模具结垢成因研究www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com
Reference source from the internet.
橡胶加工工业中，模具结垢问题是一个常见的现象。硫化过程中模具壁面上形成一层沉积物，并在随后的生产循环中逐渐积累。先前的文献论述过引起模具结垢的各种因素的影响。现在发现：对于在聚合体橡胶混合物中所包含的各种硫化物（和氧化锌）来说，硫化锌是硫化过程中引起结垢的最烦人的反应副产物。{TodayHot}没有一种半-永久的脱模剂或永久性的（金属）覆盖层可以避免这种沉积。结论是：结垢最初是由附着在模具上的硫化锌（无机的沉积物）引起的，并形成一个灰色的沉积层。作为温度的函数，混合物中低分子量的成份附着在硫化锌的微晶体上，并引起第二阶段的沉积（有机沉积）。在一定时间内形成氧化产物，并引起碳的沉积。


有两种可能的解决办法来防止或减少污垢的形成:改变混合物的成份或改进模子的表面。

改变混合物成份减少模垢

由于氧化锌或硫化合而引起的模垢必须减少或被消除。大多数的沉积物与高含量的硫化物和氧化锌有关，而这些成份又通常要在轮胎橡胶产品中应用。按体积计，轮胎是全球橡胶产品中最大的一种（达到75%）。因此，大多数的实验是用常用于轮胎生产中的NR/BR化合物和SBR化合物的混合料来进行的。在通过改变 {HotTag}混合物成份减少模垢方面，考察了硫化锌的影响、短期的硫化实验、和化合物成份的影响。


本研究从考察硫化锌的形成开始，这是产生最初的污垢的根源。硫化实验显示有硫化锌在金属表面形成。通过放大1000倍的显微镜检测内插件的沉积物，确定可见的最初微晶体，然后用RMA方法（Rontgen micro analysis）分析，如图1所示。RMA元素分析检测到有锌和硫的存在。根据检测到的硫和锌的比例得出结论：微晶主要是由不可溶解的硫化锌组成的（图2）。为了确定的硫化锌的存在，用一种物理的分析方法（AP-TPR）分析硫化后混合物中H2S的含量（间接方法）。一个模压硫化实验用来确定在有铁存在的情况下硫化锌的形成过程，该实验是在密闭管道中在200℃和无氧的条件下进行的，试管中含有异三十烷、氧化锌、硫和高表面积的元素铁。在该实验中，借助RMA同样检测到硫化锌。正如期待的一样，两个实验都得出有硫化锌形成的结果。然而，没有证据表明，硫化锌是在混合物和模子的界面上形成的，或者ZnS是在硫化过程中作为锌和硫的反应副产物而形成的。

为了确定橡胶混合物中硫化锌的含量，应用了另外一种方法。模压的橡胶在低温下磨碎，制成小颗粒，再用丙酮提取，并用盐酸和乙酸的混合物处理，金属硫化物就分解了。产生的硫化氢用醋酸镉缓冲溶液吸收，用碘量法测定所形成的硫化镉。此外，将被萃取的橡胶在微波炉中在硫酸和硝酸中水解。水解液用ICP-ES进行元素扫描。


最可接受的假设是：硫化锌是作为氧化锌和硫的反应产物形成的。这种普通的化学反应在各种橡胶手册中都有描述。一种简化的反应机制是：

2RH+Sx + ZnO + (催化剂) R-S(x-1)-R + ZnS + H2O

大多数轮胎混合物每100份中含有5份氧化锌和大约2份硫。对于一种轮胎混合物，可以计算：一个以100份橡胶（总量大约175份）为基础的配方，含有 2.8%(重量)的氧化锌和1.1%（重量）硫。从反应式可计算出每1克氧化锌大约生成0.6克硫化锌。显然，可产生相当数量的硫化锌。实际上，只有存在于轮胎上层的硫化锌是硫化锌的微晶（可能是由金属表面引起的）。在模具必须进行清洗操作前，大约可执行500次的模压。


