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工具機切削技術研究

工具機切削技術研究

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9789865860998
周國華
翰蘆
2017年1月16日
233.00  元
HK$ 209.7  

 $23.3





ISBN:9789865860998
  • 叢書系列:理工科技類
  • 規格:平裝 / 368頁 / 17 x 23 cm / 普通級
    理工科技類


  • 專業/教科書/政府出版品 > 工程類 > 機械工程











      工具機,經過設計、製造與銷售,最終目的是切削,這個階段的切削品質與效率,是機器與操作者綜合的表現。



      本書將切削技術分為三章,書中所使用的應用程式隨書附在光碟,方便讀者的應用與研究。



      第一章,模具精切削技術研究:綜合了CAM路徑、機構動剛性、伺服控制等關鍵因素,做了很深入的分析。常見的切削問題,可分為:規律紋路與突發紋路。紋路方向,可分為:垂直路徑與平行路徑。紋路位置,可分為:固定位置與隨機位置。固定位置,可分為:軸加減速、反向與等速區段。本章試圖用理論來分析切削問題,並提出根本解決之道。



      第二章,銑削刀具學:模具精切削所使用的刀具大都是球刀,在加工業所使用的刀具種類有很多,而刀具幾何則與加工效率、刀具壽命大有關係。本章主要重點在於整理有關銑削實用技術,包括定性觀念與計算公式,其中所包含的細部知識,可以用於應用技巧的發揮,甚至成為進階上的必要基礎。例如刀具幾何與切削顫振關係密切,是研讀第三章的基本知識。



      第三章:切削顫振理論應用:切削顫振理論,早在1990年已有許多學者投入研究,最早的顫振模型是車削,因為車削的切削力是固定,顫振方程式比較單純。後來則發展到銑削、五軸銑削。切削顫振理論,主要應用於航太難切削材與汽車業大量生產的工件,因為切削顫振是提高切削效率的關鍵。關於顫振的方法,有改變主軸轉數、刀具幾何、切削路徑工法等等,本章皆有詳細解說。

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    序文



    淺談工具機的工業 4.0



    第一章 模具精切削技術

    1. 1 模具精切削問題概論

    1. 2 CAM刀具路徑分析

    1. 3 插補器與進給速度控制

    1. 4 相鄰路徑深淺紋

    1. 5 路徑誤差分析

    1. 6 伺服調整與動態位置誤差

    1. 7 伺服控制模擬

    1. 8 切削振動

    1. 9 同期合力控制進給系統

    1. 10 循圓尖角調整

    1. 12 其他切削問題



    第二章 銑削刀具學

    2. 1 切削條件

    2. 2 銑削刀具幾何

    2. 3 平面銑削

    2. 4 挖槽孔與銑腔體

    2. 5 模具切削

    2. 7 切削力與功率計算

    2. 8 刀具磨耗與壽命



    第三章 切削顫振理論應用

    3. 1 銑削之切削力分析

    3. 2 車削顫振理論公式解

    3. 3 銑削顫振理論公式解

    3. 4 銑削力係數鑑別

    3. 5 銑削顫振理論時域解

    3. 6 案例研究與不準確分析

    3. 7 刀具動撓度預測與耦合理論

    3. 8 切削剛性改善與主軸模態分析

    3 .9 製程阻尼係數

    3. 10 線上自動迴避銑削顫振

    3. 11 切削顫振其他解法



    工具機系列書籍介紹

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      工具機經過設計、製造、銷售,最終目的是切削,切削的品質與效率是機器與操作者綜合的表現。本書將切削技術分為三章,文章使用的應用程式皆附在光碟內,方便讀者更進一步研究。有些程式技巧沒有特別理論,不值得書寫,卻常是商品化的關卡。程式附有註解,簡化書中冗長說明,期望能帶來更多的可能性。



      第一章是模具精切削技術研究,綜合CAM路徑、機構動剛性、伺服控制等關鍵因素,做深入分析。建議先研讀《工具機應用設計》的第1、2章。過去切削技術給人的印象是經驗法則,沒有太多理論與計算。個人一直認為所有技術釐清之後,就是基礎理論與數學分析,這是一條孤獨的研究之路。模具切削是機械廠與客戶最重視的議題,切削結果只有合格與不合格,代表成交與退貨的壓力,對雙方皆有不同的涵義。切削技術是跨領域的,不僅是操作機器與反應切削問題,還要有能力解決問題,並複製到其他機器。處理切削問題前,必先做足夠的研究,因為是在客戶側處理緊急事故,客戶等著用機器,沒時間也不允許你反覆拆裝檢查機器。很可惜,旁人只想知道問題的解法,卻忽略如何走進解決之路,使得知識是片斷、教條式。問題的解法很多,因時制宜,但終究還是要回歸源頭:設計與組裝製造,才能得到最好成效。經過多年的實戰歷練,驗證與修正個人理論,離開職場後才有時間整理個人研究,不想這一生只有賺錢而已。



