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燃 料電池(Fuel Cell),是一種發電裝置,但不像一般非充電電池一樣用完就丟棄,也不像充電電池一樣,用完須繼續充電,燃料電池正如其名,是繼續添加燃料以維持其電 力,所需的燃料是「氫」,其之所以被歸類為新能源,原因就在此。 燃料電池的運作原理,也就是電池含有陰陽兩個電極,分別充滿電解液,而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。

 

氫氣由燃料 電池的陽極進 入,氧氣(或空氣)則由陰極進入燃料電池。經由催化劑的作用,使得陽極的氫原子分解成兩個氫質子(proton)與兩個電子(electron),其中質 子被氧『吸引』到薄膜的另一邊,電子則經由外電路形成電流後,到達陰極。在陰極催化劑之作用下,氫質子、氧及電子,發生反應形成水分子,因此水可說是燃料 電池唯一的排放物。 燃料電池所使用的「氫」燃料可以來自於任何的碳氫化合物,例如天然氣、甲醇、乙醇(酒精)、水的電解、沼氣…等等。由於燃料電池是經由利用氫及氧的化學反 應,產生電流及水,不但完全無污染,也避免了傳統電池充電耗時的問題,是目前最具發展前景的新能源方式,如能普及的應用在車輛及其他高污染之發電工具上, 將能顯著改善空氣污染及溫室效應。

 

參考網頁

<span>http://fuelcells.sae.org/</span> <span>http://www.fuelcells.org/</span> <span>http://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm</span> <span>http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/electric/types/fuel.htm</span>



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航空機械鉸刀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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【大 紀元12月4日訊】(大紀元記者陳常鵬綜合報導)近年來油價不斷飆高,全球能源頗有面臨枯竭之憂。另一方面石化燃料燃燒產生之廢氣所致之溫室效應,已在全 球各地屢釀巨禍。世界為達成後京都議定書時代溫室氣體減量的目標,科技大國紛紛尋求潔淨且具經濟效益的替代性能源。以氫氣為燃料的燃料電池(Fuel Cell),具有零污染、高電能轉換效率、低噪音及可再生性等特點,已成為全球寄予厚望的綠色能源。本文先介紹燃料電池的歷史,並剖析其基本原理。

自 汽車問世以來,各國政府對於廢氣排放管制雖越趨嚴格,但溫室氣體已引發全球暖化造成的洪災及嚴寒酷暑。據聯合國環境規劃署表示,未來10年內全球 在攸關氣候變遷、清潔能源等須投資達數兆美元。再者,預期石油短缺每下愈況,汽車業界與各國政府於過去10年間,已投下數百億美元,育成潔淨又能致動車輛 的能源技術,氫燃料電動機已成為取代低效高污染性的內燃機引擎的首選。

燃料電池(Fuel Cell)其實並非電池,或許稱為「燃料發電元」更為貼切。燃料電池組是一種直接將燃料通過電化學作而產生燃燒反應並輸出低電壓直流電的元件所組成的裝 置。相對於其他化學電池來說,燃料電池其實是一種發電裝置。燃料電池別於一般電池之處在於,它所參與電極反應的活性物質並不貯存在電池內部,而是全部由電 池外部提供。它的出現徹底改變了電池不能連續工作的侷限,只要不間斷的輸入反應物,它就可以不停地工作。

燃料電池還具有直接汲取化學能的 優勢,主要的燃料以氫氣為主,氫與氧透過電化學反應發生氧化作用並輸出電能與熱量,但熱量遠低於石油氣之燃燒作用, 故有「冷燃澆」之說法。此種化學能轉換為電動能的過程,節省了轉換為機械能所須浪費的能量損失,故展現出比內燃機頂多30%更高的能量轉換效率。此外,所 生之廢熱若再經回收利用,更可達到高達85%的總體能量利用率,可望成為最具經濟效益的能源。

燃料電池的發展史

早在1839年有燃料電池之父之稱的威廉-葛洛夫爵士(Sir William Grove)便已發現將水的電解反應作逆向操作可產生電能的現象。

但由於自然界中並不沒有富豐的氫氣體,故直到1889年藍吉爾(Charles Langer)與蒙德(Ludwig Mond)兩位研究者仍嘗試使用煤氣與空氣製作第一具實用的燃料電池,當時也才定下了「Fuel Cell」這一名詞,但均未獲得成功。

1866年,西門子(Werner von Siemen)先生發現了機-電效應,揭開了燃油發電機的發展,並使燃料電池技術黯然失色。1900年代初期雖然有後繼的努力嘗試將煤及碳轉變成電力,但內燃引擎的發明突然壓抑了這個剛萌芽的科技。

貝肯(Francis Bacon)後於1932年發展出堪稱世界第一具成功的燃料電池裝置,該電池採用氫氣與氧氣為反應物、鹼性溶液電解質及鎳金屬電極,該設計的突破在於其製作成本遠低於藍吉爾與蒙德當初的設計。

在克服了大量的技術問題後,1959年貝肯及其公司才成功地展示出第一具輸出功率達5仟瓦的實用級燃料電池系統。同年伊律格(Harry Karl Ihrig)也展示出知名的燃料電池驅動的20馬力牽引車。

在1950年代末期,NASA又重新炒熱了燃料電池的應用,開始建造袖珍型的發電機以用於太空任務中。NASA隨即資助了數以百計有關燃料電池科技的研究合同。在1960年代幾次的太空任務中,燃料電池用於驅動登月探險車及供應太空人飲用水,均證明了它的實用性。

近 幾十年來燃料電池的發展,在全球環保意識的推動下已朝向作為替代性能源發展。大至大型的固定式發電機組、發電廠;小至可攜式電子產品的電源供應件 等,皆有各式各樣的燃料電池選擇。燃料電池車輛(fuel cell vehicles, FCV),更是各大汽車製造商所致力研發的未來綠色主流交通工具。

燃料電池的原理

燃料電池採用的是「冷燃燒」過程,為直接式能量轉換器,將燃料(氫及碳氫化合物等)的化學能轉化爲電與熱。單一發電元的構造如下圖所示。

 

燃料電池的結構及運作原理示意圖。(取材自http://americanhistory.si.edu/

單一發電元含有陰陽兩個電極(分別為正、負二極),化學反應即是在此二極表面發生。所有的燃料電池都須有一種電解質,將帶電的粒子從一個電極輸送至另一電極。電極中還須有催化劑(catalyst),負責加速氧化還原反應的進行。

現 代的燃料電池依電解質或燃料之別已可區分成八、九種之多。但一般的運作原理是,將氫氣經由管路送達陽極,並在陽極發生氫原子解離成一個質子(即帶 正電之氫離子)與一個電子的反應。帶負電的電子在電動勢的驅使下流向陰極,遂形成供電迴路產生可作功的直流電流;質子則經由電解質流向陰極。

