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為什麼山謙要對這不重要的拉桿螺栓做這麼多的測試與檢驗? 是吃飽太閒?
湯姆·2016年5月11日
為什麼山謙要對這不重要的拉桿螺栓做這麼多的測試與檢驗? 是吃飽太閒?

絕對不是吃飽太閒
因為拉桿螺栓在7/24的錐度刀桿中是非常重要的
完全不是你認為的不重要的物件

拉桿螺栓的品質好壞非常重要
拉桿螺栓的品質好壞非常重要
拉桿螺栓的品質好壞非常重要

這兩年跟國內黑手界的交流比較頻繁
也開始認識國內的黑手界生態
也因為這樣常常聽到一些很奇怪的說法
也因為台灣人普遍性的古意
不會去質疑這些說詞
人家講了你就信了
也沒人去驗證說這樣說法對不對
久而久之就積非成是了

這樣是不對的!!!

就以拉桿螺栓來說
最奇怪的說法有兩個

第一個是
"拉桿螺栓是消耗品 常常會磨損 半年一年就要換一次"
很多人都相信且認同這樣的說法並且照著做
其實消費者照著做對於生產者沒有什麼不好
這樣才能常常有生意可以做
但是
湯姆哥就覺得奇怪
山謙廠內刀桿上用的自製拉桿螺栓
即使使用了十幾年也從沒換過
會有一些使用的痕跡
但是沒有磨損到需要更換
或者是會有用到斷掉的狀況

深入了解後發現
原來會磨損的原因出在使用的材料與熱處理上
使用比較便宜的材料
材料的強度比較差
熱處理後表面與心部的硬度差較大=>越好的材料能夠提升心部的硬度來增加強度
滲碳熱處理的深度較深時或者是表面硬度較高時拉桿螺栓容易產生脆裂
也因此就降低了滲碳的深度與表面硬度來避免斷裂

但是
這樣的做法正確嗎?
當然不正確
雖然降低硬度與滲碳深度可以讓脆裂的可能性降低
但是硬度不足的拉桿螺栓就容易被夾刀機構磨損而產生凹陷
這磨損產生的凹陷處會讓拉力降低
重切削時產生震動而讓表面粗度不良
而這些都比不上選用的材質強度不夠強而造成的拉桿斷裂
運氣好時只有刀桿掉下來
運氣不好時主軸跟刀桿就融合再一起
然後一起送去鐵屑堆裡
更換維修主軸不便宜
機台又得故障停機好幾周

因為這類拉桿螺栓使用強度較差的材質生產
也無法以規範標準的熱處理來製作
就衍生出來要你頻繁一點更換拉桿螺栓的說法

很奇怪
明明可以與刀桿共存亡的拉桿螺栓
怎麼變成了免洗碗筷式的產品

這不對啊!!!

第二個是
“中心出水的拉桿螺栓強度較低 不適合重切削 只能做輕切削"
這個回答讓人覺得更神奇了
非常非常非常多的人看到山謙的新專利中心出水拉桿螺栓後都提出這樣的疑問

確實
在壁身太薄的狀況之下
機構的強度會降低
所以需要去找出最適合的壁厚
適當的壁厚往往能提供比實心物更高的強度
就好比水泥製的電線桿做成中空型
對抗風切的抗折力就比實心的高

以拉桿螺栓來說
斷裂的情況發生往往是折斷而不是拉斷
為什麼呢?
以BT40的主軸拉力來說
規範標準是12KN也就是12,000N
而BT40標準型拉桿螺栓
不管是不是中心出水孔的
抗拉力都有90,000N以上
這樣的拉力要把拉桿螺栓拉斷是很難的

