2014年3月16日 星期日

熱處理後齒輪的表面優化處理: 去毛刺, 平滑化, 研磨與拋光的重要性

小模數齒輪在 skiving 跟熱處理之後的現象: 
齒輪表面優化前的現象-1
齒輪表面優化前的現象-2
齒輪表面優化前的現象-3
齒輪表面優化前的現象-4

齒輪在表面優化後的觀察: 去毛刺, 研磨, 拋光, 倒角
2014-03-14 10.39.32.jpg
齒輪的去毛刺,研磨, 拋光, 倒角-1
齒輪的去毛刺,研磨, 拋光, 倒角-1
齒輪的去毛刺,研磨, 拋光, 倒角-1  

特殊表面優化處理改進齒輪的性能 

特殊表面處理對於減少滑動和滾動接觸的摩擦和磨損是非常有效的。這樣的特殊表面處理為齒輪的磨損問題提供了一個好的解決方案。有很多不同的機理限制了齒輪組的轉矩能力。這些曲線的實際形狀將取決於具體的齒輪應用。


但是對於所有的失效方式而言,特殊表面優化處理對於減少摩擦和磨損以及提高性能和壽命都是具有很大幫助。事實上,壽命試驗表明處理的齒輪,彎曲疲勞壽命增加50%以上。


通常情況下,齒輪輪齒在臨近節線C處會產生滾動摩擦,在這個區域的最普遍磨損方式是點蝕。


在節線BC和CD之間,齒輪面將經受滾動和滑動兩種磨損混合模式的接觸。在這個區域的一般磨損模式是點蝕和劃傷。
而在AB和DF之間的節線處,齒的接觸主要是滑動摩擦,從而引起磨損和劃傷。

利豐公司的特殊表面優化處理特別適合於齒輪壽命的延長和性能的提高。通過合適的表面優質化提昇和塗層兩者配合的綜效,處理後的表面能提高轉矩,功率密度,並允許同樣尺寸的齒輪傳動更高的功率。額外的好處還有它能降低潤滑水平面高度或潤滑劑粘度的要求,因為特殊表面處理有助於消除由渦流而引起的潤滑損耗。在很多方面,特殊表面優化處理能提高齒輪系統的性能和壽命。

齒輪需要去除毛刺跟拋光的功能在於減少摩擦的好處:

  • 提高燃油經濟性
  • 減少接觸疲勞
  • 提高功率密度
  • 減少潤滑要求和成本
  • 較低的工作溫度
  • 延長平均維護間隔時間
  • 減少振動和噪音
  • 延長零件壽命,並降低零件故障
  • 降低維護成本
終端使用者的好處: 
  • 降低油耗
  • 降低維護成本
  • 減少維護時間
  • 消除崩齒
零件壽命更長+降低故障率+更少的燃料和潤滑油的要求=增加值和降低總擁有成本

我們提供的表面工程技術,希望達到節約能源的願景,正因為如此,我們一直在努力幫助傳統產業和應用的環境, 幫助客戶延長零部件的使用壽命,並提高了效率. 我們獨特的工藝提供無毛刺, 光滑, 拋光的表面品質, 並幫助高性能傳動產業獲得更多的優勢. 



歡迎來到利豐行的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供精密表面處理的代理商,應對廠商高品質的表面處理需求,我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的表面處理品質,這是現有相關技術無法比擬的,表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, VTD PVD工具鍍膜, 光學鍍膜 optical coating, 金屬濺鍍 metallization,absolute chemie 精密CVD/PVD退鍍工藝和 EMAG Precision Electrochemical Machining 精密電化學加工技術 (ECM / PECM) 取代放電加工), EMAG 硬車削/乾式車削 hard turning, Koepfer 滾齒(齒輪加工製造) 技術, Reinecker, KARSTENS 內外圓研磨外圓+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備.。我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密需求高的軸承盒、射出成型的模具、高壓空氣閥、航太零配件、超高硬度的切削刀具、醫療配件及汽車用精密五金等等。我們的產品涵蓋了從桌上型到工業級的生產設備;從微細零配件到大型五金配件;從小型生產到大型量產;從半自動到全自動整合;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.

OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。 Electrochemical machining / pulse electrochemical machining / preciseelectrochemical machining. Electro chemical machining (ECM) is a method ofremoving metal by anelectrochemical process.

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

利豐行事業有限公司 www.li-fung.biz 407台灣省台中市工業區36路2號
電話:+886 (04) 2355-2327
傳真:+886 (04) 2355-2457
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LI FUNG BUSINESS CO., LTD. www.li-fung.biz 407 No.2. 36th Rd., industry Park, Taichung City, Taiwan, R.O.C 
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精密表面處理館http://lifung.pixnet.net/blog

利豐非傳統加工科技館 http://blog.sina.com.tw/lifung

本館專門提供 OTEC 表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺, EMAG 硬車削/乾式切削 hard turning, Koepfer 滾齒加工製造技術, Reinecker, KARSTENS外圓研磨+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備. 其它非相關資料純粹供同好分享. 