已经知道：用来作为模具表面的插入件（小金属片）原则上可以很容易地通过RMA方法分析是否含有硫化锌微晶体，但是，这是一种相当昂贵的测试。因此，开发了一种简单的测试方法来测定插入件上最初的（可见）的微晶。借助500放大倍数的光学显微镜，可以看到0.5到1微米的单个微晶。为了使之产生微晶，对不同的混合物、不同的温度和时间进行硫化实验。选出了两种混合物，并在表1中显示，其中包括基于s-SBR的轮胎面的混合料和基于NR/BR的混合物的中间混合料。两种混合料都被用来作为进行各种硫化实验的母炼胶。

为了进行硫化实验，制造了一个简单的压模，适用于最多8个插入件，这种压模是为了进行最多20个周期的短期实验而制造的。在每5个连续的周期以后目测检查插入件。这样，各种参数，诸如不同添加剂的混合物参数，或者关于插入件的参数—如金属的选择，粗糙度，或镀层等，可以检测。在两种基本的轮胎混合料上进行了初步的实验,轮胎混合料在160℃下硫化20分钟，并在200℃下硫化2分钟（数据是从流变仪曲线计算得到的）。结果显示：目测发现的硫化锌微晶体的数量没有什么区别。为了压缩时间，所有的进一步实验都在200℃下进行。在短期运行20次硫化实验后，借助注射成型作更进一步的实验，最多到500次硫化。

▲ 锌的选择

在混合物的组成方面进行了实验。正如已经显示的，硫化锌是作为氧化锌（或者含锌的组份）和硫的反应产物而形成的。想将硫或者硫化锌从配方中消除，不是很容易的。因为这两种组份在橡胶配方中都是必须的。天然的硫能提高机械力和胶接作用，而氧化锌可激活硫化体系。
流变仪实验显示：在不改变流变仪最大扭矩的情况下，氧化锌的水平可以从5份降至3份(每100份橡胶），几乎可以以2倍的因子降低。然而，即使随着这种水平的降低，硫化锌的沉积物还是没有明显的变化(表2)。同样，用一种粒度较小的氧化锌取代，与使用氧化锌（RS）相比较，沉积物也没有什么明显的不同。

但是，用0.25份的纳米氧化锌代替40nm粒度值的氧化锌（相同的流变仪最大值），氧化锌水平可降低20倍，沉积物的差别是明显的。用纳米氧化锌的短期硫化实验，压模使用次数直到20个循环，没有显示硫化锌沉积。


由其它的金属氧化物如氧化钙或者氧化镁取代氧化锌，不是一个解决办法，因为，在那种情况下会形成硫化钙或者硫化镁，形成另外的模垢。（表3）
与氧化锌比较，胺是一种催化剂，也对它进行了研究。为这个目的，在混合物中加入了多个官能团的胺（MFA= Duomeen TDO, Akzo），此外，通过加入0.2 份ZBEC使硫化体系最优化。插入件上没有明显的微晶体或者其它沉积物。在短期硫化实验中，这种低浓度的ZBEC没有引起硫化锌的沉积。然而，因为胺的气味难闻和毒性(依赖于类型)，所以它的使用并不可取。在轮胎模子上没有进行这些混合物的实验。

在抑制剂方面进行一些附加的实验。有人声称：抑制剂是防止或降低模垢的材料。测试了不同种类的抑制剂，例如乙二胺四乙酸（EDTA）、十二醇嘧啶氯化物 (LPC)、2-氨基-2甲基-1丙醇(AMP)和苯并三唑(BTZ)。在所研究的这些化学品中，没有一个能够降低硫化锌的沉积。

▲ 减少氧化锌对环境的好处

减少氧化锌，用纳米氧化锌作为催化剂体系的一部分替代，以及采用可供选择的硫化体系都可降低模子上的沉积物。这将会使模子的经受时间较长（设想至少可达到10倍），因此，在模子清洗操作中可降低成本。