空 氣中約21%的氧氣可提供作為燃料電池所需的氧化劑。氧亦經由管道輸送至陰極。如上圖所示的電池類型,其氧原子會在陰極與電子及質子化合形成水。陽極 H2 -----> 2H+ + 2e-陰極 2H+ + 2e-+1/2O2 -----> H2O全反應 H2 + 1/2O2 -----> H2O

另外,某些另類電解質的電池類型則是,氧原子在陰極與電子結合形成氧離子或與水及電子結合形成氫氧 離子,再經由電解質游向陽極與質子結合產生水。例如,陰極 1/2O2 + H2O + e- ----> 2OH- 陽極 H2 + 2OH- ----> 2H2O + e- 全反應 1/2O2 + H2 ---> H2O

氫元素雖是基本的燃料來源,但沒有氧氣發電機制亦無法運作。絕大部份的氫與氧化合後的產物是水— 一種無害的副產物,這就是燃料電池既能發電又不會造成污染的優勢之處。

電解質對於燃料電池而言,亦扮演關鍵角色。它必須具有只能讓特定的離子通過的特性。如果自由電子或其它物質可隨意進入電解質中,則化學反應便會被破壞。不論帶電荷的離子是游向陽極或陰極來進行反應,主要的產物都是水,水將在電極處收集後排出電池體外。

只 要發電元不斷地被供給氫及氧元素,該發電元便會持續產出電能。現代用電需要交流電時,燃料電池的直流電源可經變頻器(inverter)再轉換成 交流電。數個發電元串聯在一起,便形成電池組,使輸出電壓及功率倍增。數個電池組串接,便可形成發電系統,乃至功率高達百萬瓦(MW)的固定式發電廠。

氫氣知識

燃 料電池所需利用的氫,是我們宇宙中最簡單、最豐富的元素。它具有一個電子圍繞一個質子的組態,可惜在地球不是以氣態出現,總是以結合其它元素的化 合物形式存於自然界中。它幾乎可由任何含氫的化合物中萃取出來,是最終的潔淨能源的載體。一份的氫氣所含的能量為同等份量汽油的3倍之多。

如同所有的燃料一樣,氫氣也有安全顧慮。

◎ 由於氫氣內藏高量化學能,有爆炸的危險。如同現今的石油及天燃氣一般,必須有適當的安全操作程序,但並不意味危險性較高,只是安全的重點有所不同而已。◎ 如「都市氣體(天燃氣,town gas)」等民生常用的燃料亦屬以氫基燃料,目前仍在世界各地使用。◎ 氫氣的製造、運輸及使用在現今工業環境中,可謂成熟,已具備完善的安全作業標準。美國每年在公路上運送的液化氫氣量可達7000萬加侖,未曾肇出重大災 害。◎ 石化業、煉鋼業長久以來使用氫氣,利用數百英哩的管路輸送氫氣亦已具備相當的安全性。

氫燃料的取得方式亦呈現多樣化。

◎ 傳統式:來自天燃氣、汽油、柴油及丙烷等。◎ 再生性及替代性來源:甲醇、乙醇、垃圾掩場沼氣、生物分解氣體及甲烷等。◎ 水中萃取:水經電解作用可得氫氣,電解所需電能多利用太陽能及風力等自然能源。◎ 創新型:硼氫化鈉水解製氫、海藻及花生殼中萃取等。

樂觀預期下,氫氣以其多樣化資源的特性可望在2040年前實現每日節省1,100萬桶石油的目標。

氫氣索價不斐?

美國能源部的「氫燃料電池及其基礎建設計畫(Hydrogen, Fuel Cells & Infrastructure Technologies Program)」中已定下以下目標:

◎ 2005年以前建立相當於1加侖汽油當量的氫氣值美金3元的技術。◎ 2008年前驗證上述技術。◎ 2010年技術精進至每加侖汽油當量之氫氣僅值美金1.5元。

近年來汽油價格屢創新高,最高油價亦在美金3元左右。即使FCV車輛若真能使用到每加侖汽油當量3塊美金的氫氣時,也會為消費者省下大把的鈔票;因為氫燃料車輛的效率仍高於汽車內燃機引擎的效率,1汽油當量的氫氣所跑的里程可超過汽車的一倍以上!

如果上列目標皆實現,氫燃料車輛可望達到每加侖汽油當量僅花費1美元的願景。

(待續)

參考網頁

http://fuelcells.sae.org/ http://www.fuelcells.org/ http://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/electric/types/fuel.htm



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四方晶系的三个晶轴相互垂直,其中两个水平轴(x轴、y轴)长度一样,但z轴的长度可长可短。通俗地说,四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体,(晶体横截面为正方形,但有时四个角会发育成小柱面,称“复四方”),有的是长柱体,有的是短柱体。

再,四方晶系四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都一样,但和顶端不对称(不同形);所有主晶面交角都是九十度交角。请看模型图:

 

四方晶系的晶体如果z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(x 、y)发育大于竖轴z轴,那么该晶体就是四方板状,最有代表性的就是钼铅矿。

晶体在实际生长中有许多因素影响它的正常形状,如z轴“平移”或平行连生等,四方晶系的晶体横截面有时不是正方形,会略带长方形。这种情况在各种晶系中常见。有时我们说的“歪晶”就属此情况之一。

请看常见的一些四方晶系的晶体模型:

 

这个晶系常见的矿物有锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。请看实物图片:

 

符山石的晶体

 

锡石的长柱状晶体(顶端另有斜生的小晶体)。柱体的棱角发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方”:四个主柱面,四个小柱面。

 

这是短柱状锆石,柱体几乎不发育。象个四方双锥体或假八面体

 

钼铅矿的晶体是四方板状,也就是两个横轴的发育程度大大超越竖轴(z轴)

 

鱼眼石晶体



引用出處: 

 http://news.21gem.com/news/19354.html

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綠色製造在軸承製造業中的應用研究

 

 

 一、綠色製造時代的軸承製造業 20世紀90年代以來,我國軸承工業在提高質量、優化結構、增進效益的基礎上,逐步調整髮展戰略,使生產結構和地區佈局不合理的狀況有所改善,技術水平不 斷提高,已經形成系統比較完整的生產與技術體系,成為排名於日本、美國和德國之後的世界軸承生產第四大 國。但是,軸承製造業在綠色製造技術方面研究甚少,高技術難度和高附加值的軸承品種少,產品質量 低,企業雖多,但生產能力低下;在軸承設計與製造理論上,同西方發達國家相比還存在相當大的差距。 而且,資源和原材料消耗較大,生產噪聲也很高,切削液、冷卻液、廢氣、廢液的排放對環境的污染也比較嚴重,因而影響了我國軸承工業的可持續發 展。鑑於此,軸承綠色製造可為軸承工業可持續發展提供保證。

