数。可通过试切来探询。
  b.内、外刃高度差h
  圆弧刃较深时,外刃与圆弧刃形成自然分屑点,外刃出带状屑,圆弧刃出块状屑。圆弧刃较浅时,外刃与圆弧刃形不成自然分屑点,切屑连成一体生成短的螺旋扇面形屑。
  圆弧刃深度用内外刃垂直高度差h来控制,h值与进刀量(切削厚度)成一定比例时,一般宜控制h值约为0.8f.较为适合。
  c. 外刃锋角
  外刃锋角2φ过小时(2F<125°)难以磨出ξ=150~165°尖角。切屑易卷在容屑槽内,不宜排除。实践经验表明,2φ=135°~140°,切屑流出方向逼近与钻头轴线平行,有利排屑。而且容易形成较大的ξ角,控制出现“6”字屑。
  圆弧半径R°、内外刃垂直高度差h、分屑点尖角ξ、外刃锋角2φ四个参数是有关联的。通常R由刃磨砂轮圆角半径决定,选定2φ后h、ξ可通过调整钻头刃磨机工艺参数控制。
  2)材料韧性对屑形的影响
  材料韧性大,ξ角必须磨得更小才能使屑分开。否则切屑连块不分。材料韧性低,ξ角宜磨得大些。
  3)刀具磨损对屑形的影响
  钻刃分屑尖角处磨平或崩刃后,造成实际ξ增大。当实际x过大(>165°),可引起屑形从分到连的转变。因此,不锈钢断屑钻的磨钝的标准或耐用度应以屑形的改变为根据。屑形从6字形变为短块状,既应换刀。我们曾发生过由于尖角处磨平,宽的短块状屑卡死扭断钻头的事故。
  4)钻头横刃对中误差对屑形的影响
  横刃不对中反映在钻孔直径的扩大,使副刃单边工作,造成钻头棱边负后角磨损,这种非正常损坏使钻头寿命大大缩减。
  横刃不对中使两刃切削图形变化,某一边切双倍厚的切屑,而另一边切较薄的切屑。双倍厚的切屑只是在切屑钢筋上,切屑厚而硬,改为长带状屑,难以形成6字形屑。
  5)切削用量对屑形的影响
  加大进刀,切屑变厚,易生成块状屑,相反,易生成带状屑。
  改变钻头切削速度,对切削变形略有影响。一般高速钢钻头切削速度不可能有较大变化。但有些不锈钢对屑形非常敏感,降低钻头转数有利于生成块状屑。
3 结论
  分析钻削试验的结果可知,各类切屑形态中,“6”字形屑最佳。短螺旋带状屑也可接受。其它类型的切屑如长带状屑、带钢筋的切屑、带花的螺旋带状屑都应防止。
  1)控制生成“6”字形屑,合理使用钻头应满足的条件是:
  控制钻头刃形参数:锋角2F=135~140°,外刃长L=0.25d,分屑点尖角x=155°~165°,外刃与圆弧刃垂直高度差h=0.8f
  2)控制钻头刃磨对称精度:横刃对中度,外刃、内刃、圆弧刃跳动量越小越好。一般使用钻头刃磨机,可在线测量内外刃跳动量。横刃不对中误差<0.02~0.03mm是可行的。手工刃磨左右两刃难以对称,必然会产生带钢筋的切屑,加快钻头的磨损。
  3)选择合理的钻削用量:钻削不锈钢宜用较低切削速度,适中的进刀量。普通高速钢钻头推荐v=15~18m/min f≈0.015d
  mm/r,使用充足的乳化液冷却。这样刀具耐用度可维持100分钟左右

 

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弹簧的种类很多,若按照其所承受的载荷性质,弹簧主要分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。若按照弹簧形状又可分为螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成,由于制造简便,价格较低,易于检测和安装,所以应用最广。这种弹簧既可以制成受压缩载荷作用的压缩弹簧,又可以制成受拉伸载荷作用的拉伸弹簧,还可以制成承受扭矩作用或完成扭转运动的扭转弹簧。、碟形弹簧碟形弹簧可以承受很大的冲击载荷,具有良好的吸振能力,常用作缓冲减振弹簧。在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方,可以采用碟形弹簧。、环形弹簧环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧,常用作近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲零件。、板弹簧、盘簧等。表中列出的是各种弹簧的基本型式。

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螺 旋扭转弹簧是扭转弹簧中最常用的一种。盘簧具有较多的圈数、变形较大、储存能量也较大的特点,多用于压紧及仪表、钟表的动力装置。板弹簧能承受较大的弯曲 作用,常用于受载方向尺寸有限制而变形量又较大的场合。由于板弹簧有较好的消振能力,所以在汽车、拖拉机和铁路车辆的悬挂装置中均普遍使用这种弹簧。下面 给出了各种类型弹簧的实物图。

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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複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機主機版專用頂級電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 users demand. 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 steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(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. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS 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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(1)浸透探傷試験(JISZ2343)