2014年3月3日 星期一

影響刀具磨損的幾種原因-利用刃口鈍化技術提高金屬切削效率

刀具堅硬,可隨著使用時間的推遲,刀具也會有一定的磨損,影響刀具磨損的幾種原因有哪些呢?通過匯總得出了幾種原因。


1、刀具材料

刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素,對於加工效率、加工品質、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,衝擊韌性越低,材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾,也是刀具材料所應克服的一個關鍵。對於石墨刀具,普通的TiAlN塗層可在選材上適當選擇韌性相對較好一點的,也就是鈷含量稍高一點的;對於金剛石塗層石墨刀具,可在選材上適當選擇硬度相對較好一點的,也就是鈷含量稍低一點的;

2、刀具的幾何角度

石墨刀具選擇合適的幾何角度,有助於減小刀具的振動,反過來,石墨工件也不容易崩缺;

(1)前角,採用負前角加工石墨時,刀具刃口強度較好,耐衝擊和摩擦的性能好,隨著負前角絕對值的減小,後刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢,採用正前角加工時,隨著前角的增大,刀具刃口強度被削弱,反而導致後刀面磨損加劇。負前角加工時,切削阻力大,增大了切削振動,採用大正前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也較大。

(2)後角,如果後角的增大,則刀具刃口強度降低,後刀面磨損面積逐漸增大。刀具後角過大後,切削振動加強。

(3)螺旋角,螺旋角較小時,同一切削刃上同時切入石墨工件的刃長最長,切削阻力最大,刀具承受的切削衝擊力最大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺旋角去較大時,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削衝擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。因此,刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角、後角及螺旋角綜合產生的,所以在選擇方面一定要多加注意。

通過對石墨材料的加工特性做了大量的科學測試,PARA刀具優化了相關刀具的幾何角度,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。

3、刀具的塗層

金剛石塗層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦係數低等優點,現階段金剛石塗層是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現石墨刀具優越的使用性能;金剛石塗層的硬質合金刀具的優點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性;但是在國內金剛石塗層技術還處於起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石塗層在近期不會有太大發展,不過我們可以在普通刀具的基礎上,優化刀具的角度,選材等方面和改善普通塗層的結構,在某種程度上是可以在石墨加工當中應用的。

金剛石塗層刀具和普通塗層刀具的幾何角度有本質的區別,所以在設計金剛石塗層刀具時,由於石墨加工的特殊性,其幾何角度可適當放大,容削槽也變大,也不會降低其刀具鋒口的耐磨性;對於普通的TiAlN塗層,雖然比無塗層的刀具其耐磨有顯著的提高,但比起金剛石塗層來說,在加工石墨時它的幾何角度應適當放小,以增加其耐磨性。

對金剛石塗層來說,目前世界上眾多的塗層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關塗層技術,但是至今為止,國外成熟而又經濟的塗層公司僅僅限於歐洲;PARA作為一款優秀的石墨加工刀具,同樣採用目前世界最先進的塗層技術對刀具進行表面處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經濟實用。

4、刀具刃口的強化

刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨後的硬質合金刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是金剛石塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證塗層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨後的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。




OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。


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最新開發的SF流拋機械(也稱為浸泡拋光系統)加工時間非常短,易於實現自動化和過程可靠性,有很好的鏡面效果,即使在刀具的死角也可以拋光。

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  • 工件其長度可達MAX.400毫米和高達最大60公斤(含支架)的重切削處理
  • 數量和工件夾具定制配置類型

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CNC 數控刀具刃口鈍化技術的探討 / Edge Honing for CNC Cutting Tools

刀具對口鈍化名稱及重要性 刀具或刀片在精磨之後,塗層之前的一道工序,其名稱目前內外尚不統一,有稱“刃口鈍化”、“刃口強化”、“刃口珩磨”、“刃口準備”或“ER處理”, edge honing等,本文采用“刃口鈍化” edge honing 的名稱。 

刀具刃口鈍化技術一個還不被們普遍重視,而又是十分重要的問題。它所以重要就在於:經鈍化後的刀具能有效提高刃口強度、提高刀具壽命和切削過程的穩定性。大家知道刀具是機床的“牙齒”,影響刀具切削性能和刀具壽命的主要因素,除了刀具材料、刀具幾何數、刀具結構、切削用量優化等,通過大量的刀具刃口鈍化實踐體會到:有一個好的刃口型式和刃口鈍化質量也是刀具能否多快好省進行切削加工的前提。因此,刀具刃口的狀況好壞也是不可忽視的因素。 

