日本武田模具:18名員工的小作坊,如何實現精度 0.1微米!

✎導 讀

日本一家超精密加工小作坊做出的模具,曾引爆網絡。這個模具,用手按壓凸起,竟然能與平面融入一體。可以叫它【天衣無縫的模具】。是不是難以想象?繼續往下看放魔法圖...

來源:互聯網

日本武田模具:18名員工的小作坊,如何實現精度 0.1微米!

武田模具製作所:天衣無縫的模具

傳說中的日本精密加工小作坊——武田模具製作所。

首先,武田模具製作所是個怎樣的存在?

武田模具製作所是模具專業廠商,創辦於1978年,目前僅有18名員工(男性14名 女性4名),專門製作順應時代需求的模具。

40多年來,武田模具製作從最初的兩名員工,增長至18人,因為他們家技術精湛,模具精密,生意也是日漸欣榮。

武田製作所不僅為日本汽車大廠製作模具,也生產Iphone蘋果手機的金屬保護外殼。

這次,武田製作所利用線切割,實現了精度0.1微米的超精密加工,製作出了天衣無縫的模具。

製作難點

武田修一社長表示,兩塊金屬分別切割凸模和凹模,然後再組合在一起的。每套的加工時間標稱要30小時,實際要多花20~30%的時間。

外形加工及預留連接部分(暫停點)的加工採取5次切割方式,兩部分的切割參數和偏移量(Offset)均一致。

日本武田模具:18名員工的小作坊,如何實現精度 0.1微米!

武田模具製作所:天衣無縫的模具

5次加工後與目標尺寸之間的偏差分別為0.2mm、0.1mm、0.05mm、0.03mm、0.005mm(要達到0.003mm精度時則還要再切割一次)。

兩塊材料配合要到達這樣的精度十分困難,這兩塊材料之間的精度達到0.003mm。

精密線電極放電加工機

為了製造天衣無縫的模具,武田模具製作所使用的是——日本西部電機(Seibu)株式會社出品的精密線電極放電加工機Seibu M75A,工件的精度測量使用的是——Crysta-Apex C574高精度CNC三維測量儀。

天衣無縫的模具所用的材料是——日本JIS標準的SKD11(中國GB標準牌號的Cr12MoV)等模具用高碳高鉻合金工具鋼,材料貌似並不特殊。

值得注意的是,材料需要經過淬火等熱處理。

神奇的慢走絲

線切割分為快走絲、中走絲和慢走絲。慢走絲是線切割的一種,利用電火花切割腐蝕。

武田模具製作所天衣無縫的模具,就是由慢走絲線切割加工工藝製造。

日本武田模具:18名員工的小作坊,如何實現精度 0.1微米!

武田模具製作所:天衣無縫的模具

慢走絲加工用銅絲做電極,加工速度慢可以達到0.001毫米的精度,實現Ra0.4~0.2微米的粗糙度。

快走絲:往復使用的,加工速度快,精度低。快走絲用鉬絲,其耐磨,導電性也不錯。

中走絲:介於快走絲和慢走絲之前,加工速度慢,精度高,但是可以往復使用。同樣使用鉬絲。

但是快走絲和中走絲都無法達到上述工件的精度要求。

零件加工難點在於兩個工件加工配合尺寸的公差設計以及加工實現水平。

對於慢走絲所需銅合金絲材(耗材)直徑精度、設備運行起來的重複定位精度和軟件設計能力都有很高的要求。

所以最後能做成圖片中的模具,難度係數極大。

那麼,慢走絲為何能實現高精度?

慢走絲實現高精度的原因有三點,一是慢走絲單向運動,走過即廢棄,絲電極本身始終保持了高精度。二是,慢走絲走的很慢,幾乎沒有抖動。三是,整個工件都完全浸在去離子水中,不會有加工氧化。

ps:日本像武田模具製作所這樣的小廠還有很多,它們日復一日,年復一年,打磨同一項工藝,做到極致。正是因為秉持著工匠精神,日本才能完成一個又一個驚豔世界的產品


分享到:


相關文章: