加工中心在手表夾板類零件加工中的應(yīng)用

作者 / 潘偉（杭州手表有限公司）

制造業(yè)的發(fā)展日新月異，各項(xiàng)技術(shù)正在向著數(shù)字化、智能化的方向升級。手表已經(jīng)不僅僅是計(jì)時工具，又被賦予了新的意義——飾品、收藏品、精密而復(fù)雜的儀器乃至工藝品。由于手表產(chǎn)品的多樣化，互聯(lián)網(wǎng)時代節(jié)奏快，有些產(chǎn)品的定位和特色設(shè)計(jì)，都決定了其必須通過數(shù)控加工技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)。數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)施，則是為了將產(chǎn)品進(jìn)一步的劃分，確保產(chǎn)品的瑕疵得到消除，從而提升產(chǎn)品整體的質(zhì)量和特色，為產(chǎn)品的銷售、使用等，提供更多的支持。

一、加工中心

加工中心是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。與數(shù)控銑床相同的是，加工中心同樣是由計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、液壓氣壓系統(tǒng)等各部分組成。但加工中心又不等同于數(shù)控銑床，其與數(shù)控銑床最大的區(qū)別在于加工中心具有自動換刀功能，通過在刀庫安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具并自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量，實(shí)現(xiàn)銑槽、鉆孔、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、切割、倒角等多種加工功能。[1]

婦科手術(shù)鑒于盆腔與腹腔臟器的密切關(guān)系及麻醉時對患者的安全考慮，患者在手術(shù)前1～2 d常規(guī)要進(jìn)行胃腸道準(zhǔn)備。然而，在工作中發(fā)現(xiàn)，術(shù)前胃腸道準(zhǔn)備的好壞在一定程度上會影響患者手術(shù)及術(shù)后的康復(fù)。如果腸道準(zhǔn)備充分，可減少術(shù)中腸脹氣，利于手術(shù)野的暴露，避免術(shù)中手術(shù)污染，在婦癌手術(shù)中，尤其是卵巢癌細(xì)胞減滅術(shù)中，胃腸道損傷明顯增多［1］。因此，腸道準(zhǔn)備的效果對手術(shù)的順利進(jìn)行和術(shù)后患者的恢復(fù)具有影響。為此，我們通過對術(shù)前3種不同方法的腸道準(zhǔn)備進(jìn)行臨床對比研究，尋找出一種最佳的腸道準(zhǔn)備方法，以指導(dǎo)臨床工作。

二、夾板類零件簡介

手表機(jī)心的主要特點(diǎn)是體積小、零件多而且結(jié)構(gòu)精密，一般機(jī)械手表機(jī)心共有200多個大小不等的零件。要將這許多精細(xì)的零件完美地組合為一個整體，并具有良好的工作性能，就必須依靠夾板來實(shí)現(xiàn)。夾板的結(jié)構(gòu)形狀變化最多，結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜，具有大量的孔、槽型和柱。它是制造工藝最長、消耗工時最大和需要工裝設(shè)備最多的一個零件。[2]

因此解決教改中老師企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的問題是教改需要最終解決的問題，要解決這個問題必須要行業(yè)企業(yè)、教師、學(xué)生形成長效互動的校企教學(xué)合作機(jī)制。

就傳統(tǒng)工藝制造而言，由于各個夾板的加工都是分工序多次裝夾加工。各個夾板零件孔坐標(biāo)積累誤差導(dǎo)致夾板零件相互裝配時的合板同心度不能有效的保證，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。下圖1是傳統(tǒng)工藝制造隨機(jī)2只自動夾板孔的坐標(biāo)。

三、應(yīng)用

以下圖一款自動夾板加工為例。

4、最后倒角處理，對相應(yīng)加工的槽型的大平面利用輪廓切割內(nèi)偏或外偏定義補(bǔ)償值的方式做深度合適的45度倒角，必要時槽型里面一些異形槽也要加工出相應(yīng)的倒角。在去除毛刺的同時也提高了夾板整體外觀質(zhì)量。

