加工手表夾板工藝的改進

摘 要：在高檔機芯制造和小批量生產中，夾板類零件的加工難度最大，在傳統工藝基礎上，大量使用數控設備進行加工。為了使這些零件履行正常的工作機能，夾板必須具有足夠的強度和定位精度。

關鍵詞：CNC（數控車床）；夾板；工序

1、改造分析：

將CNC拓展到夾板類加工工藝。CNC加工手表夾板類零件的設備改造，包括增加附加裝置，三把動力刀，一把高頻銑刀以及高頻銑刀顯示器。利用機床原刀位增加附加裝置，將原立面刀改為三把端面動力刀，擴大加工范圍；利用機床原刀位增加一把高頻銑刀，完成零件外形精修；外接高頻銑刀顯示器可以控制高頻銑刀的轉速和穩定性。該設備提高生產效率，減少生產成本，提高零件精度和外觀水平。

1）一種CNC加工手表夾板設備改造，車刀刀位包括切斷刀、正車刀、鏜刀、反車刀、沉割刀、定位刀；鉆位包括中心鉆、锪刀、麻花鉆、高頻銑刀；動力刀包括扁鉆、成型刀、粗銑刀；粗銑刀是為了粗落外形，包括外形缺口，高頻銑刀是為精修外形并倒棱；

2）三把動力刀是利用機床原刀位，安裝新的L型附加裝置，將原機床一把車刀變為三把動力刀，由車加工變成銑加工，加工方向由立面變成端面， 從而擴大加工范圍為非中心孔不同尺寸的孔或槽。

3）在鉆位上安裝一把高頻銑刀，從而此鉆位由車加工變成銑加工，高頻銑刀轉速快且本機床無此種功能，需外接一個高頻銑刀顯示器，來控制高頻銑刀轉速，提高高頻銑刀穩定性。

2、試驗內容：

本方法是通過改進現有CNC，增加附加裝置和高頻立銑來完成夾板類零件的生產，確保夾板中各孔加工精度和各點外形公差，以及夾板表面光潔度等數據。

在現有CNC的基礎上增加附加裝置、刀具、卡具等工裝，調整主軸轉速，切削量和進給量，原有CNC只能完成釘子、輪軸類的X-Z軸加工，現在通過新設計的附加裝置，使C軸上可以增加三把端面動力銑和一把高頻銑刀，在加工過程中一次加工成型零件，完成夾板類各孔、各窩、各槽型、落外形和銑倒角等工序。原有CNC配有6把車刀和4個鉆位，加工尺寸范圍為2-20mm，主軸轉速為2000-8000rpm，只能加工釘子、輪軸類零件。本方法采用改進原有CNC，設計一組新的附加裝置增加C軸端面動力刀、高頻銑和等NC功能，省掉夾板類零件需多個機床的傳統加工流程，僅使用CNC在加工過程中一次加工成型零件，完成自動夾板鉆各孔、各窩、各槽型、銑外形、外形倒棱等工序。參見所示，具體工序如下：

1）增加附加裝置。要想使刀位由立面變成端面，實現90°旋轉必須增加附加裝置，此附加裝置為L型，立面與原刀位嚙合裝置，端面加長并設計三個刀位，此時可放入三把動力刀。去掉原機床一把車刀，利用機床原刀位配置一個新的附加裝置，將原X-Z軸刀位改為C軸三把端面動力刀，此時刀位已經由一把變成了三把，并且由立面變成端面，旋轉了90°；

2）增加高頻銑刀和顯示器。去掉原機床一把動力刀，利用機床原刀位配置一把新的高頻銑刀，這種銑刀刀頭和扁鉆可同時旋轉，主軸轉速可達80000 rpm，是原機床的10倍，精修外形光潔度可達0.1，零件外觀甚至高于鉆石刀銑完的效果，由于機床無此種功能，無法確定高頻銑刀的轉速和穩定性，需外接一個高頻銑顯示器；

3）裝入卡頭、棒料。自動夾板材料為HPb59-2T，外圓為φ15.6mm，所以選擇φ16mm銅棒料；

4）準備刀具和扁鉆。車刀六把，分別包括切斷刀、正車刀、鏜刀、反車刀、沉割刀、定位刀；動力刀三把，包括扁鉆、成型刀、Φ1.5mm立銑；四個鉆位分別為中心鉆、锪刀、麻花鉆、高頻銑刀

5）裝刀具，挨個對刀位；裝鉆頭，挨個對鉆頭；對中心

6）編程

7）開始加工。

①車外圓；零件總厚為H0.75mm，外形直接車到位對于刀具的磨損較嚴重，而且外形光潔度差，所以外型分兩次車，每次0.4mm，這樣既能提高刀具使用時間，并且可以提高外形光潔度，此道工序中只需注意正車刀的使用，調整主軸轉速為5000-8000rpm，保證各軸向重復定位精度0.002mm，控制零件尺寸精度和外觀水平；

②外圓倒棱；這步工序是由一把普通90°扁鉆完成的，由于數控車的轉速均勻所以加工出的效果可以達到雕刻機鉆石刀的水平，外形無任何毛刺，外觀水平保持一致并達到精飾水準；

③鉆中心孔；中心孔孔徑Φ5mm，數控車加工中心車中心孔是完全沒有問題的，既能保證同心度又能控制孔徑，完全能達到圖紙技術要求，此不工序注意中心孔單面周圍有輕微毛刺，可手工倒角去除；

④鉆孔徑公差均為0.006mm，需要先使用塞規測量孔徑，保證孔徑達到圖紙要求，再通過使用P324坐標儀檢驗坐標再微調位置達到圖紙要求；再通過這種辦法調節依次加工其他孔，同時使用成型刀可以把窩也加工出來。

⑤精銑外形輪廓；此時就需要用到高頻銑刀了，這個刀的轉速可達80000rpm，刀具和卡具可同時轉動來達到高頻的效果，精修外形可以提高零件表面光潔度；此時需通過接通高頻顯示器查看銑刀轉速，銑刀工作路徑還是需要數控車編程完成

⑥切斷；使用切斷刀切斷零件。通過調整切斷面，控制刀具角度、轉速和進給量，有效消除斷續切削帶來的毛刺和零件變形，并且切斷的同時背軸會有一個程序來把切斷的零件接住，此時加工完成。

8）檢驗。檢驗各孔孔徑和位置度、外形輪廓度、零件總厚、外觀；

三、總結：

現有加工流程需經過：沖床-手工-箱式爐-雕刻機等多道工序，而CNC改造后只需要數控車加工即可，CNC進行設備改造后加工工序明顯減少，實現了車銑聯合加工一體化。CNC若首件調試合格后，加工多件產品都可一次成型，非常適合批量生產，大大降低了生產成本。

參考文獻：

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[2]孟少農等編著，機械加工工藝手冊，北京：機械工業出版社，1998

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[4]樊鐵鎮，國內外孔加工道具現狀，研究開發，1990

[5].艾冬梅等，小孔加工技術發展現狀，機械工程師，2008

作者簡介：

閆春玲，1984年3月，女，天津海鷗表業集團有限公司，300308，漢，天津，本科，工程師，精密機械。