当客户四处寻找机械加工车间以协助他们的制造项目时，他们经常会看到诸如“精密加工”、“高精度”和“超精密”之类的短语，那么问题来了：

什么是高精度制造？对工业制造有什么重大意义？

精密加工工艺是指加工精度和表面光洁度高于相应加工方法的各种加工工艺。在制造业中，“高精度加工”通常是指加工公差在个位数微米范围内的零件，相比之下，超精密加工通过保持亚微米公差可将精度提高一个数量级。精密加工工艺包括精密切削和高亮度高精度磨削。精密加工的精度一般在10~0.1μm，公差等级在IT5以上，表面粗糙度Ra在0.1μm以下。加工具有非常严格公差的零件始终是一项挑战，但工作的复杂性不仅取决于所需的公差，还取决于所使用的材料和零件上的特征数量。

图源：advanced-precision

近年来，机械制造业正朝着精密加工和超精密加工方向快速发展。在未来的发展过程中，精密加工和超精密加工将成为在市场竞争中取胜的关键技术。现代制造需要提高加工精度的主要原因是提高产品性能和质量，提高其质量稳定性和性能可靠性，促进产品小型化、功能强大、零件互换性好、产品组装、调试生产率高，促进制造和装配自动化。工业自动化和智能化产业升级改革无疑会增加精密零部件的需求。

在“高精度加工”系列推文中，沿着表面精加工方向，我们将分享具有代表性的材料、零部件以及精密加工技术、刀具、设备、测量的前沿案例，敬请关注。

图源：dlyte.es

高精度无心磨削磨床

为高品质汽车凸轮轴和曲轴而生

大多数情况下，零件在车床和磨床上进行粗加工后，制造商会将零件移至无心磨削和珩磨车间进行超精密磨削。磨削是确保精度和最严格公差的最佳加工方法之一，以汽车凸轮轴和曲轴为例，为了确保高刚度，需要无心磨削和圆盘磨削工艺以及精益灵活的CNC磨床，来实现最佳精度、快速生产速度和高切削量，这意味着更快的生产速度，但也意味着在第一次通过时就可以达到非常严格的公差。通过0.001毫米的补偿调整，可以保证更高的零件精度和更好的表面光洁度，减少车轮磨损。同时需要有能力操作超级磨料 (CBN) 和传统砂轮。

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无心磨床可根据客户的生产需要进行通过式或进给式磨削。这些机器能够磨削1.2 毫米至300毫米的直径。此外，这些机器可以容纳长度达12m+的通过进给方式的工件，或660mm的进给方式的工件。高机器刚度可确保最佳精度、尽可能快的生产率和高切削量

航空高端轴承表面热处理

护航全球旅客的安全飞行

每天，数以千计的航班和数以百万计的乘客都信任他们登机的飞机组件。这就是为什么用于飞机上的涡轮泵和喷气发动机的航空轴承需要极高水平的技术。

量身定制的高精度航空轴承，用于发电机、电动机、起动机、燃油泵、油泵、机舱增压器、空气循环机、辅助动力装置和其他航空航天应用组件。其严密的公差是肉眼看不到的，但它会影响飞机零件的性能，例如，对精密轴追求更高的精度，可以实现更静音、更高速度和更长的使用寿命。

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对部件的热处理、尺寸和表面光洁度的精确控制有助于可靠的轴承性能。

热处理：奥氏体强化工艺 (AS) 是一种应用于滚动体的特殊热处理。通过化学改变滚子的表面化学性质，能够形成一层薄薄的残留奥氏体，从而产生可延长轴承寿命的压应力。AS 处理导致1.5的物质寿命乘数。

HL表面处理：高润滑 (HL) 表面处理是独特的微点蚀表面处理，可在润滑不足的应用中延长轴承寿命。基于通过改变部件表面光洁度的特性和方向可以改善轴承接触区域油膜形成的理论，独特的微型罐能够有效地捕获油并将其引导到需要的地方。

