HSM高速加工討論區 - 竝旻貿易有限公司&通勇機械廠

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何謂奈米科技？

　　微米(μm) 與奈米(nanometer,nm) 都是度量衡單位，1μm = 10 -6 m，1nm=10 -9m。而材料尺度由微米到奈米所代表的意義並不只是尺寸的縮小，同時，新而獨特的物質特性亦隨之出現。在奈米的領域下(1~100nm)，許多物質的現象都將改變，例如質量變輕、表面積增高、表面曲度變大、熱導度或導電性也明顯變高...等，因此也就衍生了許多新的應用。

　　奈米科技便是用各種方式將材料、成份、介面結構等控制在1~100奈米的大小，並改變其操控，觀測隨之而來的物理、化學與生物性質等的變化，以應用於產業。其實奈米效應與現象長久以來即存在於自然界中，並非全然是科技產物，例如：蜜蜂體內因存在磁性的「奈米」粒子而具有羅盤的作用，可以為蜜蜂的活動導航；蓮花之出汙泥而不染亦為一例，水滴滴在蓮花葉片上，形成晶瑩剔透的圓形水珠，而不會攤平在葉片上的現象，便是蓮花葉片表面的「奈米」結構所造成。因表面不沾水滴，污垢自然隨著水滴從表面滑落，此奈米結構所造成的蓮花效應(Lotus Effect)已被開發並商品化為環保塗料。

SURFCAM 5-Axis Machining at Haas Automation’s 2nd Annual Demo Day

(Westlake Village, California, USA, June 14, 2002) Surfware, Inc., makers of SURFCAM CAD/CAM Systems, is pleased to announce their participation in the Haas Automation’s 2nd Annual Demo Day. On June 19, 2002, Haas Factory Outlets throughout the U.S. and Canada will host a one-day high-speed machining event to mark Haas Automation’s 2nd Annual Demo Day. This will be an opportunity for the public to see the latest advances in high-speed machining equipment, tooling and CAD/CAM software being demonstrated on Haas CNC machines.
One of the five applications the HFOs will be presenting is a 5-axis turbo charger impeller. The impeller was programmed by Greg Schils, Surfware Senior Engineer using the latest SURFCAM 5-Axis software. The impeller will be machined out of 1018 steel - cut on a Haas VF-4 VMC with a high-torque 10,000-rpm spindle, high-speed machining software with full look-ahead, and using a Haas TR 210 trunnion rotary table for fully interpolated 4th- and 5th-axis motion.

In addition to the machining demonstrations, each HFO will present educational seminars detailing the benefits of high-speed machining, as well as illustrating the importance of proper tooling, balanced tools, proper speeds and feeds, and optimized part programs. Haas applications engineers, as well as representatives from major tooling and CAD/CAM manufacturers, will be on hand to share their insights and answer questions.
For more information about Haas Automation and the expanding network of Haas Factory Outlets or to locate your local HFO, please contact Haas at 800-331-6746, or visit www.HaasCNC.com on the Internet.

About Surfware, Inc.
Surfware, Inc. is the manufacturer of SURFCAM® CAD/CAM software, built for the Microsoft® Windows® operating system environment. SURFCAM makes easy CNC programming of 2-, 3-, 4, and 5-axis mills, lathes, wire EDM, laser, plasma, and water-jet machines a reality. Machinists, designers and engineers worldwide use it for 2D and 3D mechanical design, surface modeling, solid modeling, reverse engineering, prototyping, mold-making, pattern-making and production machining. For more information, contact us at: www.surfware.com, email: info@surfware.com, telephone: 800.SURFWARE (North America) or +1.818.991.1960 (worldwide), fax: +1.818.991.1980 (worldwide).

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每分鐘三萬轉不算高速
本文摘自：美國 Moderm Machine Shop 雜誌 Peter zelinski

實際上一般稱之謂高速加工技術（實為高效率加工）並不要求特別選擇主軸轉速。即使機床選擇在低主軸轉速運行，也可以通過提高進給速度和減少切削深度獲得最高效率加工。並不必特別要求製造商給機床配備最低主軸轉速。同樣道理，甚至在整個加工過程都可以不要經常地調整主軸轉速。根據加工條件和使用的刀具，有時即使主軸在30,000 rpm 條件下旋轉，也可能只算是普通加工。
Macro 技術公司開發生產的最高轉速為 30,000 rpm 的主軸，就是為普通加工設計製造的高速主軸。這個主軸是由工廠用壓縮空氣驅動。在加工中，主要應用於小刀具銑削和鑽削。對於一個直徑小於 1/8 英寸的刀具，即使在 30,000 rpm 的主軸轉速下切削，也不能算作是高速加工。使用小型刀具必須選擇很高的主軸轉速，否則會因為切削速度太低，切削功率不足而無法切削。
使用1/32 英寸直徑的刀具，在 10,000 rpm 的最高主軸轉速下的切削速度為 82 sfm，幾乎低於所有材料加工所需要的最低切削速度。同樣直徑的刀具在最高主軸轉速為 30,000 rpm 時，才能達到 246 sfm — 切削手冊上加工不銹鋼時的推薦切削速度範圍。Macro 技術公司開發的車間氣動主軸主要用於在現有設備上實現高主軸轉速加工。一個帶錐度的氣動主軸如同一個能在不使用時，裝在加工中心的刀庫內的刀具夾頭（如圖示）。（完）