2、再分別用不同直徑大小的刀具將所有面上的槽型區(qū)域精加工和內(nèi)外輪廓切割精加工到圖紙尺寸。對槽型里面有柱的零件用區(qū)域精加工或輪廓切割加工的同時將柱也一起做好（注：由于刀具也存在誤差而柱的公差一般是下差0.015mm，所以此時加工柱時程序應(yīng)調(diào)整好并用環(huán)規(guī)檢測），這樣可以保證柱和柱的底面的一致性。

傳統(tǒng)工藝制造手表夾板類零件是通過多付模具分工序沖孔和專業(yè)機(jī)床車、銑來完成。制造工序繁多且每道工序都要有相應(yīng)的工裝夾具和人員去操作，多次定位加工影響產(chǎn)品的質(zhì)量，人力資源消耗大、生產(chǎn)周期長，適合大批量生產(chǎn)。

首先制定初步工藝，確定所需料厚、大小、相應(yīng)的工裝夾具及刀具。其次對零件編程，編程講究的是程序的合理性和效率性，盡可能的排除不必要的操作?；竟に嚵鞒倘缦拢?/p>

3、再將加工的孔進(jìn)行分類，確定工藝尺寸。對孔徑相近且在公差要求之內(nèi)的孔進(jìn)行合并處理，按照從大到小一一列出用G83深孔加工（注：根據(jù)加工零件的實(shí)際情況如遇孔在幾個槽之間的半孔則需先加工孔后加工槽型）。對于異形孔加工根據(jù)需要可以先進(jìn)行粗加工再用合適的刀具精加工到工藝尺寸。

加工中心由于工序集中和自動換刀，零件一次裝夾即可，靈活性高，這為單件、小批量、多品種生產(chǎn)，產(chǎn)品改型和新產(chǎn)品試制提供很大方便，大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備及試制周期。此外對于批量零件的加工可以制定多原點(diǎn)加工進(jìn)行編程，也可單原點(diǎn)制作一套可一次裝夾多個零件的工裝夾具同時進(jìn)行加工。不僅提高效率和質(zhì)量，而且節(jié)約人力資源和能源消耗。利用加工中心加工不僅提升了整體外觀、位置精度、質(zhì)量，而且也減少了零件報(bào)廢率。

利用污水源熱泵系統(tǒng)，將冷凝器側(cè)的管網(wǎng)與現(xiàn)狀供熱管網(wǎng)的回水連接，通過提升鍋爐一次管網(wǎng)回水溫度的方式，向供熱管網(wǎng)補(bǔ)充熱量。熱量補(bǔ)充原理圖如圖2所示。

1、一般先加工裝配面(除有特殊要求時可反向加工)先從槽型分析，按照先粗后精、先淺后深的加工原則，選擇直徑大小合適的刀具先對F9處、B18處、B20B21處、B19處統(tǒng)一區(qū)域粗加工或輪廓粗加工，在圖紙工藝尺寸的基礎(chǔ)上側(cè)邊和底面分別留出合適的加工余量（對圖中B20B21處兩個小圓臺直徑公差要求不高且高出底面0.05mm~0.1mm時直接粗加工到圓臺高度，側(cè)邊留余量即可）。

調(diào)藥坎 血管遵循“熱脹冷縮”原理，天氣變冷時，會使血管收縮更明顯，進(jìn)而導(dǎo)致血壓升高、波動明顯，原有的藥物劑量并不一定能控制和管理好血壓。因此，當(dāng)天氣劇烈變化時，患有心血管疾病的人除了要按時、規(guī)范用藥外，還要根據(jù)氣候變化，在醫(yī)生指導(dǎo)下調(diào)整藥物，千萬不能自己在家隨意調(diào)整藥物劑量和種類，以免發(fā)生意外。

