Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
近年來，國內的光電產業在數位相機、手機相機、DVD/VCD 光碟機及投影機等蓬勃的成長下，帶動了精密光學元件的需求快速增加，而精密光學元件不可或缺的重要設備便是超精密鑽石車削機。由於鑽石刀具有高硬度、高熱 導係數、低摩擦係數、低熱膨脹係數及可製作極為銳利的刀刃等特性，因此可達到良好的形狀精度 (form accuracy) 與表面粗糙度 (surface roughness) 的要求，此二項正是評估光學元件品質的重要指標。本文以超精密鑽石車削加工誤差因素為重點，介紹各種加工誤差與形狀精度及表面粗糙度之關係，並說明加工機 台、切削工具及工件材料等對車削加工元件的影響。
加工機台
加工機台主要是由進給系統、 主軸系統及床台等所組成，其中進給系統包含驅動單元、拘束導軌單元及位置量測單元。目前常見的 超精密加工機大多採用線性馬達來驅動，導軌由靜壓軸承構成，而位置量測單元則為高解析度之雷射光學尺，以達成高精度與高剛性之進給要求。機器運動時，其運 動方向之定位精度係由驅動單元與位置檢測單元決定，其他方向則是由拘束導軌決定。由於加工尺寸增加，位置誤差亦隨之增加，故進給系統的運動誤差會直接影響 工件的形狀精度；其次各進給軸之直角度誤差也會影響工件的形狀精度。
此外，加工過程中因進給系統之動剛性 (dynamic stiffness) 所產生刀具與工件間之相對振動，亦會影響工件的表面粗糙度。加工過程中，由於切削加速度與切削力相當微小，因此機台靜剛性 (static stiffness) 所造成之變位量幾乎可以忽略。但機台之動剛性決定抑制振動的能力，雖然床台本身的振動隔絕裝置可隔絕來自地板的振動，但進給系統之電力配線、伸縮護套或導 軌之摩擦效應，都可能因位置改變而使機器產生振動。一般而言，機器之動剛性決定於機器之系統慣量 (inertia)、阻尼 (damping) 及自然頻率。動剛性愈高，刀具與工件之振動變位愈小，加工表面粗糙度就會愈佳。
位置感測器的位置亦會影響形 狀精度與表面精度，其安裝位置與工作軸都會存在偏位量，也就是所謂的阿貝偏位 (Abbe offset)；阿貝偏位愈大，加工形狀精度愈差。若位置感測器之安裝機構設計或安裝不良，在加工過程中可能會有振動現象，機台會因位置迴授控制而隨之振 動，因此會提高工件表面粗糙度。
主軸安裝於機台時，其軸向方向應與 Z 軸平行，若有平行度誤差則會造成工件之形狀誤差。另外，主軸軸承之動剛性，誠如上段所述，也會影響工件之表面粗糙度。造成主軸振動之常見原因有主軸軸承表 面之真圓度誤差、主軸旋轉件之動平衡誤差、驅動電路雜訊干擾以及軸承空氣壓力擾動等，因此主軸系統對工件之形狀誤差與表面粗糙度都會有影響。
床台對加工精度之影響不若上述幾項因素明顯，超精密加工機大多採用花崗岩為機器床台，而花崗岩具有良好的熱穩定性與阻尼特性，因此，對環境溫度變化與振動所產生之變形量皆有很好的吸收效果，但若需長時間加工的元件，則有可能因為環境溫度變化而產生工件之形狀誤差。
車削工具
車 削工具包含鑽石刀具、刀具圓弧檢測裝置、切削液、集屑裝置等。鑽石刀具對加工誤差之影響因素有刀具之圓弧形狀、圓弧半徑 以及刀刃波紋 (waviness) 等。一般而言，鑽石刀具會修整為圓弧形狀，並藉由刀具檢測裝置檢測其圓弧半徑與中心，將檢測結果輸入控制器內，以刀具圓弧半徑補償進行車削加工。若刀具之 圓弧並非正圓形或檢測之圓弧半徑與中心有誤差時，就會造成工件之形狀誤差。刀刃波紋則會影響工件之表面粗糙度。刀具圓弧中心，運動到設定的切削中心點時， 需與工件主軸之旋轉軸位置與高度一致；若不一致，除了會產生加工形狀誤差外，亦會在工件中心殘留凸點 (俗稱肚臍眼)。