絕大多數拉桿螺栓的斷裂都是剪斷力造成的
所以你會看到拉桿螺栓斷裂都是平整的分成兩截
也因此

抗剪力才是拉桿螺栓的關鍵
抗剪力才是拉桿螺栓的關鍵
抗剪力才是拉桿螺栓的關鍵

那山謙製的新專利中心出水拉桿螺栓到底夠不夠強?
(1kgf=9.8N)
以日製的實心拉桿螺栓來說
BT40的抗剪力是1,300kgf(12,740N)
BT50的抗剪力是5,740kgf(56,252N)
以山謙製的新專利中心出水拉桿螺栓來說
BT40的抗剪力是1,580kgf(15,484N) 比日製的多了280kgf(2,744N) +21.54%
BT50的抗剪力是6,325kgf(61,985N) 比日製的多了585kgf(5,733N) +10.19%

從檢驗數據中得知
山謙製的新專利中心出水拉桿螺栓的抗剪力不僅沒有比日製的實心拉桿螺栓低
強度還增加了10%多到20%多不等
你說
這樣的強度來做重切削會不會有問題
比日本製的實心拉桿螺栓還要更強了
重切削當然沒問題

這一次我們還同時測了三種新專利BT30中心出水拉桿螺栓的抗剪力
RKBTP30T1-45 BT30-45度標準型 抗剪力是1,030kgf (10,094N)
RKBTP30T1-45F BT30-45度FANUC型 抗剪力是1,350kgf (13,230N)
RKBTP30T2-60B BT30-60度BROTHER型 抗剪力是1,230kgf (12,054N)

BT30的主軸拉力只有BT40的一半6KN(6,000N)
而三種BT30拉桿螺栓的抗剪力都達到了BT40標準型的65%, 85%與78%

所以
中心出水的拉桿螺栓強度比較低?
是這樣嗎?
檢驗出來的結果並不是這樣喔
只要設計的正確
抗剪強度不僅僅不會減少
還會增強!!!

所以
我們對拉桿螺栓做這麼多的檢測
追求的就是實事求是
去找出可以讓人信服的科學證據與數據
這些證據與數據不單單是要讓使用者信服
最重要的也是要讓生產者的我信服
如果連我自己都無法說服
我要怎麼去說服別人呢?

身為一個合格的黑手
要從接受科學證據與數據開始
拒絕用臆測
拒絕只用眼睛看
拒絕以訛傳訛的說法
在台灣當黑手古意條直的人很多
但是不代表其他人就能這樣來騙你
你說是吧!

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拉桿螺栓測試報6 PULLSTUD/RETESION KNOB TEST REPORT 6

品名: RKBTP50T1-45
BT50-45度中心出水拉桿螺栓

材料 MATERIAL: SNCM420/4320/20CrNi2Mo/
熱處理 HEAT TREATMENT: 滲碳 CARBURIZING
硬度: HRC 58~60
--------------------------------------------------------
抗拉力 TENSILE TEST: 到22,100kgf時和接觸破裂 無法測出抗拉力
抗剪力 BENDING STRENGTH TEST: 6,325kgf
--------------------------------------------------------
1kgf=9.8N
--------------------------------------------------------
抗拉力是材料與形狀對於軸向的抵抗力
一樣的熱處理
一樣的材料與形狀
截面積越大者抗拉力就會越大

如果我們要計算材料的抗拉強度(N/mm^2)
則需要先抓出斷面截面積

RKBTP50T1-45
BT50-45度中心出水拉桿螺栓
這項產品的頸部是15mm 水孔是6mm

斷面截面積是(15*15/4-6*6/4)*PI=47.25*3.1416=148.44mm^2

由於焊接治具破裂
抗拉力與成品材料強度無法計算
-------------------------------------------------------
抗剪力是材料與形狀對徑向的抵抗力
逕向切削時因滑動或扭轉變形產生作用力