氧化锌的减少对环境也是有利的。轮胎与地面摩擦产生的橡胶污染也会引起一个环境问题。从轮胎橡胶里跑出去的锌化合物进入地表水，会干扰和毁坏水环境中的微生物平衡。

然而，轮胎制造商不愿意降低橡胶中的氧化锌含量。原因是那样的混合物呈现出低的性质，诸如：回复性、转动阻力和热量积累。那些性质与氧化锌的水平是（密切）相关的，但是直到现在还没有进行一个可比较的研究。从（欧洲）政府的观点，由于氧化锌在水环境中的生态毒性行为，强烈推荐在橡胶中降低氧化锌的水平。


◆ 引言

改进模具减少模子结垢，是通过对涂层的研究来进行的。已经表明：大多数永久性的覆盖层，例如，铬或者钒，是以金属为基础，厚度为5到10微米。早期的研究表明：结垢的大多数原因在硫化锌。在基于聚四氟乙烯（PTFE）的聚合物涂层上没有发现污垢。然而，涂层在加工处理温度较高时变得脆弱，并且由于在注射橡胶的过程中的高的剪切应力，经过一些周期后，涂层会部分损坏。所以，对涂层的研究和密切的观察能对模垢行为给出一个新的见解。本研究中考察了模具参数、非金属涂层和磁性覆盖层的影响。

◆ 模子参数的影响

在短期的运行实验中考查了不同的参数。不锈钢从0.1Ra 到2.0Ra不同的粗糙度，模垢没有显著的减少。对各种金属的密切观察能给出新的观点。在短期运行实验中也考查了一系列由不同的金属制成的插入件，选择具有不同的电势的各种金属。在负电势的系列中选择了镁、锌、铝、镉、铁和镍；从正电势系列中选择了铜和银。在压模中200℃/2分钟的条件下NR/BR混合料硫化20次。每5次硫化循环后对插入件样品进行目测检查，然后用RMA对插入件进行元素分析。表4结果表明：基于镁、铝、锌、铁和镉元素的非-贵金属的表现 — 在插入件上出现了硫化锌微晶体，并且其粒径从镁到铁依次增加。在正电势系列方面，硫化银也形成了。橡胶混合料部分地在镍和铜金属的表面上粘结。该现象被称为是将混合料粘接在金属上的表面硫化作用。结论是：将铁或者不锈钢的模子改变成其它金属的模子不能解决模垢问题。

也进行了一个有趣的研究, 通过对模子施加电压，影响模子的电化学电势，硫化锌的沉积可能减少。TNO Coatings声称：硫化锌可能是不同的模子结构材料在界面上的腐蚀反应。通过电流的应用，测量界面上的极化反应是可能的。

极化测量法在从-5V到+5V范围内进行。在硫化反应期间，检测到的电流为1安培。然而，与标准的硫化实验相比，看不出沉积物（例如硫化锌）有什么显著的不同。根据这些结果，在界面上发生电化学反应是不太可能的。

◆ 非金属覆盖层

上文所述，金属覆盖层不能用来减少模垢。然而，考查了其它的覆盖物，覆盖物可被分成不同的材料组，例如，混杂覆盖层、PVD或CVD覆盖层（这些覆盖层是从物理或者化学蒸汽的湿润过程中准备的）、金刚石覆盖层（DLC）、陶瓷覆盖层(瓷釉)和诸如聚苯硫（PPS）和PTFE的塑料覆盖层。从每一组里选择1-2个覆盖物来进行短期的硫化实验，经过5，10，15和20个硫化循环后，插入件通过使用放大率为500倍的光学显微镜来进行视觉观察，然后，进行RAM分析，其中也包括不锈钢对照样。结果显示，由于随后的橡胶的粘接，DLC覆盖层失效。在这些短期运行实验后，在注射成型机上进行了长期运行的实验。

为了注射成型实验，建造了一种多功能的模具。用这种模具，可以评估8个不同的插入件，每个都很容易替换。插入件的涂层由专门的模子制造者或职业涂料工制作。模具是可以自动脱模的，空腔从中间注射。注模温度是210℃，循环时间约45秒。通过这种方式，每班大约可以进行500次循环。硫化样品的表面损伤进行检测，然后，用RMA分析插入件，以确定有没有结垢。结果表明，混杂覆盖层A和混杂覆盖层F（氟），PVD覆盖层，CrN(氮化镉)和Cr/CrN (多层)均显示有硫化锌微晶体。同样，PPS(聚苯硫)涂层和薄PTFE（聚四氟乙烯）涂层显示有微晶体。在这个案例中，涂层是多孔的，微晶体在孔中形成。只有瓷釉(陶瓷)和厚的PTFE涂层显示没有微晶体，并在金属表面形成了一个封闭的屏障。