 二、我國軸承工業綠色製造的基本特點 1.軸承工業綠色製造的主要內容1)軸承工業的製造領域。包括產品生命週期全過程等;2)軸承工業的環境領域;3)軸承工業的資源領域。軸承工業的綠色製 造就是這三大領域內容的交叉和集成。 2.軸承工業綠色製造主要應考慮的是“五綠”問題,即軸承綠色設計、狹隘的軸承綠色製造、軸承綠色 包裝、軸承綠色運輸、軸承綠色使用、軸承綠色維護。 3.軸承工業綠色製造的綜合效益首先,實施軸承工業綠色製造,最大限度地提高資源利用率,可直接降 低軸承成本;減少或消除環境污染,全面改善或優化軸承企業員工的工作環境,提高工作安全性,減少不必要的開支,有助於提高員工的主觀能動性和工作效 率。

其 次,軸承工業的綠色製造將使軸承企業具有更好的社會形象,為企業增添了無形資產。因此,我國軸承 工業對待綠色製造,不應該被動地遵守政府或社會道德方面作出的規定,而應該把綠色製造看作是一種戰略經營決策,即實施綠色製造對軸承企業是一種機 遇。根據實際情況,對軸承綠色製造的效益與成本進行對比分析,從而確定軸承綠色製造的經濟效 益。

綜上所述,軸承工業的綠色製 造的效益是社會效益和經濟效益的集成。 4.軸承工業綠色製造系統中的信息集成綠色製造系統除了涉及普通製造系統的所有信息及集成外,還強 調與資源消耗信息和環境影響信息等的集成處理,並且將製造系統的信息流、物料流和能量流有機地結合,系統地加以集成和優化處 理。

 5.軸承工業綠色製造的過程集成軸承綠色製造覆蓋了軸承產品生命週期的每一過程,是基於數據庫及其 數據交換標準的產品多生命週期的集成。

 6.軸承工業綠色製造的集成功能目標體系軸承綠色製造的功能目標模型簡稱TQCSE模型,其中T表 示時間,Q表示質量,C表示成本,S表示服務,E表示環境。E是指採用綠色製造技術,能最大限度地 消除環境負影響,提高環境效益。

 7.軸承工業綠色製造的社會化集成特性軸承企業要實施綠色製造,必須考慮軸承產品壽命終結後的回收 和處理,這就可能形成軸承企業、軸承產品、軸承用戶三者之間的新型集成關係。

 

 三、 軸承工業綠色製造的戰略體系和關鍵技術1.軸承工業綠色製造的戰略體系 它包括軸承綠色管理信息系統、軸承綠色設計系統、軸承綠色製造過程系統、軸承綠色質量保證系統、軸承綠色物能資源系統、軸承綠色環境影響評估系統等六個綠 色功能分系統,計算機通信網絡系統和數據庫/知識庫系統等兩個支持分系統以及與外部的聯繫。為區分 起見,廣義的軸承綠色製造,簡稱為綠色製造;狹隘的軸承綠色製造,簡稱為綠色生產。在軸承產品的生 命的全過程中,顯然,軸承產品的綠色設計、綠色生產、綠色回收是至關重要的,因而就成了軸承工業的主要技術。

軸承綠色設計是在考慮產品的功能、質量、開發週期和成本的同時,優化 各有關設計因素,使產品及其製造過程對環境的總體影響減到最小。綠色設計又稱為面向環境的設計 (Design for Environment, DFE)。

軸 承綠色生產是可持續發展思想在製造領域的體現。主要表現為清潔生產,其理想工藝是納米級製造技術 基礎上的從零件到產品的一次淨成型。材料、產品生產製造的過程中,不但要採用環保節能型材料加工、 零部件製造、裝配工藝,還要考慮生產部門的工作環境對人們生理、心理的影響。這既符合法律法規 (2002年5月1日施行《中華人民共和國職業病防治法》)的要求,又體現人類的道德倫理。軸承綠色回收要求軸承生產企業,要密切聯繫廢棄物處理部門與材 料加工企業協同合作,探索符合可持續發展綠色觀的物質流、能量流,使生態資本、經濟資本、社 會資本共同增值。

 

 2.軸承 工業綠色製造的關鍵技術由於軸承屬於精密的機械零部件,又是用硬質耐磨材料構成,其製造一般都需要經過車削、磨削等工序來完成,這就必然要使用切削液、磨 削液等對環境具有污染的 物質。隨著切削刀具和切削技術的發展,目前國內、外對軸承採用乾切削和硬切削已有很多的研 究。但由於軸承是經受交變應力的部件,如何有效地控制其加工表面的殘餘應力狀態,成為製約這一技術 推廣應用的關鍵。

 目前國外已有先通過 硬車削再對軸承滾道表面進行滾壓的軸承加工工藝,據稱這一方法除了使成本減少到原來的55%,壽命也提高了五 倍。國內對軸承的硬車削技術還停留在實驗的階段,如何改進軸承的加工工藝,通過改變切削條件和方 法,主動控制軸承加工表面的應力狀態是當前我國軸承行業實現綠色製造的關鍵技術。



引用出處: 

 http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4354&prev=-1&next=4353

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金屬塑性成形產業為能促進產業升級,提升競爭能力並 積極介入潛力雄厚之電子、電腦產業,板材沖鍛複合成形之製程技術、模具設計與製造技術及自動 化生產技術之研發與應用,實為一重要課題;另基於降低生產成本、減輕產品重量、簡化零件設計與製造及提升產品附加價值等目的,金屬塑性成形領域正積極朝向 高精度淨形成形技術發展。

 

4-2 何謂淨形成形(Net Shape Forming)

淨形成形之定義如下:

(1) 相對於傳統塑性成形(Plastic Forming),可得較小之後續機械加工,即可符合零件之尺寸及公差要求之成形製程。

(2) 成形零件局部重要位置不須後續機械加工,即可符合零件之尺寸及公差要求之成形製程。

(3) 在符合零件之尺寸及公差範圍內,鍛件可不須後續機械加工之成形製程。

 

4-3 塑性加工製品高精度化之因素

金屬塑性加工現正朝著三大目標發展:

1. 製品精密化(淨形零件開發)

2. 製程合理化(以最小投資成本及生產成本為製程整合與應用之原則)

3. 自動化、省力化

日 本塑性加工學界大師工藤英明教授於其所發表之“精密鍛造的現狀與未來“中提到了塑性 加工高精度化之因素(如圖一所示)。由圖一中可知,為能滿足21世紀工業競爭之趨勢與潮流:省能源、省資源、高效率化;價值觀多樣化;製品輕細小化等需 求,並進而提升塑性加工業界之國際競爭能力,塑性加工製品不得不結合自動化生產與組裝並提升其製品之精度。

