精密硬加工--用于高级表面质量的非接触式流体静力系统

newmaker    来源：德国Werkstatt + Betrieb 杂志

欢迎访问e展厅 展厅 12 其它金属加工设备展厅 喷丸强化设备, 缩管机, 铆接机, 倒角机, 拉丝机, ... 对切削加工的要求越来越严格：如果要对高性能材料进行加工就需要确定刀具切削参数，加工 微细结构就需要采用金银丝加工工艺，对复杂零件和较高的表面质量要求需要采用纳米级的加工技术。所有这些要求正在促使机床和工艺提供商为精加工不断开发高硬度材料。 纳米级别加工 表面质量方面的发展趋势正朝着“零公差”方向前进。Okamoto公司开发了零公差工艺并正利用“UPG”系列磨削机床或者借助镜面精加工技术向纳米级领域迈进。 高精度零件的生产效率和质量主要取决于磨削和抛光工艺。零件表面必须非常平整，只允许原子级别的偏差出现。Thomas Loscher，Okamoto公司的应用技术工程师说道：“为了能够在高精度领域获得成功需要开发全新的方法和解决方案。作为机床制造商，我们已经在这方面做出了努力。” 用于高级表面质量的加工工艺 “超精密研磨”（UPG）系列中的所有转台加工机床、轮廓加工机床、平面加工机床或者龙门磨削机床都配备了由位于Langen的Okamoto公司开发的零公差技术。这是一种可以根据不同的应用场合和地点配备相应的UPG系列磨削机床组合的新方案。 由于这种机床采用了热稳定性极好的花岗岩和矿物浇注床身以及空气支承的机床台面，获得了较好的衰减性能，因此可以明显降低机械振动。 机床导轨和精密滚柱轴承经过了特殊涂层处理，可以确保各部件能够在任意速度和进给情况下进行无振动的稳定滑动；现代化的线性驱动技术能够确保低噪音、无振动的运行过程。因此，能够实现微小的进给动作。 在斯图加特博览会中展示的这个组合集成了Luftspalten控制系统、最新的磨削软件以及清晰明了的触摸屏控制面板，能够确保加工过程的安全、效率以及质量。 平衡的非接触式流体静力系统 Loscher介绍说：“零公差技术的核心在于其采用了灵活的非接触式高精度流体静力系统。这种独特的技术能够在进给导轨上形成极薄的油膜，能够在多种场合将工件的精度提高400%，而将能源消耗降低60%。” 在磨削过程中，待加工零件和机床台面上需要施加不同的压力。为了能够平衡机床台面，必须根据负载情况相应的形成一层油膜。Loscher说：“目前的高压液压系统存在油膜厚度方面的问题，尤其在不均匀的负载情况下变化明显。” 而在非接触式流体静力系统中，依靠多个传感器监控油膜厚度，并根据不同位置的负载自动调节喷嘴。这样就能够避免张紧面的摆动。Loscher说：“利用这种技术能够将油膜厚度的变化缩小到目前的七分之一。同时也能够将油膜的稳定性提高四倍。而油料的需求也仅为目前的三分之一。因此，我们能够在显著提高表面质量的同时明显降低运营成本。” Okamoto公司的UPG系列磨削机床依靠创新的机床方案能够在大尺寸零件上实现较好的平面磨削表面质量，根据目前的标准来看仍然处于领先地位。Loscher说：“举例来说，加工长宽尺寸为4000*800毫米的平面时最大偏差不会超过0.5um。” 依靠镜面精加工技术达到纳米级别 利用抛光技术对金属或者合金继续进行加工，以使表面光亮平整。此外还需要进一步精密研磨，然后再抛光。这种高亮度抛光也被称为“镜面精加工”，能够满足机床和刀具方面的特殊要求。Loscher说：“在生产中抛光时的表面精度低于λ/20，波长也必须为后续工序监控要求的一半。”出于这个原因需要达到30纳米的精度级别。或者这样来解释：1平方米面积的镜面上约20纳米的粗糙度，相当于整个博登湖上的粗糙度不能超过一根头发的宽度。 Loscher说：“镜面精加工是抛光工艺的准则。Okamoto公司为此开发了“UPZ 525 NCII”型机床，配备了所有的零公差技术组件。” 这项技术的成果相当惊人：利用UPZ 525 NCII机床进行加工，表面粗糙度达到了Ra0.087um的级别，而材料损耗率仅为0.004毫米。Loscher说：“举个例子，Okamoto公司的高科技设备能够加工光学测量玻璃、精密镜面或者高精度零件，在1500平方毫米的面积上的粗糙度不会超过30纳米。” 不断变化的需求 尽管航空航天工业、汽车工业、机床工业或者制药工业以及电子工业对于精密硬加工方面的高精度解决方案的需求正在不断变化，但是客户对于表面质量、响应速度、经济性和生产效率方面的要求却从来没有降低。 Okamoto公司提供的全套研磨解决方案能够满足客户对于精密硬加工方面零公差工艺的要求。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/13/2008)