所有的薄的涂层都显示有微晶体。对于轮胎模具，由于要考虑截面设计和通风透气性，厚的陶瓷（瓷釉）覆盖层和PTFE涂层不适用。另外一个问题是从模子（通过涂层）到橡胶混合物的传热差。对于轮胎模具，薄的覆盖层是可用的。因此，研究薄而无孔的、表面封闭的覆盖层，应当可以解决结垢问题。


正如已考查过的，所研究的电化学机制不能解释硫化锌的形成。这就暗示 ：在模子和橡胶混合物界面上形成的硫化锌是由模子表面的某种物理化学反应引起的，（界面上的硫化锌微晶体）是硫化过程中氧化锌和硫的反应生成物。

高温下的硫化实验证实：在模具表面硫化锌是以晶体形成的。也已经表明纳米尺寸的硫化锌微晶体是在橡胶中形成的（硫化锌的测定），并从橡胶混合物中扩散到模具表面，在那里，与在表面上存在的铁（Fe2O3）按摩尔量相互作用，并形成ZnSFe晶格。然后，它可以在硫化锌晶体生长中起接枝点的作用。为了证明或反驳这种假说，可以期望 ：这种形成机制是以金属模子表面存在氧化了的或硫化了的铁原子为前提的。

因此，目标是改变铁，同时仍然允许表面参加物理化学反应。将三氧化二铁的表面氧化成四氧化三铁应当是有可能的。众所周知，在中央暖气系统或锅炉中，磁性覆盖层被用来防止腐蚀。既然这样，准备了一个钝化过的铁制模具（插入件）。钝化可以用化学方法（碱）或物理方法（蒸汽）进行。起初，进行了短期运行的硫化实验，然后借助注射成型机进行了大规模运行的考查。表明：模子的表面没有明显的硫化锌微晶体。不但硫化锌（模具结垢）的形成情况改良了，而且模子的脱模性能也改进了。在表5中，研究了少数最感兴趣的覆盖层的结垢和脱模性能（用注射成型机）。考查了两种都是基于用碱的表面准备方法的不同的磁性覆盖层，以及两种PTFE涂层。不锈钢镀层是个对照物，从表中我们可以看到，500次循环后，在磁性覆盖层和PTFE涂层上都没有明显的结垢。在PPS覆盖层和多层的铬/氮化铬覆盖层上可以见到一些微晶体。在硫化实验中所有的覆盖层都表现出好的脱模性能。

结论

◆ 模具结垢的机制

在铁制模具表面形成硫化锌晶体方面得出以下结论：混合物中硫化锌的原位形成是硫化过程中的反应产物；纳米尺寸的硫化锌晶体扩散到赤铁矿型铁制模具的氧化表面，形成ZnSFe 型的一层；或者在同一硫化过程中，或者在后续的硫化过程中，经过额外的纳米尺寸的硫化锌晶体的沉积，这种晶体进一步生长，形成微米级尺寸的硫化锌晶体。

◆ 混合物

在橡胶混合物中降低氧化锌的水平可以减少模具结垢；使用纳米尺寸的氧化锌可以消除或者减少模具结垢，然而，为了达到最优的机械和动力性能，必须进行更多的研究；其它的金属氧化物催化剂不能解决模具结垢问题；可供选择的催化剂，如胺或者MFAs，也能减少模具结垢，然而，那些催化剂/加速剂有难闻的味道，并且有些是有毒的。此外，为了得到相当的硫化速度，还必须使用另外的锌催化剂（ZBEC）。

