高精度工件卡具的工作范围不断扩大

   2019-08-22 43
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在解决了小型工件的工装卡具以后,出现了需要加工的更小工件,因此,卡具系统的制造商也必须考虑到这一需求。从原则上来说,不管是什么样的工件,都是可以采用卡具进行加工的。然而,为了达到这一目的,客户往往需要采用特定的解决方案,以满足工件夹紧过程中对加工精度的需求。

这个世界变得越来越小。由通信技术研发并创建的所谓近距离接触,也同样适用于加工业世界。不管发展趋势发生什么样的变化,小型化已成为一个主要的发展方向,事实就摆在那里,整个生产世界必须适应这个形势。总的来说,其应用市场并不是很大,但它们却具有很大的吸引力。

图1 这个八爪卡盘适合于变形敏感工件的夹持加工

坐落在瑞士Büron市的Erowa公司的市场营销和生产部经理Urs Canonica先生说:“在医疗和微型工件卡具技术领域,我们看到了一个真正具有巨大潜力的市场。”从逻辑上来说,像Erowa公司这样的制造商,需要在这个领域投资,特别是自有的制造商将瑞士手表工业看作为微型工件卡具的最大客户以来。

除了手表和珠宝行业以及医疗和牙科技术行业以外,Lauffen市的Schunk公司的产品管理部经理Heinold Kostner先生认为,模具制造和光学元件制造行业也是其目标行业。在所有相关行业中,微型元件的加工应用数量显然已大幅度增加。“从Schunk公司的结果来看,我们对微型元件加工项目的特殊需求正在不断增加。”Kostner先生说。

Heinold Kostner先生是Schunk公司的产品管理部经理。他说:“我们对微型工件加工项目的特殊需求正在不断增加。”

我们听说,其目标是扩大标准项目,尽可能包含各种任务,做到一步到位。从数量上来看,这意味着Tribos-Mini将作为直径1mm以上工件的标准微型卡具。在本届EMO欧洲国际机床展览会上,将能看到这种工装卡具系统的展出。

满足更小的需求量标准

制订标准不是一件很容易的事情,但可以肯定的是,Erowa公司对小尺寸的精密工具系统(FTS)拥有一套专门的解决方案。Erowa公司的产品部经理 Werner Meier先生认为,该公司“在微型元件卡具技术领域的装备十分全面,适合于各种加工项目”。然而,对特定客户解决方案的需求正在不断增加,为此他们正在创建其自己的项目团队。尽管微型元件卡具技术具有令人振奋的前景预测,但制造商认为这仍然是一个较小的市场,其相应的评价最多达到“很感兴趣”与“极感兴趣”的范围之内。

Mario Baur先生负责Röhm公司的市场营销工作。他说:“最近,微型元件卡具技术已变得更有活力。”

坐落在Sontheim市的Röhm公司市场营销部Mario Baur先生肯定地总结说:“最近,这个市场已变得更有活力。”制造商将这一结果大部分归功于这样一个事实:即这一行业正在大规模地从手工生产向自动化加工生产的方向转变。其中有一两家制造商认为,这项小小的业务从总体上来说,对标准业务具有一定的影响。微型元件卡具解决方案几乎是很难现成获得的。工件越小,用户与机床、刀具和工装卡具设备制造商之间越需要加强信息交流。在这里,Erowa公司的经理Meier先生认为:“这会对产品的开发产生强烈的需求,会使我们对这一事情产生浓厚的兴趣,从而促进我们和我们的客户不断进步。”

到目前为止所使用的卡具设备,其应用是十分有限的。没有达到所需的夹持精度,很小的微型工件需要进一步的清洁和小心的加工处理,而且在处理过程中也受到一定的限制。Schunk公司的专家Kostner先生认为: “经常改变我们精密卡具系统的原因是因为缺乏加工工艺的安全性。”确切地说,对于微型卡具的应用,我们听说用户自始至终都要依赖其很高的工艺稳定性。

图2 图中所示的精密工件卡具系统是小尺寸工件的卡盘装置

大学的研究已经从微型级领域发展到纳米级领域。目前确实还没有看到较大的项目出现。“现在该是到制造商开发部门出手的时候了。”Baur先生说。他们所能够做到的就是在9月份开幕的EMO欧洲国际机床展览会上展出各种微型元件卡具装置。除了专门的解决方案以外,还开发了系列化产品和组合式扩展产品。例如,Röhm公司将扩大其已经公用化的项目,并作为一种解决方案,展示其印刷电路板一次性装夹的两面加工方案。Baur先生特别希望在微型元件卡具技术与自动化相结合方面出现一波新的发展高潮。“快速更换系统与高精度重复夹紧精度将起到一个重要的作用。”

一般来说,卡具系统的制造商从全面加工的角度来考虑他们的生产方向。坐落在Fluor-Winzeln市的Hirschmann公司标准参考系统销售经理Rolf Glück先生对这一严格的因素评价说:“实际上,自始至终的工艺链占据着优势地位。”在这里,Hirschmann公司吸取了从“Mikro- ProKet”这个联合项目中积累的经验,并用μ-PrisFix综合中性点夹紧系统开发的一种微型元件卡具系统,应用于小型工件的加工生产。在这里,其在加工工艺中的更换精度,例如从一台机床上更换到另一台机床上的更换精度优于1μm。这一专利系统应用于工件的切削(铣削、车削、磨削)加工和非切削(蚀刻和激光)加工以及应用于测量技术。在上届EMO欧洲国际机床展览会上,三菱电机展出了用Hirschmann公司开发的微型元件卡具系统与模具蚀刻系统相结合的新技术,在本届展览会上再次看到这一技术的发展方向将是一件很有意思的事情。

按照Erowa公司产品部经理Werner Meier先生的说法,使用极小型的机床是可以想象得到的,其内部的空间十分有限。

关于在这一市场上的进一步开发,其真正的含义在于使人们有一个良好的期待。由于需要加工处理的工件越来越小,工装卡具设备制造商必须要走同样小型化的道路。于是,Erowa公司的产品部经理得出了这样一个逻辑化结论:“使用极小型的机床是可以想象得到的,其内部的空间十分有限。”

新材料和涂层扩大了卡紧替代方法

如果能够简单地制造出更小尺寸的卡具装置,那么肯定可以节省大量开发工作。如果只是停留在满足普通的要求之上,要达到这样的程度是完全可能的。黄金的加工是另一回事,这不只是因为该材料的加工价格问题。“有时候需要一种具有特殊结构的强烈冷却液。”Baur先生解释说。因此,来自Röhm公司的材料是属于镀镍一类的化学元素,在普通的加工中是不需要这类材料的。

在微型卡具和宏观卡具技术中使用的除了不同的加工材料之外,对小型化夹紧元件的加工,首先需要采用其自己的专有技术。例如,夹爪的导向块,需要采用特殊的高精度工艺进行磨削加工,使其能够完美匹配。Baur先生揭示了其中的秘密:“采用这样的卡具技术,我们的工艺将截然不同于那些普通的卡盘技术。”例如采用带夹爪的同心卡具系统,例如在我们的头脑中采用经实践验证的那种三爪卡盘,是不能工作的。但实践证明,这种夹紧方法的精度很高。在这种卡具系统中加工的结婚戒指,毕竟需要佩戴终生。

 
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