圖(一)  請點選

        塑性加工製品精度提升之需求,可由下列幾項因素反映之:

1. 減少後續加工

2. 零件形狀一體化、複雜化

3. 流線切斷極小化

4. 高附加價值化

5. 表面平滑化

6. 細密加工化

 

4-4 板材流動控制成形法(Flow Control Forming),簡稱FCF

1. 板材流動控制成形法(FCF)簡介

(1) 近來,於塑性成形領域,製造淨形零件(不須後績加工),以降低生產製造成本之需求日益殷切,於板金成形製程中有效的加入冷間鍛造製程為一極有效的方法,因此FCF製程因應而生。此專有名詞,其實質之製程為板金成形與冷間鍛造之合技術。(如圖二所示)

圖(二)  請點選

(2) FCF製程是對材料的塑性流動進行精確控制,其可提升產品精度,於零件不同部位獲得不同之尺寸、厚度要求,補償了板金成形之缺點,以加工出高附加價值的複 雜形狀製品,這種加工方法將開創塑性 加工新領域,預期此將取代部份成形+切削、粉末冶金與壓鑄等技術,並擴大塑性加工的使用範圍。

(3) FCF製程因採用板材下料的方式,故於生產技術中,大都採用板金成形之生產方式。

 

微小形零件一採用連續沖模自動化生產。

1. 小型零件一採用連續沖模自動化生產。

2. 中、小型零件形狀較雜,應用工序較少者-採用胚料傳送自動化生產。

3. 中、小型零件形狀較複雜,應用工序較少者-採用複合模具,實施人工生產或結合機械手(robot)之自動化生產。

(4) FCF製程工件成形應力較冷間鍛造製程者小,如圖(三)所示。

 圖(三) 請點選

(5) 圖(四)所示為板材沖鍛成形製程所包含之冷間鍛造與板金沖壓基本工序。

     圖(三之一) 請點選

4-4-2 應用FCF製開發之產品例(Helical cup)Helical cup沖鍛件如圖(四)、圖(五)所示。

 

圖(四)應用沖鍛複合技術開發之耳機軛

 

圖(五)  應用沖鍛複合技術開發之零件

 

(1) Helical cup應用傳統冷間鍛造製程,如圖(六)所示。

 

圖(六)  Helical cup傳統冷間鍛造

 

(2) Helical cup應用FCF製程,如圖(七)所示。

圖(七) 請點選

4-4-3 板材流動控制成形(沖鍛成形)之優劣點

        因板材沖鍛成形製程採沖床加工方式(生產速度高)且為淨形零件製造製程,除必要之螺紋加工外,無後續機械加工,故其製造成本遠低於他種零件製造製程,經實績印証,其可取代下列製程技術所生產之產品。

1. 脫臘鑄造法

2. 壓鑄+切削加工

3. 沖壓加工+切削加工

4. 切削+研磨

5. 嵌合、銲接之組合零件

(一)板材沖鍛成形製程之優點

1. 產品之高精度安定化

2. 產品開發時程大幅縮短

3. 整體加工成本大幅減低

4. 產品強度增加(流線未被切削破壞、加工硬化等)

5. 因強度增加,產品可小型化、輕量化

6. 因採沖床加工,產品可大批量穩定供應

(二)板材沖鍛成形製程之缺點

1. 與沖壓加工比較,模具局部位置承受極高之集中負荷,模具剛度之要求與設計為重要之課題。

2. 若應用冷鍛連續沖模製程開發微小或小型淨形另件,因加工工序多,需求較寬台面之沖床,且因連續模具有局部位置承受極高之集中負荷,故壓床不能單純採用一般之沖庄沖床或冷鍛沖床;須選用高精度,高剛性且滑塊運動特性特別要求之成形設備。

3. 模具精度要求高故模具製作費用極高,非為一般之沖壓模具與冷鍛模具所能比擬,故適合大批量之零件生產。

 

4-5 擺輾鍛造(Orbital Forging)

4-5-1擺輾鍛造之基本原理及類型

        擺 輾鍛造是1960年代始出現的一種壓力加工製程,相關之研究及開發工作主要集中於英國、波蘭、西德、日本及中國大陸等國,近 年在歐洲(德國、波蘭、瑞士)、中國大陸及日本等國已經成功的應用於汽機車、機床、電器、刀具及五金等產業零件之生產。由於此一製程具備省力(為傳統壓床 鍛造成形負荷的1/5~1/20)、精度高、無震動、噪音小與設備投資少的優點,因此可以預期在環保法規愈趨嚴格的末來,本製程必將得到愈來愈廣泛的應 用。

        擺輾鍛造為一項新的加工技術、加工時因模具與工件是呈局部接觸的方式,故其所需的鍛造負荷較傳統製程為小,因而鍛造加工機的出力和模具受力同樣減低,但因擺輾鍛造在成形機構與成形原理均和傳統鍛造方式有別,所以必須考慮到不同的製程參數。

 

(一)基本原理

        擺 輾鍛造之基本原理如圖(八)(a)所示,其上模之中心線0’0相對於下模中心線Z0傾斜了一個小角度γ,因此在成形時作用力 僅作用於工件表面之局部區域如圖(八)(b)所示,利用上模之迴轉,逐次壓縮材料使之成形,由於每一瞬間材料與模具之接觸面積很小,因此可大為節省所需之 成形壓力。

        擺輾鍛造由於具備以冷鍛方式將形狀複雜零件鍛造成近淨形(或淨形)鍛件之能力,故擁有極大的市場潛力,而且擺 輾鍛造能以傳統鍛 造製程的1/5~1/15的成形負荷即能鍛製出相同尺寸的產品,因此在鍛機的投資成本上要經濟許多;另外,由於特殊成形方式及成形負荷的降低,自然也沒有 一般傳統鍛造製程惱人的噪音及振動問題,對工作環境的改善及工作效率的提昇亦有極大的幫助。

 

圖(八) 擺輾鍛造示意圖

 

(二)運動類型

        擺輾鍛機中上下模的基本運動形式有三種:

1. 迴轉(Rotation):模具繞自軸旋轉。

2. 平移(Feeding):模具沿一個固定方向移動,一般稱為進給。

3. 擺輾(Rocking):模具相對於另一軸迴轉,而使得模具搖擺晃動。

由上下模運動模式的不同組合,擺輾鍛機可分為三種機型,如圖(九)。

 

圖(九) 擺輾鍛造的三種運動型式

4-5-2 擺輾鍛造之製程參數

擺輾鍛造之重要製程參數包括:擺輾角度(γ)、擺頭轉速(n)、每轉進給量(s)、擺頭與工件接觸時間(t),其在製程中所扮演之角色及影響如下所述:

(1) 擺動角度(γ)