表 面の割れ、き裂などの欠陥を浸透液と現像液を用いて検出する試験で、けい光浸透探傷法と染色浸透探傷法とがあります。いずれの場合も操作は簡単です。ま ず、試験片の表面に付着している油や汚れを除去し、清浄で乾燥した状態にします。ついで、試験すべき部分の全表面を浸透液槽に浸すか、スプレーやはけで浸 透液を塗布します。10~30分間濡らし浸透液を十分に欠陥部に浸透させた後、付着している液を十分に洗浄液で取り除きます。この面に現像液をむら無く塗 り、これを剥がすと薄い膜ができます。割れなどの欠陥があれば毛細管現象によって、浸透液が内部から吸い出され着色しますので容易に判断ができます。

(2)磁粉探傷試験(JISG0565)

こ の試験方法も浸透探傷法と同様、表面欠陥の検出用です。試験片を磁化させた後、これに磁粉を吸着させ表面の傷や割れを検出する方法です。したがって、非磁 性な18-8ステンレス鋼、高Mn鋼などは適用できません。磁化方法には色々なものがありますが、いずれの場合も傷や欠陥と直角方向に磁化させる必要があ ります。通常は電磁気で試験片を磁化させ、残留磁気によって欠陥部に磁粉を吸着させます。小物部品では永久磁石の極間に試験片を置いて磁化させ、鉄粉をま いて検出することもあります。また、大型部品では磁化させながら鉄粉を付着させ欠陥を検出します。

(3)超音波探傷法(JISZ2344)

超 音波を被検面に当てて、その減衰状態あるいは反射波形を観察することによって、内部の欠陥の大きさや位置を検出する方法です。一般には反射波形法が用いら れますが、試験条件は被検体の大きさ、形状、欠陥の方向、種類などによって異なるため、適宜設定する必要があります。また、超音波の透過は試験片の結晶粒 度や熱処理による硬さの相違によって、影響されますので判定には十分注意をして下さい。

 

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(1)機械試験とは

機械試験は主として金属材料の機械的性質を求める試験で、静的試験(引張り試験、曲げ試験、ねじり試験、硬さ試験、クリープ試験)と動的試験(衝撃試験、疲労試験、摩耗試験)があります。ここでは硬さ試験以外の試験について簡単に解説しましょう。

(2)引張り試験(JISZ2241)

引 張り試験は試験片を徐々に引張り、降伏点又は耐力、引張り強さ、伸び、絞りのすべて又は一部を測定します。この引張り試験は機械的性質を求める最も重要な 試験です。荷重を試験片の断面に均一に作用させ、破断に至るまでに十分に変形を生じさせることができ、その結果から他の試験における性質を定性的に推定で きます。

(3)曲げ試験(JISZ2248)

曲げ試験には、鋳鉄のようなもろい材料の曲げに対する抵抗力を測定す る抗折試験と、材料の変形能を判断する曲げ試験の2つがあります。ここでは変形能を測定する曲げ試験について解説します。JISではほとんどの圧延鋼材、 鍛鋼品、可鍛鋳鉄などについて曲げ試験を行うよう規定をしています。試験片には1~5号試験片が規定され、どの試験片を用いるかは材料の規格によります。 試験は試験片を規定された内側半径まで曲げた後、わん曲部の外側にクラックその他の欠陥が生じたか否かによって合否を判定します。

(4)ねじり試験

ねじり試験は、丸棒や円筒状の試験片又は部品にねじりモーメントを加え、強さ、変形、破壊などねじりに対する抵抗力を求めます。つまり、せん断弾性係数やせん断の降伏点、ねじり強さ、ねじり応力とせん断ひずみとの関係など、せん断に対する性質を知ることができます。

(5)衝撃試験(JISZ2242)

試 験片に衝撃力を加え、これに要したエネルギーの大きさから材料のじん性を求める試験です。試験機には試験片の形状からシャルピー衝撃試験機とアイゾット衝 撃試験機がありますが、アイゾットは試験片の固定が確実であると云う長所はありますが、高温や低温試験には適さないため、最近では余り使用されていませ ん。シャルピー衝撃試験は、破断に要した吸収エネルギー(J)を切欠き部の原断面積で割った値で算出します。

シャルピー衝撃値(φ)J/cm2=吸収エネルギー/切欠き部の原断面積

(6)疲労試験(JISZ2273)

材 料に弾性限度内の低い応力を繰返し加えると、引張り強さよりもはるかに小さい応力で破壊します。この現象を疲労あるいは疲労破壊と呼んでいます。疲労試験 はこのように材料の繰返し応力に対する疲労強さを求める試験です。加える負荷応力の種類によって曲げ、引張り-圧縮、ねじり、また、ねじりと曲げの組合せ などがあります。試験方法は、試験片に負荷荷重を加え、破壊するまで繰返します。鉄鋼材料の場合、107回の繰返しで破壊しなかった応力を持って疲労限度 とします。この疲労限度が機械設計には重要な役目を果たすのです。

 

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