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祥源(興業)有限公司 柯智銘主講 如何設定加工參數 祥源(興業)有限公司 高效率加工發展趨勢 走刀速度與刃切量的關係 走刀速度(F) =刃切量(f)x刃數(Z)x轉速(S) ?10mm 四刃高速鋼平底刀,切削HRC40 的鋼材. 切削速度增加可提高切削溫度,令工件軟化而易於切削. 但如果溫度太高也會使刀具塗層損耗,令刀具壽命縮短. 金屬切削區 刀刃 工件 刀尖軌跡 走刀方向 以順銑為例 切削方向 則刃加工時(Side milling) 刀具直徑與每刃切削量的關係 不同顏色和形狀的切屑 每刃切削量 (f, feed per tooth) 刀具切口與切口之間進刀距離 (unit: mm/tooth) F = f x Z x S F: 走刀速度 S:機床主軸轉速 z: 刀具切口數目 何謂每刃切削量及如何設定走刀速度 切削實例 E=1200mm/min D=800mm/min C=400mm/min B=200mm/min A=100mm/min 走刀速度 0.1mm(0.1D) 切削深度 20000rpm 主軸轉速 VC-2MS (? 1) 2刃 刀具 HRC 50 硬度 SKD 61 切削物料 * * 何謂………..金屬切削? 精密 把工件中不需要的部份切除. 不多不少地…….. 如何做到精密的金屬切削呢? 2)軟件:聰明又人工智能化,減少不必要之刀具損耗 1)機床:移動及定位精度(0.001mm) 有足夠的剛性,使刀具能夠不編不移的切入工件 3)刀具:同心度及尺寸精度(0.005mm)以內確保主軸高速轉動時不會產生震動 有足夠的耐熱能力(攝氏1100度),能扺受高速切削所產生的高溫 有足夠硬度(Hv3200)保證加工出來的工件準確 有足夠的剛性,保證切入工件時不會彈刀 高速加工是指按照製成品之尺寸形狀,有效率及有系統地將原材料高速切削加工. 比起傳統加工,光潔度較光亮,更為節省工時. 高速加工要依靠機床,CAD/CAM軟件,刀具, 刀頭及夾具之配合,才可順利投入生產運作. 通常高速加工機床線速度可以達到200m/min, 而轉速為20000rpm或以上. 硬件: 機床,刀具,刀頭,夾具 高轉速 快速走刀 高速加工之定義 軟件:知識、技術 CAD/CAM 人:管理層, 編程人員,機床操作員 冷卻液Coolant 刀具 2000 1998 1990 1980 1970 轉速 高速鋼 切削油 高線速加工、高切削效率加工、高硬度加工、乾切削 Introduction 鎢鋼 鎢鋼加鋁鈦塗層 切削水 油霧 40000~60000 20000 4000 8000 12000 切削線速度(V) (m/min) 300~600 (984~1969SFM) 100~200 (328~656SFM) 30~60 (98~197SFM) 工件 塗層 塗層刀具 加工位置溫度 600~1,000 °C (1,110~1,830°F) 塗層刀具加工狀態 Coating Improvement 奧氏體 珠光體 鐵素體 滲炭體 鋼材熱能平行圖 Thermal Equilibrium diagram Data source: ”Materials for the Engineering Technician” Raymond A. Higgins The English Universities Press Ltd 第一撕剪區 第一撕剪區 Primary Shear Zone 內部撕展應力 (shear stress) 非常高 令分子間的拉力脫裂移位，互相摩擦，產生高溫 高應力和高溫度令材料由彈性狀態急速進入塑性狀態，產生極度變形 塑性變形材料互相摩擦滑行，並將變形材料不斷向前推積，形成鐵屑 刀刃 工件 第二撕剪區 第二撕剪區 Secondary Shear Zone 刀具移動，高溫鐵屑與刀刃的前削角表面摩擦 刀刃 工件 第三撕剪區 第三撕剪區 Tertiary Shear Zone 材料被刀刃擠壓，逃出刀尖的材料在刀刃後的間隙角 (clearance angle) 作彈性回復 (spring back) 彈性回復的材料與刀刃的間隙角表面摩擦，對刀尖及刀刃的後削面構成磨損 刀刃 工件 高速切削的奧妙 第一撕剪區 Primary Shear Zone 分子高速互相摩擦，在第一撕剪區產生極高溫度 高速切削使用的刀具將切削時所產生的溫度集中到鐵屑去 受到高溫熱能的幫助，切削材料能夠在高溫塑化下進入回火狀態所以切削阻力可以減低 刀刃 工件 ASSAB 8407 在不同線速度下加工出來的鐵屑