現代小型精密零件加工技術

   時間:2014-03-11 14:25:01
現代小型精密零件加工技術簡介
     現今,廣大零件加工廠對於不斷傳來的有關製造業的壞消息,已經習以為常了:諸如銷售下降、員工下崗、外來……
現代小型精密零件加工技術正文
  

現今,廣大零件加工廠對於不斷傳來的有關製造業的壞消息,已經習以為常了:諸如銷售下降、員工下崗、外來競爭加劇等等。但是,在精密製造業領域,情況卻與此截然相反:加工廠的運行呈現強勁勢頭。有人聲稱這種現象是金屬切削加工業一個不可逆轉的發展趨勢。這些趨勢包括:品種繁多的小型零件、精密工具技術和"按訂單大批量生產"。針對這種需求,開發出了瑞士切削加工技術。
這種類型的工具和製造技術,最重要的是突出一個"小"字。僅僅用公差嚴格來描述這類加工是不夠充分的。Remco Swiss公司的工長Steve Barani說:"不精確的刀具不能在這種加工中使用,例如0.125mm的公差是不夠用的。"該公司總裁Vince Robisch認為0.125mm的公差完全不行。
為了說明他的觀點,Robisch總裁以一個直徑為1.575mm的微型螺釘為例作了介紹,該螺釘是用鈹青銅棒料車成,車削該螺釘時,刀具應緊靠導套,其距離不超過0.508~0.635mm,否則會將材料頂彎。
Robisch認為,瑞士式車削法是加工小型零件的唯一方法,其它型式的機床都無法勝任。這種加工有下述兩個特點:(1)有固定導套;(2)有軸向活動式前頂尖座。和普通車床不同之處是,瑞士式加工車床沿Z軸的移動由工件完成,刀具則沿X軸作徑向運動。除了刀具和工件的結構形狀外,保持精度的一個重要方面是刀具/工件的觸點要盡量靠近機床導套,一般為0.635~1.016mm。具體大小取決於工件直徑,直徑小時,其距離要短些。
Robisch總裁認為,加工中,固定導套加上緊貼其後的刀具--刀具絕不能遠離導套。這兩個條件合起來,就可取得高精度。機床頭架則帶著棒料來回移動,使工件通過刀具進行切削。  Remco Swiss公司在瑞士式螺紋車床上生產的零件
(零件高度為2~17mm)

Cox製造公司總裁Bill Cox指出,一方面導套對瑞士式加工至關重要,但另一方面,它也帶來了不少問題。這是由於工件長徑比變化所致。這種現象在使用成形棒料(如正方形和六方形截面)時尤為突出。成形棒料在導套中運轉時,產生的車削不均勻性要比無導套的固定頭架式機床嚴重。
機械式和數控式機床的選擇
瑞士式加工用的機床,可分為凸輪式和數控式兩種。凸輪式機床又可細分為兩種:一種是普通型的"工件轉動式",另一種則是"工件固定式",刀具繞工件旋轉的螺旋進給式車床。
在Remco公司,工件旋轉式的凸輪機床,遠遠多於昂貴的數控機床,數量約為4∶1。同時,像眾多瑞士式加工工廠一樣,Remco公司傾向於採用專用刀具和專用凸輪。該公司總裁Robisch聲稱,我們不採用現成的通用刀具,接到一個新零件的訂單,我們就設計專用刀具,這些刀具只為這個零件服務。完成任務后,把刀具保存起來。下次又有同類零件需要加工時,就不必重新設計刀具,用戶也不必再付刀具費用。
Cox製造公司認為,凸輪式製造工藝迄今仍很適用並具有生命力的原因是,20年前用舊工藝製造一組凸輪,既不精確,費用也高。而今天的凸輪用專用軟體設計,在數控機床上加工,既精確又經濟,可以說是數控技術提高了凸輪式機床的功能。
Bay Swiss製造公司的工長Dave Branvold指出,瑞士式加工刀具的特點,除了小型外,還需要有較大的后角,以減小切削壓力,使刀具不致於承受過多的摩擦力。否則,棒料有可能卡在導套里。這種刀具的第二個特點是需要正前角。直到最近幾年,人們不採用可轉位刀片,其原因是滿足不了上述要求,這就迫使加工廠不得不用硬質合金刀坯自行磨製合適的刀片。現在,由於可轉位刀片結構性能的改善,使用已日漸增加。 各種車削用的瑞士式可轉位刀片(現已生產供應)

(圖中上排自左至右為:35°仿形、直角、切槽、精切兼55°仿形和仿形車削用刀片。下排自左至右為:直角和斜角切斷、夾頭端切螺紋、帶側隙的背面車削、切槽、切螺紋和后支座端斜角切斷)
Branvold提到的情況,在瑞士式加工中不是個別現象。許多加工廠都認為最簡便的辦法是用釺焊式硬質合金刀具,自行磨出合適的角度。Branvold、Robisch和Cox製造公司都強調,他們在加工中需要專用刀具。Cox製造公司認為,我們的刀具是專為特定用途磨製的。
Stellram工具公司的技術經理David Wills對上述情況表示理解。他說:"我們一直和這一加工領域保持著聯繫。作為從歐洲過來的一家專業工廠,我們的優勢在小型車削加工方面。本公司一直尋求在適當的領域裡幫助用戶:假如用戶在其他工具供應商那裡解決不了問題,我們願與之合作,提供服務。我們的研發部門會幫助其改善質量和縮短工時。"
對工具供應商來說,瑞士式刀具增長最強勁的部分是在數控加工領域。瑞士式加工中的數控機床和凸輪式機床不同之處在於:刀具主要採用塗層可轉位刀片。Cox製造公司聲稱,在瑞士式數控加工中,我們多數採用可轉位刀片。
Micro-Matics公司總裁Dick Reiling

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