现代小型精密零件加工技术

现今,广大零件加工厂对于不断传来的有关制造业的坏消息,已经习以为常了:诸如销售下降、员工下岗、外来竞争加剧等等。但是,在精密制造业领域,情况却与此截然相反:加工厂的运行呈现强劲势头。有人声称这种现象是金属切削加工业一个不可逆转的发展趋势。这些趋势包括:品种繁多的小型零件、精密工具技术和"按订单大批量生产"。针对这种需求,开发出了瑞士切削加工技术。

这种类型的工具和制造技术,最重要的是突出一个"小"字。仅仅用公差严格来描述这类加工是不够充分的。RemcoSwiss公司的工长SteveBarani说:"不精确的刀具不能在这种加工中使用,例如0.125mm的公差是不够用的。"该公司总裁VinceRobisch认为0.125mm的公差完全不行。

为了说明他的观点,Robisch总裁以一个直径为1.575mm的微型螺钉为例作了介绍,该螺钉是用铍青铜棒料车成,车削该螺钉时,刀具应紧靠导套,其距离不超过0.508～0.635mm,否则会将材料顶弯。

Robisch认为,瑞士式车削法是加工小型零件的唯一方法,其它型式的机床都无法胜任。这种加工有下述两个特点:(1)有固定导套；(2)有轴向活动式前顶尖座。和普通车床不同之处是,瑞士式加工车床沿Z轴的移动由工件完成,刀具则沿X轴作径向运动。除了刀具和工件的结构形状外,保持精度的一个重要方面是刀具/工件的触点要尽量靠近机床导套,一般为0.635～1.016mm。具体大小取决于工件直径,直径小时,其距离要短些。

Robisch总裁认为,加工中,固定导套加上紧贴其后的刀具--刀具绝不能远离导套。这两个条件合起来,就可取得高精度。机床头架则带着棒料来回移动,使工件通过刀具进行切削。

图1RemcoSwiss公司在瑞士式螺纹车床上生产的零件

(零件高度为2～17mm)

Cox制造公司总裁BillCox指出,一方面导套对瑞士式加工至关重要,但另一方面,它也带来了不少问题。这是由于工件长径比变化所致。这种现象在使用成形棒料(如正方形和六方形截面)时尤为突出。成形棒料在导套中运转时,产生的车削不均匀性要比无导套的固定头架式机床严重。

机械式和数控式机床的选择

瑞士式加工用的机床,可分为凸轮式和数控式两种。凸轮式机床又可细分为两种:一种是普通型的"工件转动式",另一种则是"工件固定式",刀具绕工件旋转的螺旋进给式车床。

在Remco公司,工件旋转式的凸轮机床,远远多于昂贵的数控机床,数量约为4∶1。同时,像众多瑞士式加工工厂一样,Remco公司倾向于采用专用刀具和专用凸轮。该公司总裁Robisch声称,我们不采用现成的通用刀具,接到一个新零件的订单,我们就设计专用刀具,这些刀具只为这个零件服务。完成任务后,把刀具保存起来。下次又有同类零件需要加工时,就不必重新设计刀具,用户也不必再付刀具费用。

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