γ 角的大小直接影響到擺頭與工件之間的面積接觸率(λ=擺頭與工件接觸面投影面積 /工件表面投影面積),此乃因擺頭為一圓錐體其圓錐頂角一般取180-2γ°,γ角愈大則圓錐頂角 愈小,擺頭與工件之間的面積接觸率(λ)愈小。而面積 接觸率(λ)的大小又會影響工件成形所需負荷例如當λ=1/n時,即擺頭與工件之間的接觸面積為整體投影面積的1/n倍,則變形力可以減力到原本的1 /n,擺輾鍛造就是在此一觀念上所發展出來的塑性加工製程。

(2) 擺頭轉速(n)

   擺頭轉速直接影響設備電機功率,轉速太高不但電機功率成正比增加,且會使機架受力惡化。擺頭轉速亦影響擺頭之每轉進給量(s),因此也直接影響到軸向壓力與鍛件品質(參考(3)之說明)。擺頭轉速一般們於30~300rpm之間。

(3)每轉進給量(s)

  每 轉進給量(s)乃指擺頭每轉(搖擺)一圈相對於下模的進給量,其由兩項參數所決 定,即滑塊進給速度(v)與擺頭轉速(n),S=v/n,當s較小時就會產生“蘑菇效應”現象,工件鍛不透。一般S的選擇以使λ=0.2~0.23為宜, 目前常用擺輾鍛造設備的S=0.2~2mm/轉。

(4)擺頭與工件接觸時間(t)

擺頭與工件接觸時間(t)對工件品質有直接影響,t之設定通常以工件達到其設定高度之後,擺頭在工作表面能多輾壓1~2圈,以達到表面精整的效果。

 

4-5-3擺輾鍛造製程之特點及設備

擺輾鍛造製程之特點

 

特     點

說             明

 

l          設備投資成本少

l          噪音、振動少

 

l          材料步留率高

 

 

l          表面精度高

 

l          適合多樣少量生產方式

l          以冷鍛製程為主

l          成形負荷僅需傳統鍛造之1/5-1/15

 

l          噪音較傳統製程減少10分貝以上

 

l          材料步留率可達90%以上,較傳統製程提高10-20%,可節省材料成本約20%

 

l          鍛品表面精糙度可達Ra0.8μm以內

 

l          生產線彈性大、生產成本可降低10-15%

 

l          溫鍛製程時鍛機元件受熱影響需克服(如隔熱、冷卻系統之加裝)

在國內擺輾鍛造是一種新的加工方法,目前僅有金屬工業研究中心有擺輾鍛造機。

 

 (圖十) 金屬中心PXW-200A型 (200噸)擺輾鍛機外觀(波蘭製)

4-5-4 擺輾鍛造之產品

 

(圖十一)  過用擺輾鍛造製程所鍛製之產品(棘輪、排檔齒輪、端面凸輪等)

4-6 鍛造模具技術

4-6-1 淨形鍛造 (Net Shape Forging)

所謂淨形鍛造就是:

(1)    相對於傳統模鍛製程,可得較小之後續機械加工量之鍛造製程。

(2)    鍛件局部重要位置不需後續機械加工即可符合零件之尺寸及公差要求之鍛造製程。

(3)    在符合零件之尺寸及公差範團內,鍛件可不需後續機械加工。

 

傳 統的鍛造製程,胚料經由剪切或鋸斷控制下料重量,通過加熱爐之加熱,達到鍛造製 程所需之溫度,藉由送料機構或人員操作,在鍛造機械,如落鍾鍛機或機械壓床的成形下,完成鍛造工程,再進行剪緣及後續之加工。在這些過程中,下料重量的多 寡,加熱能量的消耗,鍛造工程道次,鍛材步留率的高低,鍛品之要求精度,模具製作的費用,操作機台及人員之投資,以及後續加工量的多少、難易等等,都會影 響最終產品的製造成本及其價值。因此,為了降低製作成本、提高產品價值及競爭力,製程設計者紛紛朝向精密淨形鍛造或省能源鍛造的方向前進,以期達到下述目 標:

1. 節省下料重量、提高材料步留率。

2. 結合熱處理製程,降低能源成本。

3. 尋求合理預成形,減少工程道次及模具、設備、人工成本費用。

4. 提高產品精度,降低機械加工成本。

4-6-2 高精度鍛造品之決定因素

欲獲得高精度鍛造品之決定因素如圖(十二) 

圖(十二)請點選

4-6-3 鍛造模具之加工技術

        決定高精度化鍛造品之決定因素如圖(十二)所示,現依據鍛造模具之加工流程圖及其相關技術整理成圖(十三)及圖(十四)

圖(十三)及圖(十四)請點選

4-6-4 鍛造模具加工技術之發展趨勢

(1)    高速銑削

傳 統銑削加工如要使鍛模加工面達到精加工程度,必須增加加工時間(因 Feed Pitch必須比較小);而像日本等先進國家已發展高速銑削加工機,利用高速銑削加工機,可藉進刀速度(高達10m/min)及心軸rpm(高達 10,000rpm以上)之提高以補償加工時間,並達到精加工程度,生產效率可提高10倍以上,目前日本亦正朝向心軸轉速提高為20,000rpm以上之 高速銑削加工機之開發、應用,表(一)為高速銑削加工機之特性。

(2)    電化學加工(ECM)

電化學加工 (Electro-Chemical Machining)是利用在電解液中的電化學溶解將工件加工成形。加工時工件接電源的正極,工具(電極)接電源的負極,工具(電極)向工件緩慢進給,使 二極之間保持在約0.1~0.5mm間隙,被加工件金屬在電化學作用下以離子狀態進入電解液,形成氫氧化物,而此間隙中的氫氧化物被高速流動之電解液沖 走,以確保電化學反應能持續不斷的進行,直到加工結束。

目前ECM技術之主要應用於難切削材料和複雜模面、模穴、異型孔和薄壁零件的加工,還可用於表面拋光、去毛邊、刻印、磨削、研磨、車削等,其生產效率約為放電加工(EDM)之5~10倍,在某些情況下,甚至可比傳統銑削加工還高,表(二)為其優、缺點。

(3)    自動研磨拋光

鍛造模具模穴之曲面研磨拋光,傳統上均以人工操作,此技術人員必須具有高度的技術及豐富的經驗,目前此類人員不易養成,先進國家已投入開發利用機器人進行模具曲面之自動拋光,目前已有商業產品,但功能仍待加強,設備成本亦太高。

(4)    CAD/CAE/CAM系統整合快速模型製作技術(RP)及快速造模技術(RT)

目 前先進國家鍛造模具之設計、加工製作均朝向運用CAD/CAE/CAM系統整合 為主要發展趨勢,但此技術所依賴之人才養成為其主要重點,針對此點日本等先進國家已投入專家系統(Expert System)之開發(如汽車連桿專家系統等),但其困難度頗高,仍停留於研發階段,尚無商業化軟體完成。

