精磨、珩磨和拋光不僅可以實(shí)現(xiàn)合理化效率，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)高精度的加工。由于車削件的尺寸公差的減小達(dá)到了納米級范圍，因此需要用到特殊專用設(shè)備。針對高精加工任務(wù)，可以采取計(jì)件加工作業(yè)，以達(dá)到高精度的結(jié)果和經(jīng)濟(jì)的效益。

圖1  用于精磨的雙砂輪設(shè)備。高精加工要求機(jī)床的運(yùn)行精度為±2μm

目前，加工部件的小型化和功能的多樣化日趨成為切削加工車間關(guān)注的熱點(diǎn)，正如Commonrail-Technik公司所示：汽車制造業(yè)中噴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油噴系統(tǒng)在作業(yè)時(shí)，一個(gè)分有多個(gè)支路以向各個(gè)油缸供油的共用進(jìn)油管中的燃料會一直處于壓力之下，因此需要用到泵組。泵組中含有車削部件，其對尺寸精度（如公差、平整度和平面平行度）的要求極高。在汽車行業(yè)中，這些要求表現(xiàn)為流程統(tǒng)計(jì)控制（SPC）的Cpk值上：這個(gè)特性值用于對加工流程的效率狀況作出評判，并在近些年來表現(xiàn)得更加苛刻。在若干年前，1.33μm的Cpk值即為夠用，尺寸精度在±10μm范圍以內(nèi)。如今這個(gè)數(shù)值需要達(dá)到1.67μm，這樣公差范圍可以縮減到±5μm。

這種發(fā)展趨勢會給設(shè)備帶來影響。設(shè)備的工作能力反映在靜態(tài)流程控制的Cmk值上。它與Cpk值呈比例關(guān)系，即：Cmk值也同樣受限。如果最大尺寸公差為±5μm時(shí)，則要求設(shè)備運(yùn)行的精度應(yīng)該保持在±2μm。由此切削加工的極限就很接近于微米與納米的交界范圍了。因此，在精密車加工件的機(jī)加工過程中，不僅需要用到精磨、珩磨和拋光等特殊設(shè)備，還要采用很特殊的加工流程。

圖2  用于珩磨和拋光的單砂輪機(jī)床。該機(jī)床設(shè)計(jì)用于潔凈室條件下的高精加工

不斷增長的需求

由于這些條件的存在，計(jì)件加工單位，如位于Halle-Zoerbig的FLP Microfinishing公司（以前的FLP Staehle公司）實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性好的加工作業(yè)。FLP Microfinishing公司可以提供精磨、珩磨、拋光和去毛刺的服務(wù)，自2001年開始進(jìn)行微型切削作業(yè)，對此也投入了第二個(gè)加工車間。此后，該公司即把工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了高精加工上。各種技術(shù)關(guān)鍵都以單、雙砂輪精磨、珩磨和拋光設(shè)備的開發(fā)和制造以及工具和加工材料的貿(mào)易工作為基礎(chǔ)。

由于Cpk值受到了很大的限制，因此對設(shè)備的要求也提高了很多。盡管±10μm的尺寸公差被縮減了一半，但是對設(shè)備的要求并非成倍提高，而是設(shè)備制造需要有新的精度規(guī)定。仍然沿用傳統(tǒng)手段的做法已經(jīng)無法向前跨越。為了能夠達(dá)到±5μm的可重復(fù)公差的極限，需要采取新的技術(shù)方案，這并非只涉及設(shè)備制造的問題。

圖3  由于采用計(jì)件加工，實(shí)現(xiàn)了最大尺寸公差為±5μm的高精車削效果

高精加工要求專業(yè)化

由于加工條件的制約，精磨、珩磨和拋光也可以分為兩個(gè)精度等級。在FLP Microfinishing公司分為灰區(qū)和白區(qū)。高精加工 – 即白區(qū) – 處于空調(diào)潔凈室內(nèi)進(jìn)行，這是加工要求逐步提高的結(jié)果。在今天這就要求更好的能源經(jīng)濟(jì)管理，并考慮能源的可回收利用或節(jié)能措施，如熱量回收。此外，加工所需的液體輔助材料的處理和回收利用也是其中一項(xiàng)工作。只有這樣，方可在成本日益增長的情況下使客戶保持良好的成本結(jié)構(gòu)。

高精加工的這三種工藝可以達(dá)到良好的合理化改造效果。FLP Microfinishing公司利用工藝專業(yè)化的成果，把微切削加工上的精磨、珩磨和拋光集合到了對機(jī)械部件和系統(tǒng)的整體加工流程里。因此FLP Microfinishing公司不僅是設(shè)備制造和計(jì)件加工單位，同時(shí)也成為應(yīng)用范圍廣泛的系統(tǒng)集成商，它不僅服務(wù)于汽車行業(yè)，同時(shí)也延伸到航空、航天和機(jī)器制造以及醫(yī)療器械等領(lǐng)域。例如液壓和渦輪機(jī)組部件的高精車削加工。