加工中心在手表夹板类零件加工中的应用

作者 / 潘伟（杭州手表有限公司）

制造业的发展日新月异，各项技术正在向着数字化、智能化的方向升级。手表已经不仅仅是计时工具，又被赋予了新的意义——饰品、收藏品、精密而复杂的仪器乃至工艺品。由于手表产品的多样化，互联网时代节奏快，有些产品的定位和特色设计，都决定了其必须通过数控加工技术快速实现。数控加工技术的实施，则是为了将产品进一步的划分，确保产品的瑕疵得到消除，从而提升产品整体的质量和特色，为产品的销售、使用等，提供更多的支持。

一、加工中心

加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统、伺服系统、机床本体、液压气压系统等各部分组成。但加工中心又不等同于数控铣床，其与数控铣床最大的区别在于加工中心具有自动换刀功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具并自动改变机床主轴转速、进给量，实现铣槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、切割、倒角等多种加工功能。[1]

妇科手术鉴于盆腔与腹腔脏器的密切关系及麻醉时对患者的安全考虑，患者在手术前1～2 d常规要进行胃肠道准备。然而，在工作中发现，术前胃肠道准备的好坏在一定程度上会影响患者手术及术后的康复。如果肠道准备充分，可减少术中肠胀气，利于手术野的暴露，避免术中手术污染，在妇癌手术中，尤其是卵巢癌细胞减灭术中，胃肠道损伤明显增多［1］。因此，肠道准备的效果对手术的顺利进行和术后患者的恢复具有影响。为此，我们通过对术前3种不同方法的肠道准备进行临床对比研究，寻找出一种最佳的肠道准备方法，以指导临床工作。

二、夹板类零件简介

手表机心的主要特点是体积小、零件多而且结构精密，一般机械手表机心共有200多个大小不等的零件。要将这许多精细的零件完美地组合为一个整体，并具有良好的工作性能，就必须依靠夹板来实现。夹板的结构形状变化最多，结构也最为复杂，具有大量的孔、槽型和柱。它是制造工艺最长、消耗工时最大和需要工装设备最多的一个零件。[2]

因此解决教改中老师企业项目经验以及学生学习积极性的问题是教改需要最终解决的问题，要解决这个问题必须要行业企业、教师、学生形成长效互动的校企教学合作机制。

就传统工艺制造而言，由于各个夹板的加工都是分工序多次装夹加工。各个夹板零件孔坐标积累误差导致夹板零件相互装配时的合板同心度不能有效的保证，从而影响产品质量。下图1是传统工艺制造随机2只自动夹板孔的坐标。

三、应用

以下图一款自动夹板加工为例。

4、最后倒角处理，对相应加工的槽型的大平面利用轮廓切割内偏或外偏定义补偿值的方式做深度合适的45度倒角，必要时槽型里面一些异形槽也要加工出相应的倒角。在去除毛刺的同时也提高了夹板整体外观质量。

2、再分别用不同直径大小的刀具将所有面上的槽型区域精加工和内外轮廓切割精加工到图纸尺寸。对槽型里面有柱的零件用区域精加工或轮廓切割加工的同时将柱也一起做好（注：由于刀具也存在误差而柱的公差一般是下差0.015mm，所以此时加工柱时程序应调整好并用环规检测），这样可以保证柱和柱的底面的一致性。

传统工艺制造手表夹板类零件是通过多付模具分工序冲孔和专业机床车、铣来完成。制造工序繁多且每道工序都要有相应的工装夹具和人员去操作，多次定位加工影响产品的质量，人力资源消耗大、生产周期长，适合大批量生产。

首先制定初步工艺，确定所需料厚、大小、相应的工装夹具及刀具。其次对零件编程，编程讲究的是程序的合理性和效率性，尽可能的排除不必要的操作。基本工艺流程如下：

3、再将加工的孔进行分类，确定工艺尺寸。对孔径相近且在公差要求之内的孔进行合并处理，按照从大到小一一列出用G83深孔加工（注：根据加工零件的实际情况如遇孔在几个槽之间的半孔则需先加工孔后加工槽型）。对于异形孔加工根据需要可以先进行粗加工再用合适的刀具精加工到工艺尺寸。