快速模型製作技術(Rapid Proto typing, RP)為逆向工程技術之一,其可將產品複製以供外形參考,模具設計或產品功能設計等多項之修正,參酌依據;尤其在產品(如鍛件)並無確切之尺寸資料時、或 欲檢查產品設計變更後之外觀情形時,此技術確實為一大利器;目前依不同製程,其複製品之材質大致有硬化樹脂、粉末狀熱塑性材料、線狀熱塑性材料、薄片材料 (如紙等)。快速模具製作技術(Rapid Tooling ,RT)為利用快速成形技術(RP)所得到之雛形(Prototype),翻製成矽膠模,脫腊模等模具,以便複製原形。

 

RT技術的發展可以分為兩方面:

(1)    直接造模法:如DTM(Rapid Tool)、EOS(DMLS)、EOS(DCP)、3D system(AIM)、3DP、LOM………等

(2)    間 接造模法(利用RP件翻製模具):如Silicon Rubber、Mold、Epoxy-Aluminum Mold(MRM)、Plaster molding、Metal spraying、3D Keltool、Wax為molding pattern 再cast…..等。

 

 

項目

特性

說明

 

刀具

l          與鋼鐵被加工件,不會產生黏著磨耗及氧化磨耗,壽命較長。

l          磨耗量隨著rpm增加至某一程度,反而減少且更穩定。

l          採用球銑刀為重。

l          採用立方晶氮化硼(CBN)、陶瓷、超硬合金為主要刀具材料。

l          實驗結果驗証有此現象(RPM超過20,000而達35,000次時)。

l          若要用端銑刀,宜採單刃式

 

被加工件

l          工件溫度不升反降。

l          工件材料以硬質者較佳。

l          高速銑削時,切屑快速地被驅離工件,熱量傳至工件較少。

l          更能發揮生產效率大幅提高效果(如淬火鋼、預硬鋼及中碳合金鋼等)。

 

其他

l          目前以精加工為主,用於粗加工必須加強加工機之剛性。

l          未來有可能取代部份EDM放電加工技術。

                          表(一) 高速銑削加工機之特性

 

 

優、缺點

項目

說明

 

優點

l          能以簡單的直線進給運動一次加工出複雜模穴、模面等工件。

l          可加工各種金屬材料。

 

 

 

 

 

 

l          適用於加工易變形或薄壁的零件。

l          生產效率高(進給速度約0.1-1mm/分)。

l          可獲得一定的加工精度及較高的光潔度。

l          電極較無損耗,適合大量生產。

l          如鍛模、葉片、炮管來福線等。

l          與被加工材料之硬度、強度、韌性無關(常用來加工耐高溫超合金、鈦合金、不銹鋼、淬火鋼及其他硬質合金等難切削材料)。

l          加工中不產生加工變形和應力。

l          約為傳統放電加工的5-10倍,某些情形下,甚至能超過切削加工。

l          被加工件表面無殘餘應力、變質層及刀痕毛邊;表面精度可達Ra1.6~0.4μm,加工精度:孔或圓筒為±0.03~0.05mm,鍛模模穴為±0.05~0.2mm,扭曲葉片型面為±0.10~0.25mm,稜邊為小圓角。

l          一個電極約可加工數十至數百個工件。

 

缺點

l          加工精度還不夠高。

l          難以加工出稜角清晰之工件。

l          單件、小批量生產的應用受限制。

l          設備投資成本較多。

l          形狀越複雜,加工精度愈差;一般低於放電加工(EDM)之加工精度。

l          一般加工出的圓角半徑大於0.2mm。

l          因電極設計、製作較困難費事,並需要一定的夾具。

l          附屬設備多,除主機及電源外,亦需電解液系統及電解產物處理設備等,占地面積較大、成本投資較多,(所有設備均需有防腐蝕功能)。

                  表(二) 電化學加工之優、缺點

Reference:

(1) 金屬工業          32卷5期 87年9月

          淨形加工成形製程        吳春甫

(2) 鍛造                  第七卷 第一期 87年3月

        (a) 近淨形複合鍛造及先進沖鍛複合成形技術          日本考察心得

                        吳春甫、鄭炳國、邱先拿

        (b) 鍛造模具技術現況與趨勢(一)

                        王俊傑、蔡盛祺、林文樹

(3) 鍛造                  第七卷 第二期 87年7月

                鍛造模具技術現況與趨勢(二)

                        王俊傑、蔡盛祺、林文樹

(4) 鍛造               第七卷    第四期    87年11月

(a) 機車曲柄軸近淨形鍛造技術開發

                        鄭炳國、黃廣淼

        (b) 機車變速齒輪擺輾鍛造製程研發

                        蘇子可

(c) 從電腦模擬看擺輾鍛造之特性

                李榮顯、謝宗鑫、何益彰、周金龍、蘇子可

(5) 鍛造技術手冊          中華民國鍛造協會出版

(6) 新版精密工作便覽          精密工學會編



引用出處: 

 

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 前言車削加工是機械製造業中最基本、最廣泛、最重要的一種工藝方法,它直接影響生產效率、成本、能源消耗和環境污 染。由於現代科學技術的發展,各種高強度、高硬度的工程材料越來越多地被採用,傳統的車削技術難以 勝任或根本無法實現對某些高強度、高硬度材料的加工,而現代的硬車削技術使之成為可能,並在生產中取得明顯效益。

刀片結 構及幾何參數確定 刀片形狀及幾何參數的合理確定對充分發揮刀具切削性能是至關重要的。按刀具強度,各種刀片形狀的刀 尖強度從高往低依次為:圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱 形。刀片材料選定後,應選用強度盡可能高的刀片形狀。硬車削刀片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑,用圓形及大半徑刀片粗加工,精加工時的刀尖半徑為 0.8~1.2μm。3 硬車削技術的應用硬車削技術經過10年的發展及推廣應用,獲得了巨大的經濟效益和社會效益。下面以軋輥加工等行業舉 例說明硬車削技術在生產中的推廣應用情況。 

 1 硬車削及其特點硬車削的定義通常所說的硬車削是指把淬硬鋼的車削作為最終加工或精加工的工藝方法,這樣可以避免目前普遍採用的磨削技 術。淬硬鋼通常是指淬火後具有馬氏體組織,硬度高,強度也高,幾乎沒有塑性的工件材料,硬度 HRC>55時,其強度sb=2100~2600MPa。通常,工件在熱處理淬硬之前就已完 成粗加工,只有精加工在淬硬狀態下進行。精磨是精加工最常用的加工工藝,但其加工範圍窄、投資大、 生產效率低,易造成環境污染,一直困擾著淬硬鋼的經濟有效加工。隨著加工技術的發展,硬車削代替磨 削成為可能,並在生產中取得明顯效益。目前採用多晶立方氮化硼(PCBN)刀具、陶瓷刀具或塗層硬 質合金刀具等在車床或車削加工中心上對淬硬鋼(硬度HRC55~65)進行切削加工,其加工精度可達5 ~10μm,表面粗糙度均方根值平均小於20μm。

