I. Основные технические пути: систематические прорывы от оборудования к процессу
1. Выбор и применение высокоточных станков с ЧПУ
Основой достижения Ra≤0,4 мкм является точность оборудования. JSJM использует импортные пятикоординатные обрабатывающие центры с ЧПУ 联动. Шпиндельная система оснащена высокоточными керамическими подшипниками, выдерживающими скорость свыше 20 000 об/мин. Система охлаждения маслом с постоянной температурой используется для контроля тепловой деформации, гарантируя, что радиальное биение шпинделя во время обработки составляет ≤0,001 мм. Например, при обработке деталей из нержавеющей стали динамическая реакция станка позволяет избежать поверхностных волн, вызванных резкими изменениями силы резания. В сочетании с высокоскоростной системой подачи автомобильного станка с ЧПУ можно добиться контроля глубины резания на микронном уровне .
2. Подбор прецизионных инструментов и материалов
Выбор инструментов напрямую влияет на качество поверхности. JSJM настраивает инструменты для разных материалов :
Твердосплавные инструменты : используются на токарных станках с ЧПУ для обработки стальных деталей. Режущие кромки обработаны нанопокрытиями (например, TiAlN) для снижения коэффициента трения и минимизации образования наростов .
Алмазный инструмент : используется в быстром прототипировании металла для зеркальной обработки композитов на основе алюминиевой матрицы. При припуске на резку 0,005 мм достигается зеркальный эффект с Ra≤0,2 мкм .
3. Многопроцессная совместная обработка
С помощью одного процесса трудно удовлетворить требованиям к шероховатости сложных деталей. JSJM использует четырехэтапный процесс «черновая обработка — получистовая обработка — чистовая обработка — ультрачистовая обработка» :
Черновая обработка : высокие скорости подачи используются для быстрого удаления материала, оставляя припуск на обработку 0,3–0,5 мм .
Получистовая обработка : благодаря постоянному контролю линейной скорости автоматической обработки с ЧПУ шероховатость поверхности стабилизируется на уровне Ra1,6 - 3,2 мкм .
Отделка : Для снижения шероховатости до Ra0,4–0,8 мкм применяется прецизионная шлифовка или электролитическая полировка, обычно применяемые при обработке на станках с ЧПУ в медицинской сфере.
Ультрафинишная обработка : для высокотехнологичных изделий, таких как медицинские имплантаты, применяется технология ионно-лучевой полировки, позволяющая достичь шероховатости поверхности Ra≤0,1 мкм. Для некоторых деталей с большим количеством криволинейных поверхностей и деталей из высокотвёрдого материала сложно добиться зеркального эффекта только механической обработкой. Часто требуется полировка после обработки. Методы полировки включают в себя :
Электролитическая полировка : благодаря электрохимическому принципу микровыпуклости на поверхности детали растворяются, что снижает шероховатость. Этот метод особенно подходит для деталей из нержавеющей стали и позволяет снизить шероховатость поверхности до Ra≤0,2 мкм .
Магнитно-абразивная обработка : магнитно-абразивные материалы шлифуют поверхность детали под действием магнитного поля, что позволяет эффективно обрабатывать сложные криволинейные поверхности и улучшать качество обработки поверхности .
Полировка в барабане : детали и абразивы трутся друг о друга в барабане для полировки поверхности. Подходит для деталей небольших партий и не слишком сложных форм .
Ручная полировка : Опираясь на опыт и навыки мастеров, местные детали подвергаются точной обработке для соответствия особым требованиям к качеству поверхности. II. Оптимизация параметров процесса: точный контроль от теории к практике
1. Динамическая оптимизация параметров резания
При высокоточной обработке на станках с ЧПУ сочетание скорости резания, подачи и глубины резания напрямую влияет на качество поверхности. JSJM создает базу данных параметров посредством конечно-элементного моделирования и сравнения с фактическими данными обработки :
Обработка стальных деталей : скорость резания регулируется в диапазоне 80–120 м/мин, скорость подачи составляет 0,05–0,1 мм/об, а глубина резания составляет 0,1–0,3 мм, что позволяет избежать размягчения материала и пригорания поверхности, вызванных перегревом .
Обработка алюминиевых деталей : применяется высокоскоростная резка (300–500 м/мин) в сочетании с технологией минимального количества смазки (MQL) для снижения износа инструмента и образования заусенцев .
2. Инновационное применение систем охлаждения и смазки
Недостаточное охлаждение приводит к повышенному износу инструмента и деформации заготовки. JSJM занимает лидирующие позиции по внедрению технологии «охлаждения двухфазным потоком газа-жидкости» среди производителей деталей для механической обработки :
Газовое охлаждение : азот высокого давления (давление ≥ 6 бар) используется для быстрого отвода тепла резки и снижения температуры поверхности заготовки .
Жидкая смазка : разлагаемая смазочно-охлаждающая жидкость на основе растительного масла используется для образования смазочной пленки между инструментом и заготовкой, снижая сопротивление трению .
Данная технология повышает эффективность обработки механически обработанных деталей медицинского назначения на 30%, а диапазон колебаний шероховатости поверхности сокращается до ±0,05 мкм .
3. Обнаружение и компенсация ошибок в режиме реального времени
Для обеспечения единообразия точности деталей, изготовленных на заказ , JSJM интегрирует технологию машинного измерения в процессе обработки :
Лазерный датчик смещения : мониторинг профиля поверхности заготовки в реальном времени с точностью ±0,002 мм .
Алгоритм компенсации температурных деформаций : данные об окружающей среде собираются с помощью датчиков температуры, а координаты станка динамически корректируются для устранения влияния температурных погрешностей .
Например, при обработке деталей из титанового сплава для аэрокосмической промышленности данная технология позволяет контролировать погрешность размеров в пределах ±0,005 мм, а отклонение шероховатости поверхности составляет ≤0,03 мкм .
III. Система контроля качества: полный контроль процесса от источника до конечного продукта
1. Двойная проверка материалов и оборудования
JSJM строго внедряет системы менеджмента качества ISO 9001 и IATF 16949 :
Сертификация материалов : все сырьевые материалы (например, медицинская нержавеющая сталь 316L и титановый сплав аэрокосмического класса) сопровождаются сертификатами материалов и проверяются спектральным анализом и металлографическим контролем .
Калибровка оборудования : Станки с ЧПУ калибруются с помощью лазерного интерферометра каждый квартал, чтобы гарантировать точность позиционирования ≤0,003 мм/300 мм.