大容量分离器：该技术将满装轴承的高负载能力与保持架设计的高转速能力相结合。通过在辊子之间放置树脂滚动元件分离器，可以保持与满装设计相同的辊子数量，并防止辊子接触以减少摩擦和发热。通过优化分离器的形状和引导方法，可以实现与带保持架轴承等效的允许转速。

图源：NTN

CNC瑞士车床

满足射频组件高性能要求

所有细分市场的技术需求不断增加，要求更小、更轻、更强大的精密射频组件能够以最小的信号损失处理更高的频率。

“瑞士机床”享誉全球。各国工业界人士都知道，瑞士生产的机床赫赫有名。专用加工位置配备一套高精度CNC瑞士型车床，可对实体材料的超紧公差部件进行经济高效的大批量铣削、车削、镗削、磨削和抛光。这些材料包括黄铜、铍铜和铝。这些基材的精密加工件为大容量电信、航空航天、医疗和消费类应用提供高性能、高容差的解决方案。

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在电信行业，高质量精密加工的射频组件可最大限度地减少PIM信号失真，并支持移动网络设备不断增长的性能需求。航空航天业要求在最恶劣条件下运行具有严格公差的精密加工射频组件。需要非磁性精密加工射频元件、连接器和电缆组件，以满足医疗行业应用在高频设备（包括患者监护系统和磁共振成像设备）中使用的高级高可靠性连接需求。此外，向更智能的家庭发展需要对无线连接、传感器和连接设备的需求不断增加，这推动了消费市场对精密加工射频元件的需求。

智能机器人服务精密植入物

在具有最小安装空间的复杂几何形状

医疗技术中对最小组件的要求特别高。在这里，需要复杂的轮廓和高水平的精度——就像在生产侵入式组件时一样。示例包括在体内的插管和外部供应单元之间使用的连接元件。这里的挑战是最小化接触表面的边缘半径，以防止在连接过程中受伤。

图源：zeiss

对于医疗技术，基于智能机器人精加工单元的超精密加工（铸态、CNC 铣削、CNC 研磨、净形零件、去毛刺、打磨抛光、精密清洗）为骨科植入物行业带来升级设计，可以在制造过程中直接生产 Ra< 0.01的表面粗糙度。优化的工艺设计可最大限度地减少手动抛光工作，提升表面光洁度与生物兼容性。可适用钴铬、锆和钛等材料，无论这些材料是铸造的、锻造的、还是MIM（金属注射成型）

工艺范围：

用涂附砂带去除浇口和铸态

使用结构化涂层砂带进行研磨和抛光

切割抛光、颜色抛光和高颜色抛光

所有砂带头的可编程合规性

可编程皮带和砂轮速度以优化操作性能，同时最大限度地提高研磨介质的性能

去除闪光

还有很多

组件解决方案：

膝关节植入物

髋部茎

模块化髋部茎

骨板

髋臼壳

脊柱植入物

手术刀片

图源：Acme Manufactuing

CNC+人工+磨料精密抛光

让钻石闪耀迷人的光辉

精密抛光决定了钻石将拥有多少火焰、光辉和闪烁，钻石抛光是刻面表面的质量和条件。如果这些像小镜子一样的小平面清晰而光滑，它们就能很好地反射光线。如果钻石的刻面不光滑，它们会抑制或改变光反射(使钻石看起来暗淡)。精密抛光可以确保完成获得理想的比例和完美的对称，即使在放大10倍数(标准珠宝商放大镜)依旧看不到抛光瑕疵。

图源：coherent

从技术上讲，优秀的抛光钻石是采用CNC机床与机械抛光相结合的方式，采用金刚石抛光粉、悬浮液、浆液，让钻石在抛光轮上持续更细腻更长的抛光时间。所以磨料耗材是非常重要的：