◆ 涂层

在模具结垢问题的解决办法中不涉及电化学反应；金属镀层对减少模具结垢没有帮助，在模具表面必须形成封闭的一道屏障；塑料涂层，如PTFE型，能解决结垢。但是，由于手工铺设问题和空间不稳定性，这些涂层不能应用在轮胎模具中；磁铁矿（Fe3O4）涂层是有可能的候选物。结果应当是非常有前途的，但是为了证实磁铁矿（Fe3O4）涂层防止结垢的能力，必须在轮胎模具上进行实验。
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, it’s our pleasure to serve for you.
BW product including: utting tool、HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com

机械加工之车工英语www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com
拋光 polishing

安装 to assemble

扳手 wrench

半机械化 semi-mechanization; semi-mechanized

半自动滚刀磨床 semi-automatic hob grinder

半自动化 semi-automation; semi-automatic

备件 spare parts

边刨床 side planer

变速箱 transmission gear

柄轴 arbor

部件 units; assembly parts

插床 slotting machine

拆卸 to disassemble

超高速内圆磨床 ultra-high-speed internal grinder

车床 lathe; turning lathe

车刀 lathe tool

车轮车床 car wheel lathe

车削 turning

车轴 axle

衬套 bushing 按英文字母排序

3-Jaws indexing spacers 三爪、分割工具头
A.T.C.system 加工中心机刀库
Aluminum continuous melting & holding furnaces 连续溶解保温炉
Balancing equipment 平衡设备
Bayonet 卡口
Bearing fittings 轴承配件
Bearing processing equipment 轴承加工机
Bearings 轴承
Belt drive 带传动
Bending machines 弯曲机
Blades 刀片
Blades,saw 锯片
Bolts,screws & nuts 螺栓,螺帽及螺丝
Boring heads 搪孔头
Boring machines 镗床
Cable making tools 造线机
Casting,aluminium 铸铝
Casting,copper 铸铜
Casting,gray iron 铸灰口铁
Casting,malleable iron 可锻铸铁
Casting,other 其他铸造
Casting,steel 铸钢
Chain drive 链传动
Chain making tools 造链机
Chamfer machines 倒角机
Chucks 夹盘
Clamping/holding systems 夹具/支持系统
CNC bending presses 电脑数控弯折机
CNC boring machines 电脑数控镗床
CNC drilling machines 电脑数控钻床
CNC EDM wire-cutting machines 电脑数控电火花线切削机
CNC electric discharge machines 电脑数控电火花机
CNC engraving machines 电脑数控雕刻机
CNC grinding machines 电脑数控磨床
CNC lathes 电脑数控车床
CNC machine tool fittings 电脑数控机床配件
CNC milling machines 电脑数控铣床
CNC shearing machines 电脑数控剪切机
CNC toolings CNC刀杆
CNC wire-cutting machines 电脑数控线切削机
Conveying chains 输送链
Coolers 冷却机
Coupling 联轴器
Crimping tools 卷边工具
Cutters 刀具
Cutting-off machines 切断机
Diamond cutters 钻石刀具
Dicing saws 晶圆切割机
Die casting dies 压铸冲模
Die casting machines 压铸机
Dies-progressive 连续冲模
Disposable toolholder bits 舍弃式刀头
Drawing machines 拔丝机
Drilling machines 钻床
Drilling machines bench 钻床工作台
Drilling machines,high-speed 高速钻床
Drilling machines,multi-spindle 多轴钻床
Drilling machines,radial 摇臂钻床
Drilling machines,vertical 立式钻床
drills 钻头
Electric discharge machines(EDM) 电火花机
Electric power tools 电动刀具
Engraving machines 雕刻机
Engraving machines,laser 激光雕刻机
Etching machines 蚀刻机
Finishing machines 修整机
Fixture 夹具
Forging dies 锻模
Forging,aluminium 锻铝
Forging,cold 冷锻
Forging,copper 铜锻
Forging,other 其他锻造
Forging,steel 钢锻
Foundry equipment 铸造设备
Gear cutting machines 齿轮切削机
Gears 齿轮
Gravity casting machines 重力铸造机
Grinder bench 磨床工作台
Grinders,thread 螺纹磨床
Grinders,tools & cutters 工具磨床
Grinders,ultrasonic 超声波打磨机
Grinding machines 磨床
Grinding machines,centerless 无心磨床
Grinding machines,cylindrical 外圆磨床
Grinding machines,universal 万能磨床
Grinding tools 磨削工具
Grinding wheels 磨轮
Hand tools 手工具