為什麼要進行對口鈍化處理 經普通砂輪或金剛石砂輪刃磨後的刀具刃口,確實存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。前者可用肉眼和普通放大鏡觀察到,後者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到,其微觀缺口一般在0.01-0.05mm,嚴重者高達0.1mm以上。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴展,加快刀具磨損和損壞。 現代高速切削加工和自動化機床對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證塗層的牢固性和使用壽命。 從國外引進數控機床和生產線所用刀具,其刃口已全部鈍化處理。有眾多的信息表明,刀具刃口鈍化可有效延刀具壽命200%或更多,大大降低刀具成本,給用戶帶來巨大的經濟效益。 因此,深入研究和實踐刀具對口鈍化門學問十分重要。

這個課題要從以下兩個方面做起,一個是選擇刃口型式和參數,二是探索刃口鈍化技術及參數,做到兩者的緊密結合。 二、刃口型式與刃口鈍化形狀 常用刃口型式:



銳刃:刃磨前、後刀面相交而自然形成的稅刃,其刃口鋒利、強度差、易磨損。一般用於精加工刀具。 倒棱刃:在刃口附近前刀面上,刃磨出很窄的負前角棱邊,大大提高了刃口的強度。用於粗加工和半精加工等刀具。 消振棱刃:在刃口附近的後刀面上磨出一條很窄的負後角棱邊,切削時增大刀具與工件的接觸面積,消除切削過程振動。用於工藝系統剛性不足時所用的單刃刀具。 白刃:在刃口附近的後刀面上磨有一條後角為0°的窄邊或刃帶,可起到支撐導向和擠壓光整作用,用於鉸刀、拉刀等多刃刀具。 倒圓刃:在對口上刃磨或鈍化成一定參數的圓角,增加刃口強度,提高刀具壽命,用於各種粗加工和半精加工的可轉位刀具。 刃口鈍化形狀: 



刃口鈍化幾何形狀,對刀具壽命有很大影響:

一種為圓弧型刃口,在刃口轉角處形成對稱圓弧,佔80%以上的刀具所採用,適用於粗精加工。一種為瀑布型刃口,在刃口轉角處的頂面與側面比率一般為2:1,為不對稱圓弧,適用於惡劣的沖擊性加工。 刀具刃口鈍化技術,其目的就是解決上述刃磨後的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。根據不同的加工條件,合理選擇刃口型式與參數,並緊緊與對口鈍化參數的選擇相組合,正確處理好刀具“銳”與“固”的關系,“銳”是刀具切削加工必須具備的特徵,同時考慮刃口的“固”也是為了更有效的進行切削加工,提高刀具壽命,減少刀具的消耗費用。

三、刀具鈍化方法的發展趨勢 
手工鈍化: 最早的鈍化工具是從皮子和石油開始,如到理發館刮臉,理發員在皮子上鐾刀,使刀刃更加鋒利耐用。而在機械加工方面所用的刀具,我們的前輩有了很多豐富的鐾刀經驗,效果非常顯著。舉例如下: 粗加工時,一把新刃磨好的刀具鐾刀可以減少初級磨損階段磨損值,在正常磨損階段後期鐾刀,仍可再延長正常磨損階段,一般刀具壽命提高0.5倍以上。 精加工使用鉸刀時,未經鐾刀其內孔表面有時達不到圖紙要求,精心鐾刀後表面粗糙度可穩定Ra1.6-0.8µm,同時刀具壽命可提高1倍左右。

精刨機床導軌,採用負前角寬刃壓光刀,其前後刀面必須經過平板精心研磨,提高了表面質量才能保證刃口鋒利平直,導軌加工表面粗糙度可穩定達到Ra0.8µm以下。 某廠加工大砲筒內孔來復線使用的拉槽刀,由於被加工材料韌性和強度高,刀具磨損快,甚至切屑被卡住造成事故,所以必須專門安排有經驗的老工人鐾刀,才能完成這項關鍵性加工。 印刷機墻板精孔加工,採用浮動鏜刀,有進給的走刀痕跡,經研製帶有放大鏡的鐾刀工具後,刃口鋒利平直。其進給量由1mm/r,提高到4mm/r。某廠內燃機曲軸加工,其設備和刀具是由國外引進,原一盤刀可加工50-60件,採用國產刀片後只加工15-16件。刀片經鈍化和選用合理鈍化參數後,一盤刀也可加工50-60件。 機械鈍化 為提高鈍化效率和質量,大多采用高效機械鈍化方法。如採用振動鈍化、介質鈍化、研磨漿鈍化、含磨料的橡膠輪鈍化、乾或濕的噴砂法鈍化、翻滾鈍化和含磨料尼龍刷鈍化等。

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OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

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