加工中心由于工序集中和自动换刀，零件一次装夹即可，灵活性高，这为单件、小批量、多品种生产，产品改型和新产品试制提供很大方便，大大缩短了生产准备及试制周期。此外对于批量零件的加工可以制定多原点加工进行编程，也可单原点制作一套可一次装夹多个零件的工装夹具同时进行加工。不仅提高效率和质量，而且节约人力资源和能源消耗。利用加工中心加工不仅提升了整体外观、位置精度、质量，而且也减少了零件报废率。

利用污水源热泵系统，将冷凝器侧的管网与现状供热管网的回水连接，通过提升锅炉一次管网回水温度的方式，向供热管网补充热量。热量补充原理图如图2所示。

1、一般先加工装配面(除有特殊要求时可反向加工)先从槽型分析，按照先粗后精、先浅后深的加工原则，选择直径大小合适的刀具先对F9处、B18处、B20B21处、B19处统一区域粗加工或轮廓粗加工，在图纸工艺尺寸的基础上侧边和底面分别留出合适的加工余量（对图中B20B21处两个小圆台直径公差要求不高且高出底面0.05mm~0.1mm时直接粗加工到圆台高度，侧边留余量即可）。

调药坎 血管遵循“热胀冷缩”原理，天气变冷时，会使血管收缩更明显，进而导致血压升高、波动明显，原有的药物剂量并不一定能控制和管理好血压。因此，当天气剧烈变化时，患有心血管疾病的人除了要按时、规范用药外，还要根据气候变化，在医生指导下调整药物，千万不能自己在家随意调整药物剂量和种类，以免发生意外。

按照上述工艺把G55后盖面编程处理好后输入程序到加工中心，然后把G54和G55原点程序合并和后处理，确认所装刀具和程序刀具刀号顺序一一对应，依次装到加工中心的刀库并在所有加工刀具装完后确定Z原点高度统一对刀。确认工件原点G54G55位置无误后对预先装好的零件毛坯进行试切，这样可以同时加工出一个夹板零件两个面上的所有槽型和孔及柱，从而实现一次装夹加工。

四、加工精度

夹板在手表机心中起到定位和支撑的双重作用。所有在手表设计制造中，夹板的设计制造，不仅要考虑各部分传动布局的合理位置，还要约束体积并照顾到工艺加工和装配条件，同时还要求具有足够的强度和位置精度，这样才能取得应有的结构性能。夹板不但是保证整个手表机心工作条件的重要环节，而且是决定手表机心质量和类型的主要构件。一般手表机心中，都包括有主夹板、条夹板、上夹板、擒夹板、叉夹板、摆夹板和自动夹板等。这些夹板大多数采用含铅量较高、切削性能较好的铅黄铜制造，并通过电镀镍、白金或金等来增强表面的抗蚀性，并取得良好的外观。各类夹板组成的手表机心外形多种多样，有圆形、方形、长方形以及其他一些特殊形状。大部分手表机心采用圆形结构，便于制造和装配。

相比加工中心制造夹板零件，由于加工中心有很高的定位精度（一般都是0.005mm以内）且工序集中、一次装夹，即使是不同的零件在不同的机床上加工出来，也能有效的保证夹板与夹板之间装配的合板同心度问题，进一步提升走时精度。

加工中心经过专业调试、程序进一步优化。加工出来的多个夹板经专业检测设备检测，BCF孔的坐标均能达到±0.008mm，0.006mm孔径公差的孔经塞规检测、环规检测柱的直径尺寸、位置度以及槽型均能达到图纸要求且一致性稳定。

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下图2列出检测随机2只自动夹板孔坐标精度。

五、结语

加工中心制造夹板的工艺在进口中高档手表机心中早已普及且自动化程度很高。近年来随着科技不断发展国内有实力的企业也基本效仿，主要还是精度和工艺问题。夹板类零件的加工和许多精密零件一样，对加工的精度有着严格的技术要求，零件的加工工艺和高精度机床就显得更加重要。机械制造工艺是实现产品设计、保证产品品质、节约能源、降低消耗的重要手段，是企业上品质、上品种、上水平，加速产品改进，提高经济效益的技术保证。