世界名表背后的微型刀具夹持技术

国际金属加工网 2020年06月19日

“在钟表、电子、微型模具医疗器械等精密加工中,不少元器件的尺寸越来越小,微型刀具应用场景随之增加。而为了使工件表面呈现良好的光洁度,必须确保刀具回转精度,补偿振动等诸多要素。”

实际应用中由于一些刀具直径极小,几微米的公差便会让大部分刀柄达到极限。再加上细小粉尘等污染物,微小的刀具预调偏差,以及随着时间推移实际运行精度的降低,都有可能破坏整个加工过程。

那些国际知名钟表品牌又是如何解决这个钟表制造的大问题呢?让我们一起走入德国钟表品牌 NOMOS Glashütte 的工厂解开谜底!


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· 助力打造匠“芯”的雄克技术 ·

精益求精的匠人精神是所有行业薪火相传的事情,钟表行业更是如此。

作为坚定的纯粹主义者之一,位于 Erzgebirge 的 NOMOS Glashütte 钟表品牌遵循严苛的质量标准,通过高端制表技艺精心打造一块又一块腕表。除了精钢腕表系列外,近年来 NOMOS 又顺应年轻人偏爱的时尚简约风潮,通过精密创新制造工艺,生产款式新颖、价格适中的腕表。

NOMOS Glashütte 是全球少数 20 家自行生产高质量机械发条机构的厂家之一。其内部制造占比非常高,几乎所有部件均由自家数控加工设备和制造工坊生产。

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以 NOMOS 新款自制机芯 6101 板材加工为例,该部件需加工出 60 种不同高度,还有几十个钻孔。其要求十分严苛,容差仅有 0.004 mm。若想满足这类极端值需求,必须对主轴、刀柄和刀具进行微米级的精准协调,千分之一到千分之二的尺寸有时候都会造成非常大的差异。

以往即便使用高精度筒夹,NOMOS Glashütte 也经常遇到各种问题,他们希望找到更好的刀柄系统。经过反复测试,雄克 TRIBOS 刀柄的专利应力锁紧式夹持技术,以恒定的过程高稳定性和加工精度完美达到 NOMOS Glashütte 的要求,最终促成了双方的合作。目前,NOMOS 已经投入资金建立数个超高精度加工中心,使用 HSK 25 接口的 SCHUNK TRIBOS 三角刀柄。

· TRIBOS 应力锁紧式夹持技术 ·

NOMOS Glashütte 自制机芯 6101 板材加工中,主要工件材料为黄铜和钢 CK 75,最小的切削直径为 0.4 mm。他们所面临的最大挑战之一,是首先对工件两面进行加工,然后沿径向增添加工位置。以宝石轴承钻孔为例,其位置公差仅有 +/- 0.005 mm,同时还要考虑前后两面孔位。

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如此严苛要求下,刀柄回转精度极其重要。NOMOS Glashütte 数控加工和打磨技术专家 Andreas Tiebel 强调说,“在我们测试的刀柄中,雄克 TRIBOS 实际加工精度远远领先其它刀柄,它的高回转精度在使用枪钻时效果尤为显著。”

不仅如此,由于工件非常容易起毛刺,因此刀具磨损通常是一大问题。TRIBOS 刀柄的阻尼减振特性能有效保护刀具刃口,延长刀具使用寿命,并使工件呈现良好的表面光洁度。

因为测试结果非常出色,NOMOS Glashütte 如今在其所有钻孔和铣削加工中心使用雄克这一精密夹持系统

· 实现低磨损夹持 ·

经疲劳测试结果显示,雄克 TRIBOS 刀柄能够确保稳定可靠的夹持,即便在数千次重复夹持之后,也不会出现材质疲劳,或随着时间推移精度降低。过程稳定性高,是 NOMOS Glashütte 采用它的决定因素之一。

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目前雄克已有三款 TRIBOS 刀柄在腕表制作和其它精密加工领域中通过试用和测试:TRIBOS-Mini 质量小、速度高、干涉轮廓非常微小;TRIBOS-S 能够可靠夹持直径最小为 0.3 mm 的刀具;TRIBOS-RM 则是够应对转速高达 80000 rpm 的大切削量加工专家。除了标准接口外,雄克 TRIBOS 刀柄也适用于几乎所有的小型高动态加工中心。

视频:雄克 TRIBOS-Mini 刀柄在钟表业应用示例


(SCHUNK雄克)

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