 硬車削的特點 加工效率高 硬車削具有比磨削更高的加工效率,其所消耗的能量是普通磨削加工的1/5。硬車削往往採用大切削深 度、高的工件轉速,其金屬切除率通常是磨削加工的3~4倍。車削加工時一次裝夾可完成多種表面加工 (如車外圓、車內孔、車槽等),而磨削則需要多次安裝,因此,其輔助時間短,表面間位置精度高。

 硬車 削是潔淨加工工藝在大多數情況下,硬車削無須冷卻液,事實上,使用冷卻液會給刀具壽命和表面質量帶來不利影響。因 為,硬車削是通過使剪切部分的材料退火變軟而形成切削的,若冷卻率過高,就會減小由切削力而產生的這種效果,從而加大機械磨損,縮短刀具壽 命。同時硬車削可省去與冷卻液有關的裝置,降低生產成本,簡化生產系統,形成的切屑乾淨清潔,回收 處理容易。

 設備投資少,適合柔性生產要求在生產率相同時,車床投資是磨床的1/3~1/20其輔助系統費用也低。對於小批量生產而言,硬車 削不需特殊設備,而大批量加工高精度零件則需要剛性好、定位精度和重複定位精度高的數控

機床

 車床本身就是一種加工範圍廣的柔性加工方法,工件裝夾快速,採用配有多種刀具轉盤或刀庫的現代CNC車床很容易實現2種不同工件之間的加工轉換,硬車削尤 其適合此類加工。因此,與磨削相比,硬車削能更好地適應柔性化生產要求。

 硬車削可使零件獲得良好的整體加工精度 硬車削中生產的大部分熱量被切屑帶走,不會產生像磨削加工的表面燒傷和裂紋,具有優良的加工表面質量,有精確的加工圓度,能保證加工表面之間高的位置精 度。

2 硬車削加工的條件硬車削的刀具材料及其選用 塗層硬質合金塗層硬質合金刀具是在韌性較好的硬質合金刀具上塗覆一層或多層耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al2O3等,塗層的厚度為 2~18μm,塗層 通常起到以下2方面的作用:①具有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導係數,減弱了刀具基體的熱作用;②能夠有效地改善切削過程的摩擦和勃附作用,降低切 削熱的生成。塗層硬質合金刀具與硬質合金刀具相比,無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大的提 高。對於硬度在HRC45~55工件的車削,低成本的塗層硬質合金刀具可實現高速車削。近年來,一些廠家靠改進塗層材料與比例的方法,也使得塗層刀具的性 質有極大的提高。

 如美國、日本一些廠家採用瑞士AlTiN塗層材料和新塗層專利技術生產的刀片,HV 硬度高達4500~4900,在車削溫度高達1500~1600℃時仍 然硬度不降低、不氧化,刀片壽命為一般塗層刀片的4倍,而成本只為50%,且附著力好。它可以在 498.56m/min的速度加工硬度HRC47~52的模具鋼。

 陶瓷材料陶瓷刀具具有高硬度(硬度 HRA91~95)、高強度(抗彎強度為750~1000MPa)、耐磨性好、化學穩定性好、良好的抗赫結性能、摩擦係數低且價 格低廉等特點。使用正常時,耐用度極高,車速可比硬質合金提高2~5倍,特別適合高硬度材料加工、 精加工以及高速加工,可加工硬度HRC62的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵。常用的有氧化鋁基陶瓷、氮化矽 基陶瓷、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。近 年來通過大量的研究、改進和採用新的製作工藝,陶瓷材料的抗彎強度和韌性均有了很大的提高,如日本三菱金屬公司開發的新型金屬陶瓷NX2525及瑞典山特 維克公司開發的金屬陶瓷刀片新品CT系列和塗層金屬陶瓷刀片系列,其晶粒組織的直徑細小至1μm以下,抗彎強度和耐磨性均遠高於普通的金屬陶瓷,大大拓寬 了陶瓷材料的應用範圍。清華大學研製成功的氮化矽陶瓷材料刀具也達到了國際先進水平。

 CBN的 硬度和耐磨性僅次於金剛石,有極好的高溫硬度,與陶瓷刀具相比,其耐熱性和化學穩定性稍差,但衝擊強度和抗破碎性能較 好。它廣泛適用於淬硬鋼(HRC50以上)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工,與硬 質合金刀具相比,其切削速度甚至可提高一個數量級。

 CBN 含量高的PCBN刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高及耐衝擊韌性好,其缺點是熱穩定性差和化學惰性低,適用於耐熱合金、鑄鐵和鐵系燒結金屬的切削加 工。複合PCBN刀具中CBN顆粒含量較低,採用陶瓷作豁結劑,其硬度較低,但彌補了前一種材料熱 穩定性差、化學惰性低的缺點,適用淬硬鋼的切削加工。

 在 切削灰鑄鐵和淬硬鋼的應用領域,陶瓷刀具和CBN刀具是可供同時選擇的,因此進行成本效益和加工質量分析是非常必要的,以確定哪一種材料更經 濟。通過分析在切削硬度低於HRC60以下和小進給量情況下的工件,陶瓷刀具是較好的選 擇。PCBN刀具適合於工件硬度高於HRC60情況,尤其是對於自動化加工和高精度加工時更為重 要。除此之外,在相同後刀面磨損情況下,PCBN刀具切削後的工件表面殘餘應力也比陶瓷刀具相對穩 定。

使用PCBN刀具乾式切削淬硬鋼還應遵循以下原則:在

 機床剛性允許條件下 盡可能選擇大切深,這樣切削區生成的熱量使得刃前區金屬局部軟化,能有效降低PCBN刀具的磨損,此外在小切深時還應考慮採用PCBN刀具,導熱性差而使 切削區熱量來不及擴散,剪切區也能產生明顯的金屬軟化效應,減小切削刃的磨損。

 淬硬鋼切屑為紅而酥軟的鍛帶狀,脆性大、易折斷、不勃結,一般在切削表面不產生積屑瘤,加工的表面質量高,但淬硬鋼切削力比較大,特別是徑向切削力比主切 削力還要大,所以刀具宜採用負前角(g0≥-5°)和較大的後角(a0=10~15°),主偏角取決於

機床剛性,一般取45~60°,以減少工件和刀具顫 振。

 切 削參數的選擇 工件材料硬度越高,其切削速度應越小。硬車削精加工的適宜切削速度為80~200m/min,常用 範圍為10~150m/min,採用大切深或強烈斷續切削高硬度材料,切速應保持在80~100m/min。一般情況下,切深為0.1~0.3mm。加工 表面粗 糙度,要求高時可選小的切削深度,但不能太小,要適宜。進給量通常可以選擇0.05~0.25mm /r,具體數值視表面粗糙度數值和生產率要求而定。當表面粗糙度為Ra0.3~0.6μm,硬車削 比磨削經濟得多。