金刚石抛光：与其他磨料相比，金刚石是大多数抛光应用的首选。尽管钻石每单位的成本更高，但在大多数情况下，抛光所需的数量远远低于价格差异。金刚石的切割速度也更快，需要更少的时间来获得改进的表面光洁度，并以更少的伪影（拖尾、划痕等）生成更准确的微观结构表示。所有产品都经过精密分级（使用瑞士微粉化标准）以获得高性能。

图源：naturaldiamonds

多晶金刚石：每个颗粒的切割面更多，从而提高去除率。切割时，它会分解成原来的形状，与使用单晶金刚石相比，可以在更短的时间内完成更精细的表面处理。因为多晶没有解理面，它不能像单晶金刚石那样分裂。它导致较少的亚表面变形，并且在抛光由不同材料/硬度组成的样品时非常出色。
单晶：单晶金刚石为良好的切削和光洁度提供了一种具有成本效益的方法。它具有略微不规则的形状，带有多个切削刃，建议用于不需要多晶特性的一般应用。

除了基本耗材，钻石会被反复打磨，原石被放在一个“粘棒”上，用一种特殊的水泥来固定。在这个阶段，两颗未加工的钻石相互摩擦，摩擦会磨损钻石的边角，直到钻石变成圆形。钻石经过第二次打磨，以确保它是完美的圆形。剩余的刻面被抛光并成形，以折射和反射最佳量的白光。值得一提的是，这些离不开手工抛光——需要师傅们高超的技巧和丰富的经验。

PVD涂层

提升枪支的耐用性、可靠性和外观

图源：spmswiss

领先的运动、狩猎和枪支产品生产机加工零件和组件典型公差精度范围为 0.0001” 至 0.005”，需要极其精确加工完成从箭头、组件、开关、支撑部件到枪支安全部件。一些部件可能需要使用任意数量的陶瓷或不锈钢介质和溶液混合物进行大量去毛刺，而其他部件可能需要特殊设计的有机介质组合的最终精细度。枪支制造商和零部件制造商的枪支涂饰。除了去毛刺，还需要PVD涂层来提升枪、刀片的耐用性、可靠性和外观。

图源：shootingillustrated

当暴露在恶劣的环境中时，磨损和腐蚀会导致损坏并妨碍正常功能。PVD涂层采用微薄陶瓷表面，可实现多个目标。首先，它增加了表面硬度，从而保护枪或刀片免受磨损和腐蚀。其次，涂层的低摩擦特性增加了润滑性，从而防止零件卡住，确保最佳功能。第三，涂层可以改变组件的外观，以减少战术用途的眩光，或赋予其独特的外观以适合您的个人风格。

PVD涂层可应用于各种类型的枪支——左轮手枪、手枪、步枪、AR。该过程不会导致组件的尺寸变化，这使其适用于滑轨、枪管、框架、触发器、步枪螺栓、BCG、撞针、抑制器等。

流体喷射+热能去毛刺

重塑仪器仪表微型元件光洁表面

仪表和其他仪器是高精度微型零件的范畴。其表面抛光和微型毛刺一直是困扰客户的难题。当您在DeburrringTec学习了大量去毛刺工艺之后，相信您可以轻而易举地找到对应解决办法。

喷射流体抛光机 图源：东博机电

流体喷射抛光是一项典型的抛光手段，是指在高压作用下，将特制液态磨料，挤压通过工件内部通道进行去毛刺的工艺。微小的研磨颗粒能够在小孔中流动且不受孔径长度的影响，更适合复杂内腔、交叉孔、长孔、薄壁工件，去毛刺彻底均匀，保持工件精度完整。毛刺移除后，可选用热能去毛刺机，在密封压力腔体内通入混合气体并点燃，产生瞬时高温高压、冲击波，使工件毛刺快速熔化。

以上两种工艺结合可完成仪器仪表的表面精密加工。应用部件包括轴、销、流体和空气阀部件、垫圈、套筒、特种螺母、指旋螺钉和端子，以及所有复杂的几何形状元件。

图源：gompc.net

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