0.8μm？没问题！

 

 

三年前，ChristianKeller先生购买了位于德国巴登-符腾堡州拉施塔特县的Medifa金属加工和医疗器械有限责任公司，并重新确定了企业的经营方针，使Medifa公司一跃成为欧洲最大的手术台零部件制造商之一。

 

Medifa公司在德国境内共有三处生产基地，总生产面积为45000㎡，350名员工，年销售额为5,000万欧元——而且产品畅销的趋势有增无减。为了在满足客户不断提高的产品质量要求同时保证企业能够经济的完成客户订单，Medifa公司对车、铣机加工设备进行了投资，增添了许多现代化的新设备。

 

对车铣设备的投资也使得企业的第二大支柱产业受益匪浅——因为Medifa公司不仅只生产手术台和模块化的手术室装备，还是颇受青睐的合同制造商，他们按照小批量方式生产的外形结构复杂的不锈钢和铝合金产品，产品种类多达30,000余种，平均每个批次的产品生产数量只有25件。

 

严苛的表面粗糙度要求

 

为了使各种零部件的生产过程具有更高的过程可靠性、可持续发展性并且满足客户的质量要求，Medifa公司与Iscar公司建立了刀具技术合作伙伴关系。这个合作一开始就迎来了一项特殊的挑战：一家客户找到了Medifa公司，提出了试生产5件样品的要求。具体的生产加工任务是五个铝合金材料的气缸，气缸直径40mm，气缸孔深度为320mm。乍一听这似乎不难，但孔的内壁表面粗糙度是一个大难题：320mm长的深孔内表面粗糙度全部要达到Ra=0.8μm。

 

“一般情况下，加工这样的孔是没有问题的，真正的挑战是内孔表面粗糙度Ra=0.8μm。”Medifa公司车铣加工部门的领导人AlexanderSchäfer先生说。

 

在第一次试切时，Medifa公司使用的是Iscar公司竞争对手提供的减震刀具，结果并不理想。而这次失败也使Medifa公司认识到必须要有技术支持和帮助了。“我们是先粗钻了底孔，然后粗车和精车完成了全部加工任务。整个切削加工过程既费时费力，还没有得到满意的加工效果。”Schäfer先生说道。

 

 

为此，Iscar公司销售和应用技术负责人SaschaBraun先生和刀具产品专家TorstenSchweigert先生、JonasvonKahlden先生与Schäfer先生和他的同事、切削加工总负责人AlexanderHörig先生、NC程序编程员ReinhardKnorr先生坐在一起，成立了攻关小组。

 

减振镗杆

 

攻关小组首先用Sumocham12xD可换刀片的钻削系统预钻了一个底孔，然后用悬臂长度为10xD的Whisperline系列减振镗杆和ISO标准的WSP可转位刀片镗削内孔。

 

“我们原来认为铝合金材料的切削加工要比不锈钢的容易些。但实际上不是那么一回事。WSP可转位刀片加工铝合金材料时显得太锋利了。铝合金材料、较长的镗杆悬伸比和过于锋利的WSP刀片这三个因素综合作用的结果导致锋利的WSP可转位刀片切削刃不受控的‘刺入’到被加工材料中去，在孔壁上留下刻痕。这是一个很大的难题，因为要确保在镗孔时镗杆不振动。”Braun先生说道。

 

他意识到：解决镗孔刀具振动的关键应该是在Whisperline镗杆中集成一套减振阻尼系统。而这样的减振阻尼系统应该是由橡胶材料支撑的金属杆和油类支撑的减振元件组成。在镗孔加工过程中，当镗杆的悬伸比较大时才激活这一的减振阻尼机构，开始减振。激活减振阻尼机构之后，镗杆的振动就会被减振阻尼加工的逆向振动而抵消，从而确保整个内孔的表面没有划痕。“毕竟保证质量是最重要的。”Braun先生说。

 

 

而找到最佳的刀具减振阻尼系统与镗孔工艺的组合并非易事，这需要攻关小组的每一个成员都将自己的聪明才智发挥到极致。据Braun先生介绍，高要求的镗孔工艺还有一个排屑的难题：孔底不得留有残留切屑。这一方面是因为切削加工机床冷却液的喷射压力较低，只有6巴，不易将切屑冲洗干净；另一方面是因为镗杆的悬伸长度太大了，达到镗杆悬伸比的极限了。

 

“如果切削下来的切屑堆积在镗刀切削刃处的话一定会影响到表面粗糙度，”Schweigert先生解读道。“我们采用了有着特殊几何形状的卷屑槽和合适的切削工艺技术解决了这一难题。”作为机械加工专家，找到合适的切削加工工艺并不难，“我们只需改变一下走刀方向就可以了——从内向外加工。”Kahlden先生有些感慨地说道。

 

 

通力合作是保证质量的基础

 

也就是说：精镗孔时首先将镗杆深入到孔的底部。从孔的底部开始镗孔加工、并逐步地退到孔口，从里向外的镗削整个内孔。这样，镗刀就能方便地将切屑排出被加工内孔、弥补镗孔时冷却液水压较低的不足缺陷。在这方面，NC数控程序编程员Knorr先生的工作至关重要：“如果程序员编不出加工程序，再好的加工工艺设想和再好的刀具也起不到任何作用。”Schweigert先生说道。

 

Medifa公司就是利用这样的加工工艺可靠并顺利地加工出了表面粗糙度Ra=0.8μm的内孔，并将加工工时缩短了三分之一：仅需四分钟的时间就完成了一个铝合金气缸的加工。

 

“我猜想，这大概也算是客户对我们生产制造能力的一次测试吧。”Schäfer先生说道。测试的结果非常令人满意，也使Medifa公司获得了这家客户的其他订单。

 

Schäfer先生坚信：“没有Iscar公司的支持和经验我们是无法可靠地完成这类表面质量加工任务的，也不会有机会收到更多的订单。我们对这样的合作非常满意。Iscar公司始终站在我们的身后作为坚强后盾，可以随时打电话请求技术支持。这当然与我们两家公司相距不远也有关——15公里。这也保证了他们随时可以派人到我们这来现场服务。”