 對 工藝系統的要求 除選擇合理的刀具外,硬車削對車床或車削中心並無特殊要求,若車床或車削中心剛度足夠,且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度,即可用於淬硬鋼 的加工。為了保證車削操作的平穩和連續,常用的方法是採用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。人們普遍認為,硬車削需要高剛性的車床,即硬車削的關鍵是

機床具有足夠的剛性,同時刀具、工件、夾緊裝置結構緊湊且具 有同等的剛性。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉可以保持相當平穩,現有的設備就可以用於硬 車削。

 軋 輥加工行業國內十幾家大型軋輥企業已使用硬車削技術對冷硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進行荒車、粗車和精車等切削加工,均取得了良好的效 益。平均提高加工效率2~6倍,取得了節約加工工時和電力50%~80%的顯著效益。漢鋼鐵公司軋輥廠,對硬度HS60~80的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車 時,切削速度提高了3倍,每車一 根軋輥,節約電力、工時費400多元,節約刀具費近100元,取得了巨大的經濟效益。如濰坊學院機 電實驗中心,用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58~63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥時(v=60m/min,f=0.2mm/r,切削深度 ap=0.8mm),單刃連續切削軋輥路徑達15000m(VCmax=0.2mm),滿足了以精車代磨削的要求。

 工 業泵加工行業 目前國內碴漿泵生產廠的70%~80%已採用硬車削技術。碴漿泵廣泛應用於礦山、電力等行業,是國 內外急需的產品,其護套、護板是硬度HRC6367的Cr15Mo3高硬鑄鐵件。過去由於各種刀具 難以車削它,所以只得採用退火軟化後粗加工,然後再淬火加工的工藝。採用硬加工技術以後,順利解決 了一次硬化加工問題,免除了退火再淬火2道工序,節約了大量工時和電力。

 汽車加工行業 在汽車、拖拉機等大批量生產行業中的曲軸、凸輪軸及傳動軸、刀量具行業及設備維修中經常會碰到淬硬件的加工難 題。如我國某機車車輛廠,在設備維修中需要對軸承內圈進行加工,軸承內圈(材料GCr15)的硬度 HRC60,內圈直徑為285mm,採用磨削工藝,磨削餘量不均勻,需2h才能磨好;而採用硬車削加工,僅用45min就加工好一個內 環。 4 結語 經過多年的研究和探索,我國硬車削技術取得了很大的進展,但是,硬車削技術在生產中的應用還不廣 泛。主要原因有:(1)生產企業、操作者對硬車削的效果了解不夠,普遍認為硬材料只能磨削;(2) 認為刀具成本太高。硬車削最初的刀具成本是比普通硬質合金昂貴(如CBN比普通硬質合金貴十多 倍),但其分攤在每個零件上的成本比磨削低,且帶來的效果比普通硬質合金要好得多;(3)對硬車削加工機理研究不夠;(4)硬車削加工的規範不足以指導生 產實踐。因此,除了對硬車削機理進行深人研究外,必須加強硬車削加工知識的培訓、成功經驗演示及嚴 格操作規範,使這種高效、潔淨的加工方法更多地應用於生產實際。目前,如果將硬車削與精磨結合起 來,則加工一個一般零件所花的成本將比磨床上完成粗加工和精加工所花成本降低40%~60%。

 

 

引用出處: 

 http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4350&prev=4351&next=4346

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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 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 PCD’CVDD(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.

Bewise Inc.  www.tool-tool.com

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.

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.

 

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來源:中國刀具信息網

 

 

 硬車削具有加工效率高、是潔淨加工工藝、適合柔性生產要求、適合柔性生產要求的特點,並介紹了硬車削的發展。

 1、硬車削加工效率高

 硬 車削具有比磨削更高的加工效率,且其所消耗的能量是普通磨削加工的1/5。硬車削往往採用大切削 深度和較高的工件轉速,其金屬切除率通常是磨削加工的3~4倍。硬車削加工時一次裝夾即可完成多種 表面加工(如車外圓、車內孔、車槽等),而磨削則需要多次裝夾。因此,硬車削的輔助時間短,加工表 面之間位置精度高。

 2、硬車削是潔淨加工工藝

大 多數情況下,硬車削無須冷卻液。事實上,使用冷卻液會給刀具壽命和表面質量帶來不利影 響。因為,硬車削是通過使剪切部分的材料退火變軟而實現切削的。而在使用冷卻液的加工工藝過程中,若冷卻率過高,就會減小由切削力而產生的這種效果,從而 加快機械磨損,縮 短刀具壽命。同時硬車削可省去相關的冷卻液配套裝置,從而降低生產成本,簡化生產系統,形成的切屑 乾淨清潔,易於回收處理容易。

3、設備投資少,適合柔性生產要求

 在生產率相同時,車床投資是磨床的1/3~1/2,其輔助系統費用也低。對於小批量生產而言,硬車 削不需特殊設備,而大批量加工高精度零件則需耍使用剛性好、定位精度和重複定位精度高的數控機床。

 車床本身就是一種加工範圍廣的柔性加工方法,車削裝夾快速,採用配有多種刀具轉盤或刀庫的現代CNC車床很容易實現兩種不同工件之間的加工轉換,硬車削尤 其適合此類加工。因此,與磨削相比,硬車削能更好地適應柔性化生產要求。

 4、硬車削可使零件獲得良好的整體加工精度

 硬車削過程中產生的大部分熱量能被切屑帶走,不會產生象磨削加工過程中出現的表面燒傷和裂紋,具有優良的表面加工質量,有精確的加工圓度,確保加工表面之 間較高的位置精度。

 5、硬車削的發展

 在 德國等發達國家的汽車工業中,多種軸類、套類零件大多采用硬車工藝,收到良好效果。因該項技術要求 機床、刀具、工裝及工藝應有最佳組合,且對硬車效果的宣傳推廣不夠等原因,我國硬態車削工藝的應用還不夠廣 泛。目前,只有少數企業在CNC車床上對淬硬軸承環、齒輪內孔與端面以及量刃具等零件進行加工,並 也達到了磨削效果,提高了加工效率。

 現 在大多數硬車削應用還都將重心放在用來替代磨削,隨著技術的進步,將硬車削和磨削結合在一台機床中,如STUDER的車磨複合機床,將會越來越 多。未來,硬車削以其鮮明的經濟性必將成為製造領域中重要的發展方向之一,而“車磨複合”也將是製 造領域中重要的發展方向之一.

引用出處: 

 http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4351&prev=4352&next=4350

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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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