Hard/soft and free expansion sheet making plant 硬(软)板(片)材及自由发泡板机组
Heat preserving furnaces 保温炉
Heating treatment funaces 熔热处理炉
Honing machines 搪磨机
Hydraulic components 液压元件
Hydraulic power tools 液压工具
Hydraulic power units 液压动力元件
Hydraulic rotary cylinders 液压回转缸
Jigs 钻模
Lapping machines 精研机
Lapping machines,centerless 无心精研机
Laser cutting 激光切割
Laser cutting for SMT stensil 激光钢板切割机
Lathe bench 车床工作台
Lathes,automatic 自动车床
Lathes,heavy-duty 重型车床
Lathes,high-speed 高速车床
Lathes,turret 六角车床
Lathes,vertical 立式车床
Lubricants 润滑液
Lubrication Systems 润滑系统
Lubricators 注油机
Machining centers,general 通用加工中心
Machining centers,horizontal 卧式加工中心
Machining centers,horizontal & vertical 卧式及立式加工中心
Machining centers,vertical 立式加工中心
Machining centers,vertical double-column type 立式双柱加工中心
Magnetic tools 磁性工具
Manifolds 集合管
Milling heads 铣头
Milling machines 铣床
Milling machines,bed type 床身式铣床
Milling machines,duplicating 仿形铣床
Milling machines,horizontal 卧式铣床
Milling machines,turret vertical 六角立式铣床
Milling machines,universal 万能铣床
Milling machines,vertical 立式铣床
Milling machines,vertical & horizontal 立式及卧式铣床
Mold & die components 模具单元
Mold changing systems 换模系统
Mold core 模芯
Mold heaters/chillers 模具加热器/冷却器
Mold polishing/texturing 模具打磨/磨纹
Mold repair 模具维修
Molds 模具
Nail making machines 造钉机
Oil coolers 油冷却器
Overflow cutting machines for aluminium wheels 铝轮冒口切断机
P type PVC waterproof rolled sheet making plant P型PVC高分子防水
PCB fine piecing systems 印刷电器板油压冲孔脱料系统
Pipe & tube making machines 管筒制造机
Planing machines 刨床
Planing machines vertical 立式刨床
Pneumatic hydraulic clamps 气油压虎钳
Pneumatic power tools 气动工具
Powder metallurgic forming machines 粉末冶金成型机
Presses,cold forging 冷锻冲压机
presses,crank 曲柄压力机
Presses,eccentric 离心压力机
Presses,forging 锻压机
Presses,hydraulic 液压冲床
Presses,knuckle joint 肘杆式压力机
Presses,pneumatic 气动冲床
Presses,servo 伺服冲床
Presses,transfer 自动压力机
Pressing dies 压模
Punch formers 冲子研磨器
Quick die change systems 速换模系统
Quick mold change systems 快速换模系统
Reverberatory furnaces 反射炉
Rollers 滚筒
Rolling machines 辗压机
Rotary tables 转台
Sawing machines 锯床
Sawing machines,band 带锯床
Saws,band 带锯
Saws,hack 弓锯
Saws,horizontal band 卧式带锯
Saws,vertical band 立式带锯
shafts 轴
Shapers 牛头刨床
Shearing machines 剪切机
Sheet metal forming machines 金属板成型机
Sheet metal working machines 金属板加工机
Slotting machines 插床
spindles 主轴
Stamping parts 冲压机
Straightening machines 矫直机
Switches & buttons 开关及按钮
Tapping machines 攻螺丝机
Transmitted chains 传动链
Tube bending machines 弯管机
Vertical hydraulic broaching machine 立式油压拉床
Vises 虎钳
Vises,tool-maker 精密平口钳
Wheel dressers 砂轮修整器
Woven-Cutting machines 织麦激光切割机
Wrenches 扳手
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, it’s our pleasure to serve for you.
BW product including: utting tool、HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com

聆聽製程的聲音www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com
Reference source from the internet.
MOTOROLA在推動其品質運動時期(1989年)有一段話頗值得我們深思玩味:客戶滿意是一切商業行為的基石.尤其是在現今高度競爭的時代,客戶們正毫不留情地要求更高標準的產品品質,更低的價格,更好的服務及附加價值.這一些已然影響許多公司的營運策略及日常運作.