提高刀具效率的十條建議
本文摘自：美國 Moderm Machine Shop 雜誌 Dave Eisele（Ingersoll刀具公司）

我們專門為工程師和程式師進行使用好刀具提高生產效率的訓練教育。19年來，我們曾舉行過數百次專題講座和訓練學習班。根據理論、學員提問和我的深層理解，向用戶提出使用好刀具提高生產效率的最好的十條建議，其中有些可能是大家熟悉的，但願能通過再接受其中的1-2條新建議，增加新見識、進一步提高所在企業的生產效率。
◆ 著重於最大限度地減少零件的整個加工費用。而不只著眼於減少刀具消耗費用。從最新的有關統計資料表明，刀具的消耗費用只占整個零件加工費用的3%，這與機床的加工時間和消耗等的97%相比，是微不足道。所以，我們的建議也是著重於減少整個加工費用。
◆ 四項目標。當設計一個新的加工方案或修改現有加工程式時，建議將以下四項任務作為主要的解決目標：週期時間，刀具壽命，零件品質和表面粗糙度。並將其具體明確、分等級量化成可檢查、驗收的指標。同時，在設計加工方案與制定預期目標時，應與刀具銷售商共同協商，你將會獲得成功，得到更快較好的回報。
◆ 理解與掌握好在切削各種材料中，切削力的產生與作用規律。例如，掌握好切削力的作用規律，就可選擇能提高零件裝夾剛度的切削力方向進行加工。還可以通過考慮減少切削深度的方法，將徑向力改變成軸向力的方向進行加工等。
◆ 利用刀具幾何形狀優勢，極好地提高生產效率。例如，選擇有主偏角的刀具，通過增加進給量，增大切屑厚度，提高切除率等。
◆ 找准問題。當加工中出現問題、故障，需認真分析研究，仔細判斷是加工過程中的問題，還是刀具使用不當產生的問題。不要太著急地責備刀具使用者。相反，利用刀具失效模型的提示，找出產生故障的根本原因。例如，通過對產生的切屑進行分析，即能按表現出的現象，初步判斷出是機床夾具還是刀具的問題。再檢查刀具是否損壞，檢查機床剛度、切削用量、刀具幾何形狀、排屑和冷卻液等。如果問題是刀具引起，更換、安裝好刀具。將加工過程中出現的問題，逐個加以解決。
◆ 加工方案的理性選擇。提高生產效率的正確答案，有時是需要採取特殊的加工方法。例如，對於大孔零件的單件和短週期生產，使用整體式螺旋銑刀銑孔（與鑽大孔相比），將是高效、最經濟的加工方案。還有另一個更不尋常的加工實例，是選擇使用插銑方案，據有關資料透露，它可比用普通立銑刀加工提高4倍以上的生產效率。
◆ 對切削溫度進行深入細緻地研究。即研究它是如何產生、主要產生局域以及有什麼利弊等？金屬切削通常總是會由摩擦產生高溫，給加工帶來弊端，但也不全是，尤其在切削鋼件時，你還想通過高溫軟化零件，形成理想切屑。但需要避免在加工中引起零件淬硬、使刀具過熱或者產生脫碳等的太高切削溫度。
◆ 根據加工材料使用經優化設計幾何形狀的刀具。尤其在需加工各種各樣工件材料的產品車間，提防使用所謂的“通用刀具”進行加工。當你改變材料時，一定化時間改換成經優化設計幾何形狀的刀具。這樣將提高生產效率和取得好的經濟效益。此外，需注意，有關刀具價格標籤上的數字是加工經濟學方程中最沒有意義經濟數字。
◆ 優化設計出理想的刀具軌跡。以保證加工過程中，切削系統有最大剛度和能進行大進給量切削。
◆ 返回學校。許多公司已經將很多工程師和程式師派遣到我們培訓班學習。經過學習後，將所學知識馬上用於生產實際，並在很短時間內（幾周）取得好的經濟效果。能使新技術投資迅速得以回報。另一個好處是，返回到學校能學到最新的刀具和加工技術，否則，只有在2-3年才能學到，這無形中，將極大地提高了公司在國際市場的競爭力。

關於作者：Dave Eisele是Ingersoll刀具公司用戶培訓部經理。（完）