      第二章是銑削刀具學。個人在刀具學的認知,全部來自刀具商知識與刀具手冊,尤其是國外高階刀具商的技術手冊內容豐富。國內刀具手冊偏向採購規格,僅簡單扼要列出大概的切削條件,可能是保守參考值,並非實驗數據。選擇刀具廠牌時,除了考量價格外,應重視無形價值的技術支援。好的技術服務可以提高切削效率與刀具壽命,對於切削疑難雜症,即使不能解決、至少可提供有效正確的方向,減少盲目的試誤法。畢竟我們遇到的切削問題大多是普遍的,刀具大廠都有研究與處理經驗,正是我們最需要的知識。本章主要參考的刀具廠有Sandvik, Seco等,尤其Sandvik的切削技術最豐富與實用,Seco有出一本切削理論書,適合學者研究參考使用。



      模具精切削使用的刀具幾乎都是球刀,但是在加工業使用的刀具種類很多,而且刀具幾何與加工效率、刀具壽命大有關係。本章重點在整理有關銑削實用技術,包括定性觀念與計算公式。這些技術都有納入CAM系統,了解這些技術可協助設定CAM參數選項。雖然刀具商銷售員會提供正常的切削條件,但對於變形的技術、需要公式計算的數據,可能無法及時服務。因此細部的知識可發揮應用技巧,甚至是更上一層樓的必要基礎。例如刀具幾何與切削顫振關係密切,是研讀第三章的基本知識。



      第三章是切削顫振理論應用。切削顫振理論早在1990年已有許多學者在研究,最早的顫振模型是車削,因為車削的切削力是固定,顫振方程式比較單純。後來發展到銑削、五軸銑削,切削力是時變數。先有簡化假設,使方程式可快速求解,但在某些條件下誤差稍大。若要減少假設,則方程式必須數值計算,分時域與頻域,例如離散、傅立葉多頻率,但缺點是計算時間較長。切削顫振理論發展至今已是很成熟的理論,且有很多商品化軟體,使用在航太、汽車知名大廠。例如Altintas的CutPro, Smith的Harmonizer與Budak的Machining studio。個人對切削顫振理論的學習,主要來自Altintas, Budak, Schmitz三位學者的論文與書籍。在切削顫振領域、個人只是應用工程師,而不是理論的創造者,頂多在解讀理論時加入個人主觀認知與經驗。



      台灣工業競爭力日趨低落,國人抱怨薪資沒有調漲,期待政府改善經濟體質。我們希望有德日的生活水準,必先具備他們的技術能力與做事態度,否則是緣木求魚。科學進步使得技術難度愈來愈高,不是做苦工可得,也不是學校一教就懂,還需靠自身努力與專注。任何人工作20年,若不能在某領域成為專業,不是不夠努力、就是不夠專注,絕無其他因素,與職業別無關、與資質無關。20年很久,但每天例行公事不到10年,早已磨掉很多的可能性,剩下的就是現況。好的公司一定有優秀的員工與更優秀的老闆,兩者是相輔相成,與其抱怨他人的不足,不如加強自身的弱點。台灣人才輩出,期待自己有幸生在百家爭鳴的時代。



      2016年是個人職場工作20年,很慶幸認識一群優秀的朋友。日本FANUC技師長輪流常駐台灣,河村宏之先生對台灣非常友善,熱情與專業協助機械廠,個人從中獲益良多。欣正與我共事多年,是位後起之秀,在教學相長的過程,加速我的研究,其他共事的好夥伴不一一列述致謝。歷經7個月的閉關,匆促完成這本書,是個性不允計畫拖延,若有錯誤、瑕疵地方請多包涵與指教。工具機系列三本書是我職場20年的紀錄,留給自己人生的回憶。夜深人靜,想起人之起源,榮歸故鄉。

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    其 他 著 作
    1. 工具機PLC+CEXE程式設計(二版)(含光碟)
    2. XBRL一系列(共三件)產學合作計畫結案報告之技術報告
    3. 工具機應用設計(二版)
    4. 工具機PLC+CEXE程式設計
    5. 工具機應用設計
    6. 工具機PLC程式設計