斷面截面積是(15*15/4-6*6/4)*PI=47.25*3.1416=148.44mm^2

抗剪力是6,325kgf=61,985N

成品材料抗剪強度是61,985/148.44=418N/mm^2
-------------------------------------------------------
# 50主軸的拉力
一般是1200kgf(11,760N)~1600kgf(15,680N)
但是國際主流是2500kgf(24,500N)
拉桿螺栓的抗拉力與抗剪力需要足夠應付
強度不足的拉桿螺栓會產生斷裂
加工中斷裂的拉桿螺栓會讓運作中的主直軸直接損毀
-------------------------------------------------------
日製的BT實心拉桿

抗拉力32.85頓=32850kgf=321930N
實心的截面積(15*15/4*PI)=176.715
抗拉強度是321930/176.715=1822N/mm^2

抗剪力5.47頓=5470kgf=53606N
實心的截面積(15*15/4*PI)=176.715
抗剪強度是53606/176.715=303N/mm^2

比對山謙拉桿螺栓
還附加了中心通孔的出水孔

SNCM420的抗拉力與抗拉強度本次測試無結果
SNCM420的抗剪力6325kgf 抗剪強度418N/mm^2 => +38.0%

沒比較不知道
一比較您就知道差多少!!!

拉桿螺栓測試報4 PULLSTUD/RETESION KNOB TEST REPORT 4

品名: RKBTP40T1-45
BT40-45度中心出水拉桿螺栓

材料 MATERIAL: SNCM420/4320/20CrNi2Mo/
熱處理 HEAT TREATMENT: 滲碳 CARBURIZING
硬度: HRC 58~60
--------------------------------------------------------
抗拉力 TENSILE TEST: 9,950kgf (上次9,800kgf)
抗剪力 BENDING STRENGTH TEST: 1,580kgf (上次1,510kgf)
--------------------------------------------------------
1kgf=9.8N
--------------------------------------------------------
抗拉力是材料與形狀對於軸向的抵抗力
一樣的熱處理
一樣的材料與形狀
截面積越大者抗拉力就會越大

如果我們要計算材料的抗拉強度(N/mm^2)
則需要先抓出斷面截面積

RKBTP40T1-45
BT40-45度中心出水拉桿螺栓
這項產品的頸部是10mm 水孔是4mm

斷面截面積是(10*10/4-4*4/4)*PI=21*3.1416=65.97mm^2

抗拉力是9,950kgf=97,510N

成品材料抗拉強度是97,510/65.97=1,478N/mm^2
-------------------------------------------------------
抗剪力是材料與形狀對徑向的抵抗力
逕向切削時因滑動或扭轉變形產生作用力

斷面截面積是(10*10/4-4*4/4)*PI=21*3.1416=65.97mm^2

抗剪力是1,580kgf=15,484N

成品材料抗剪強度是14,800/65.97=235N/mm^2
-------------------------------------------------------
# 40主軸的拉力
一般是600kgf(5,880N)~800kgf(7,840N)
但是國際主流是1200kgf(11,760N)
拉桿螺栓的抗拉力與抗剪力需要足夠應付
強度不足的拉桿螺栓會產生斷裂
加工中斷裂的拉桿螺栓會讓運作中的主直軸直接損毀
-------------------------------------------------------
日製的BT實心拉桿

抗拉力11.36頓=11360kgf=111328N
實心的截面積(10*10/4*PI)=78.54
抗拉強度是111328/78.54=1417N/mm^2

抗剪力1.3頓=1300kgf=12740N
實心的截面積(10*10/4*PI)=78.54
抗剪強度是12740/78.54=162N/mm^2

比對山謙拉桿螺栓
還附加了中心通孔的出水孔

SNCM420的抗拉力9,950kgf 抗拉強度1,478N/mm^2 => +4.3%
SNCM420的抗剪力1580kgf 抗剪強度235N/mm^2 => +45.1%

沒比較不知道
一比較您就知道差多少!!!
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同場測試
測試一種新的材質X
RKXBTP40T1-45
RKXBTP40T1-45 nano

測試結果
與RKBTP40T1-45沒有太大差異
沿用原來材質即可

有沒有在雲林、嘉義或台南，經營車銑複合機加工的，我有東西要做。