现在人能够直接看懂的普通话书面语是: CNC数控磨床能把表面粗糙度降低到Ra0.2微米。同时, 它能把定位精度做到±0.005毫米。这实际上是车间里日常操作就能达到的水平。如果是手动磨床, 即使经验很丰富的老师傅把表面粗糙度磨到Ra 0.8微米, 也只能算是表现比较出色了。
而且手动磨床的尺寸稳定性完整是依靠工人的主观手感来控制的。这两种情况相比, 差距整整大了一个数量级。这种区别主要是由机器本身物理结构方面的差异所决定的。因此, 这是一个无法改变的事实, 是没有讨价还价的余地的。
对于精度这个问题, 我们必须把它拆开来进行细致的观察, 绝对不应该仅仅用一个数字来敷衍了事。所谓表面粗糙度（Ra）, 它主要是用来反映工件表面上微观沟槽深度的一个指标。
在一台配备CBN砂轮并且具有自动修正功能的CNC数控磨床加工下, 常规的情况之下, 这个数值会处于小于或者等于0.1微米以及大于或者等于0.4微米的区间之内, 也就是Ra0.1到0.4微米。
而在另一个不同的维度上, 还有一个概念叫做尺寸精度, 这根轴在经过打磨完成之后, 其直径所产生的误差绝对不能超越5微米这一个界限, 这整个过程的实现, 是完整依靠伺服闭环的严格控制在强行维持住稳定状态的。形状精度是至致命的环节。
因为没有控制好热变形, 导致产生两微米的偏差, 这种现象其实是相对普遍的。
普通陶瓷砂轮的线速度在35米到65米每秒之间, 而CBN砂轮的线速度能达到80米到120米每秒的数值。转速升得越高, 切削的力度就会变得越轻, 出现烧伤的风险也就越小, 但是必须要确认轴承能够承受得住这样的强度才行。
进给的动力全部是由伺服电机来提供的, 定位的分辨率达到了0.5微米的水平。当砂轮发生磨损之后, 整个系统能够自动地为进给量进行补偿操作, 这样就完整不需要人工去拿着千分尺进行测量, 然后再去拧动手柄来进行调整了。这样一套基于闭环控制的方案, 是使用传统的手动磨床设备绝对无法做到或者制造出来的。
将修整的轨迹设置到CNC数控磨床的程序里面, 每当加工完20到30个工件的时候, 机床会自己去执行一次修整动作, 操作员只需要负责把材料放上去和取下来就可以了, 根本就不需要一直盯着看。
| 对比项 | 手动磨床 | CNC数控磨床 |
|---|---|---|
| 表面粗糙度 | Ra 0.8~2.5μm | Ra 0.1~0.4μm |
| 尺寸重复性 | ±15~25μm | ±3~5μm |
| 单件节拍 | 8~15分钟 | 2~4分钟 |
手动磨床存在的一个主要瓶颈在于操作人员。如果换一位熟练师傅, 加工出来的产品精度就会出现明显的波动。在CNC数控磨床中, 所有的生产工艺都被固化到了程序内部。这样做能够确保批量生产的一致性达到非常高的标准。在汽车齿轮和航空轴类件等精密零部件的加工领域, 目前大家已经不再使用手动磨床了。
在汽车制造这一行业里面, 曲轴、凸轮轴以及行星齿轮的齿面部分, 其公差数值普遍是被卡在了5微米这个范围以内的；到了半导体设备制造领域之中, 硅片夹爪还有光刻机运动平台这些部件, 形位公差是被压到了2微米的水平；在刀具行业里面从事高速钢铣刀刃磨工作的时候, 一致性是比单件精度还要显得尤为关键的。
基于上述种种情况, 这三个产业领域里的手动磨床基本上就是处于了退场的状态之中。
大家不要仅仅盯着那个标称出来的精度数值看, 你必然要仔细地盯着这三样东西: 一个是工件的装夹方式, 是要用真空吸附还是要用液压卡盘, 因为装夹的时候产生的变形会直接让你的精度少掉一半；另一个是砂轮架的热补偿功能有没有配备到位, 如果没配这个功能, 夏天和冬天的精度差距就能拉开三微米；还有一个就是控制系统在售后方面的响应速度, 这才是真正的成本问题。
要是选错了设备, 这台机器摆在我们车间里就变成了一个毫无用处的铁疙瘩。