按照上述工藝把G55后蓋面編程處理好后輸入程序到加工中心，然后把G54和G55原點(diǎn)程序合并和后處理，確認(rèn)所裝刀具和程序刀具刀號順序一一對應(yīng)，依次裝到加工中心的刀庫并在所有加工刀具裝完后確定Z原點(diǎn)高度統(tǒng)一對刀。確認(rèn)工件原點(diǎn)G54G55位置無誤后對預(yù)先裝好的零件毛坯進(jìn)行試切，這樣可以同時加工出一個夾板零件兩個面上的所有槽型和孔及柱，從而實(shí)現(xiàn)一次裝夾加工。

四、加工精度

夾板在手表機(jī)心中起到定位和支撐的雙重作用。所有在手表設(shè)計(jì)制造中，夾板的設(shè)計(jì)制造，不僅要考慮各部分傳動布局的合理位置，還要約束體積并照顧到工藝加工和裝配條件，同時還要求具有足夠的強(qiáng)度和位置精度，這樣才能取得應(yīng)有的結(jié)構(gòu)性能。夾板不但是保證整個手表機(jī)心工作條件的重要環(huán)節(jié)，而且是決定手表機(jī)心質(zhì)量和類型的主要構(gòu)件。一般手表機(jī)心中，都包括有主夾板、條夾板、上夾板、擒夾板、叉夾板、擺夾板和自動夾板等。這些夾板大多數(shù)采用含鉛量較高、切削性能較好的鉛黃銅制造，并通過電鍍鎳、白金或金等來增強(qiáng)表面的抗蝕性，并取得良好的外觀。各類夾板組成的手表機(jī)心外形多種多樣，有圓形、方形、長方形以及其他一些特殊形狀。大部分手表機(jī)心采用圓形結(jié)構(gòu)，便于制造和裝配。

相比加工中心制造夾板零件，由于加工中心有很高的定位精度（一般都是0.005mm以內(nèi)）且工序集中、一次裝夾，即使是不同的零件在不同的機(jī)床上加工出來，也能有效的保證夾板與夾板之間裝配的合板同心度問題，進(jìn)一步提升走時精度。

加工中心經(jīng)過專業(yè)調(diào)試、程序進(jìn)一步優(yōu)化。加工出來的多個夾板經(jīng)專業(yè)檢測設(shè)備檢測，BCF孔的坐標(biāo)均能達(dá)到±0.008mm，0.006mm孔徑公差的孔經(jīng)塞規(guī)檢測、環(huán)規(guī)檢測柱的直徑尺寸、位置度以及槽型均能達(dá)到圖紙要求且一致性穩(wěn)定。

麗江市位于云南省西北部云貴高原與青藏高原的連接部位，地勢起伏較大，山區(qū)、平壩、河谷并存。全市總面積21219平方公里，其中山區(qū)占總面積的92.3%，高原壩區(qū)占7.7%，總耕地面積為158萬畝，其中水田面積40萬畝。近幾年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，農(nóng)村勞動力快速轉(zhuǎn)移，加之農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水稻種植面積逐年減少，從2012年的28萬畝減少到2017年的21.3萬畝，嚴(yán)重影響了主要糧食作物的可持續(xù)發(fā)展。為了穩(wěn)定糧食生產(chǎn)，減輕農(nóng)民勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，全面加快水稻全程機(jī)械化發(fā)展已迫在眉睫。

下圖2列出檢測隨機(jī)2只自動夾板孔坐標(biāo)精度。

五、結(jié)語

加工中心制造夾板的工藝在進(jìn)口中高檔手表機(jī)心中早已普及且自動化程度很高。近年來隨著科技不斷發(fā)展國內(nèi)有實(shí)力的企業(yè)也基本效仿，主要還是精度和工藝問題。夾板類零件的加工和許多精密零件一樣，對加工的精度有著嚴(yán)格的技術(shù)要求，零件的加工工藝和高精度機(jī)床就顯得更加重要。機(jī)械制造工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)上品質(zhì)、上品種、上水平，加速產(chǎn)品改進(jìn)，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。