車 削加工時，經常會供給切削液，以降低切削點溫度並帶走切屑。鑽石車削大多以油霧式供給切削液 (以高壓空氣噴出切削油)。因此噴嘴之角度與油、氣之流量與速度都會影響冷卻與排屑效果。最常見的情況為切屑堆積於鑽石刀刃上，並與被切削材料表面摩擦， 進而對工件表面粗糙度造成極大的影響。為避免切削過程中產生積屑甚至捲屑的情形，可外加集屑裝置。集屑裝置之原理是利用高壓空氣吹入集屑管中，使之產生真 空狀態。使用集屑裝置會使切削點附近的空氣產生擾動，同時集屑管也會因氣體流動而產生振動，進而造成機器振動而影響加工件之表面粗糙度。因此在使用集屑裝 置時除了要注意集屑效果外，亦需小心空氣擾動與振動所造成的影響。
工件材料
工件材料的 純度及緻密性是影響加工表面粗糙度的重要因素。常見之鑽石車削工件材料如鋁及銅合金，在煉製過程中多少會摻有雜 質，這些雜質會造成切削過程的暫態振刀現象。另外，若緻密性不足，甚至在材料內部含有氣孔，則加工表面會殘存孔洞。以上兩項因素皆是表面粗糙度的致命傷， 這也是為何多數的鋁合金之最佳加工表面粗糙度被限制在 3–5 nm 的原因。無電鍍鎳之鍍製過程可以得到極佳的純度且無固定的結晶方向，在電鍍過程加入一定比例的磷成分，使其不會與鑽石刀具產生化學磨耗。基於以上原因，無 電鍍鎳可以說是目前表面粗糙度最佳的加工材料，其表面粗糙度可達 1 nm 以內。
加工參數
加工參數包括刀具幾何、切削速度 (或主軸轉速)、切削深度、進給速度等。如上節所述，鑽石車削之刀具皆採用圓弧刀刃，理論上圓弧半徑愈大，則切削進給之殘留高度愈小，即表面粗糙度愈佳。切削殘留高度公式為 h = fr2/(8rt)，其中，fr 是每轉進給量，rt 為刀刃半徑，因此為得到一定的表面粗糙度，需要根據刀刃圓弧半徑與主軸轉速決定適當的精車削之進給速率。通常根據上述原則決定適當的切削參數即可得到理想的表面粗糙度；但有時刀刃圓弧半徑愈大，並不表示表面粗糙度愈佳。
因為刀刃半徑愈大，表示切削面積愈大 (亦即切削力較大)，因此會造成工件材料表面之推擠變形，使得工件表面粗糙度劣化。當然，材料之推擠變形與工件材料本身之機械特性有關，在決定切削參數時，除了要考慮材料之切削性外，也應考慮切削力所造成的材料變形。
結論
除 了上述各項因素外，環境變化與操作技術等因素亦需注意。環境因素除了室溫變化與地面振動外，也要注意空調系統或門板開關 所造成的空氣振動。當然，操作技術人員的專業知識、經驗與工作態度才是決定加工精度最主要的因素。專業知識除了加工技術，還包括光學設計、機構設計與檢測 技術。因光學元件在設計階段時，光學設計人員即應與加工與檢測人員討論元件之功能與精度等級，一同評估元件之加工方法、夾持方式及檢測方法等。
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.com skype: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 BW tool 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 tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
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：
（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
（７）医療用品エンド・ミル設計
弊社の製品の供給調達機能は：
（４）オートメーション整備調達
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。
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.
BW is 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.
留言列表