　　品質的源頭是製程,製程的變異是品質起伏變化的主要根源.在現今大量製造,分工精細的時代.如何聆聽到”製程微弱的聲音” 並下正確的判斷而獲致有效的控制?若是沒有足夠並正確的工具來得知事件的真相,那跟”瞎子摸象”有何差別?每個瞎子摸到的部位都不一樣,自然彼此見解也不一樣,到時候團隊中充滿各種自以為是的爭辯,演變到後來變成誰在爭辯中機智反應比較快,態度比較堅持﹑強悍的,那他的解決方案便成為主流.這時在錯誤方向下,越努力的人,所造成的損失越大.戴明博士(W. Edwards Deming)稱之為”努力挖掘自已的墳墓”.

　　為了不只是”work hard”,更要”work smart”,我們實在需要一個能聆聽”製程聲音”的工具,使自己真的能張開眼睛,看到未來正確的出路–品質精良;顧客滿意.Cpk和GRR就是這類工具中兩個相當重要的成員.但是先提醒的是:同樣的工具,會因使用目的的不同,而有不同的使用方法.例如同樣使用尖嘴鉗,將電線剝絕緣皮或是整個剪斷, 使用手法便不同.

　　以下內容是根據敝人在所服務的光電製造工程處的內部訓練課程中編寫的講義加以演述而成.且讓我們以”紙上研討會”的方式來簡介今天的主題:Cpk & GRR.


圖1

　

　　若是少量生產,例如生產量為100個,不良率設定為2%以下, 而且品質的觀念尚停留在合規格即可的層次.要瞭解產品品質便很簡單,只要耐著性子把100產品都檢查完,不良品在2個以下便屬正常.但在現今一個訂單動輒數十萬個,甚至數百萬個,以全檢方式及合格與否來瞭解製程已不太可行.更何況現今客戶的品質觀念已從”合格即可”轉變成”產品特性集中並趨近期望值”的模式.

　　上述對產品特性的瞭解均須透過量測數據,問題是量測工具可靠嗎?它會不會扭曲”製程聲音”?它造成的影響有多少?

　　圖2示:從生產機具所生產的產品中取樣(數量通常少於100個),量取特性數據後, 透過Cpk的手法就可以瞭解品質問題的肇因方向.但量具需先通過GRR的驗證手法瞭解其數據可靠性.


圖2


　　圖2的”量具穩定”是指量具對同一個樣品重複量測數據間的差異很小.”量具容易使用則是指量具不會因不同的人使用而使數據有所差異.

圖3

　

　　圖3右邊的圖示是以Minitab軟體計算得來.其中製程能力指標Cpk電子業一般要求1.33, 即不良率63ppm(每百萬個產品中有63個不良品),但一些較先進的公司要求1.5即3.4ppm(如MOTOROLA).甚至1.67即 0.57ppm(如GM,Ford,Chrysler全美三大汽車廠).Cp較嚴格的要求則為2.一般說來Cp比k重要,因為k值不佳很可能只要調整機器設定參數即可解決,但Cp差則是製程變異太大;變異是製程品質的大敵,較難以克服.　

圖4：

　　GRR的作法是以10個樣品,2~3人,每個樣品每人重複測2~3次,以所得數據求出GRR%(在此不做計算之講解).再以GRR%讀值大小判斷量具的優劣.但是在此強調的是:對一量具而言,沒有絕對的優劣判定,端看使用目的及要求精度了.　

