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(chǎn)中，夾板類零件的加工難度最大，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上，大量使用數(shù)控設(shè)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(guān)鍵詞：CNC（數(shù)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(shè)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(zhuǎn)速和穩(wěn)定性。該設(shè)備提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本，提高零件精度和外觀水平。

1）一種CNC加工手表夾板設(shè)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?yōu)槿褎恿Φ叮绍嚰庸ぷ兂摄娂庸?，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(zhuǎn)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(zhuǎn)速，提高高頻銑刀穩(wěn)定性。

2、試驗內(nèi)容：

本方法是通過改進現(xiàn)有CNC，增加附加裝置和高頻立銑來完成夾板類零件的生產(chǎn)，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(shù)據(jù)。

在現(xiàn)有CNC的基礎(chǔ)上增加附加裝置、刀具、卡具等工裝，調(diào)整主軸轉(zhuǎn)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(xiàn)在通過新設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(tǒng)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(xiàn)90°旋轉(zhuǎn)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(shè)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(jīng)由一把變成了三把，并且由立面變成端面，旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速和穩(wěn)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(diào)整主軸轉(zhuǎn)速為5000-8000rpm，保證各軸向重復(fù)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(shù)控車的轉(zhuǎn)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(shù)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(shù)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(guī)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(diào)位置達到圖紙要求；再通過這種辦法調(diào)節(jié)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(zhuǎn)速可達80000rpm，刀具和卡具可同時轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，銑刀工作路徑還是需要數(shù)控車編程完成

⑥切斷；使用切斷刀切斷零件。通過調(diào)整切斷面，控制刀具角度、轉(zhuǎn)速和進給量，有效消除斷續(xù)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(jié)：

現(xiàn)有加工流程需經(jīng)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(shù)控車加工即可，CNC進行設(shè)備改造后加工工序明顯減少，實現(xiàn)了車銑聯(lián)合加工一體化。CNC若首件調(diào)試合格后，加工多件產(chǎn)品都可一次成型，非常適合批量生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本。

參考文獻：

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作者簡介：

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