　

圖5

　

　　最後以Q&T(問題與思考)探討一些實際工作上碰到的問題並透過思考得到更深一層的瞭解.許多問題是沒有絕對的答案,但敝人嘗試在此提出個人的見解,以期達到拋磚引玉的效果.並歡迎先進們給予寶貴的意見.

　
Q1.此種合不合格(go-nogo)的數據,樣品數量太少時是無意義的.MOTOROLA建議此種數據必須在2000筆以上.那是個很大的負擔,況且此種數據並不能告訴你改善的方向.

Q2.那可不一定!取決於你如何取樣.建議要監控30~60天,才能下決論.

Q3.可能有問題!當 C 是由 A 和 B 所組成, C 的變異等於 A 和 B 變異的幾何平均 (DRSS/Dynamic Root-Sum-of-Squares 分析).

Q4.GRR跟量具的準確性無關,它只保證量具的穩定性,所以當然要校正.一個實際是2公尺的木頭,用某一根尺重複量長度,每次的結果都是1.8公尺,GRR很好,但根本不準確,不堪使用.所以量具的驗證除了GRR(穩定),還要驗證Cpk(準確).

Q5.可不一定!若是此量具是用來解讀製程數據,而你的製程Cp又非常好,“製程聲音”一樣會被扭曲.

Q6.第一. 你必須先找出產品本身的變異,並從GRR的repeatability項中減去.例如LED:同一顆LED的電性,亮度特性在每一秒都會有些微的不同,這就是所謂產品本身的變異.第二.產品規格公差=可出貨之最小bin寬.因為此分bin機台的任務是對bin的辨識能力,此時不得使用可出貨之總bin寬, 例如可出a,b,c三個bin,產品規格公差=min(a,b,c)?(a bin上限 - c bin下限).第三.不得使用定義:GRR=s ( proceess ) / s (gage),因為此分bin機台的任務不是拿來了解製程能力的.
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如：Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrel、Angle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutter、IC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS tool、DIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting saws、Shell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購～～～碧威股份有限公司www.tool-tool.com

QUALITY & TECHNOLOGY DEVELOP CENTERwww.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com
Reference source from the internet.
製程能力指數Cp&Cpk─2001.04

製程能力指數﹝Process capability index─傳統上簡稱為Cp﹞，係統計製程管制SPC的一個很重要的指標。代表著我們產品製程的品質有多好或不良率是多少。

自從1950年代SPC普及以來，大抵使用Cp這樣的一個能力指數，來反映品質水準的狀況。但遂著時間的推移，電子產業的興起，以前的品質水準不良率以百分比%為單位就足以勝任，因為電子元件的數量龐大，百分比的不良率不敷使用
，所以演化成以PPM為不良率的單位。同時更自1980年代因為美國的汽車產業也不堪日本汽車業的競爭，從而將製程能力指數修正成Cpk，近年來電子產業多以追求Cpk為準。

深究Cpk的內容，你會發現它不是什麼新東西，只是舊瓶新酒，只是過去在談論SPC時，大家都假設實際品質特性值的中心值是和目標值一致的。傳統品管上針對這個問題是以Ca處理，但通常都帶過未加以刻意強調。而時下流行的Cpk只是對舊有的Cp做了中心值的修正。

需要注意的是傳統上Cp時代，我們對製程能力指數的要求是Cp=1，易言之，良品率是99.73%，而多年前Cpk出現時要求的是Cpk=1.33，而這兩年則要求提升到Cpk=1.67。而當Cpk=1.63時即可進入個位數的PPM世界。
公差 T
Cpk=( 1 - K ) * --------------- = ( 1 - K ) *-------------
六倍標準差 6* σ

註：上式中K即早期的Ca，但中心值處理部分加絕對值。

在品管實務上，中心值的調整，並不是一件很困難的，因此也就疏於重視它。對所有從事品管工作的同好來說，如何縮小品質特性值的變異﹝標準差﹞簡直就是夢饜，也是最艱鉅的挑戰，還好有若干方法可用。大家一起努力吧!
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如：Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrel、Angle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutter、IC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS tool、DIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting saws、Shell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購～～～碧威股份有限公司www.tool-tool.com