說(shuō)實(shí)話,第一次聽(tīng)說(shuō)要在鎢鋼上打微米級(jí)孔時(shí),我差點(diǎn)把咖啡噴在圖紙上。這玩意兒硬度堪比鉆石,普通鉆頭碰上去跟雞蛋撞石頭似的。但偏偏客戶拿著手機(jī)攝像頭模組的圖紙找上門,要求0.1mm孔徑,公差±0.005mm——得,這單活接還是不接?
鎢鋼這材料有個(gè)外號(hào)叫"工業(yè)牙齒",硬度能達(dá)到HRA90以上。普通車間的老師傅聽(tīng)到加工要求,直接擺擺手:"這得用激光吧?"但問(wèn)題來(lái)了,激光加工容易產(chǎn)生熱影響區(qū),孔邊緣會(huì)形成微裂紋,像餅干烤焦的脆邊,稍微受力就崩。
去年參觀某精密儀器展,看到個(gè)瑞士設(shè)備商展示的微孔樣品。拿放大鏡細(xì)看,孔壁光滑得像拋過(guò)光,一問(wèn)才知道是用特殊涂層鉆頭配合超聲振動(dòng)加工的。當(dāng)時(shí)心里暗想,這套系統(tǒng)怕不是能買套房?回來(lái)后我們琢磨著用土辦法——在老式坐標(biāo)磨床上改裝高頻主軸,配合金剛石鍍層鉆頭,硬是啃下了第一批活。
干這行最怕的就是"燒刀"。有次半夜趕工,操作工忘了調(diào)冷卻液濃度,結(jié)果鉆到第三個(gè)孔就聽(tīng)見(jiàn)"咔"的脆響,3萬(wàn)塊的鉆頭當(dāng)場(chǎng)報(bào)廢。后來(lái)我們總結(jié)出個(gè)土方子:用冰鎮(zhèn)過(guò)的切削液,粘度調(diào)到像稀釋的蜂蜜,每打20個(gè)孔就得停下來(lái)測(cè)溫度。有同行笑我們太謹(jǐn)慎,可他們不知道,上次某批活因?yàn)闊嶙冃纬?,返工成本夠買臺(tái)二手加工中心了。
最玄乎的是加工參數(shù)。教科書(shū)上說(shuō)線速度不能超過(guò)30m/min,但實(shí)際干起來(lái)發(fā)現(xiàn),有時(shí)候把進(jìn)給量調(diào)到0.001mm/r反而更穩(wěn)。這就像煮粥,火候太猛會(huì)糊鍋,可火太小又煮不爛米粒。有次我蹲在機(jī)床前調(diào)了整晚參數(shù),天亮?xí)r終于找到那個(gè)"甜蜜點(diǎn)",孔壁粗糙度直接降到Ra0.2以下。
加工完不算完,檢測(cè)才是重頭戲。普通投影儀根本看不清0.1mm的孔,得用工業(yè)CT或者超高倍顯微鏡。記得有批貨客戶說(shuō)有毛刺,我們拿著放大鏡找了半天,最后發(fā)現(xiàn)是孔口有個(gè)比花粉還小的突起——用指甲輕輕一刮就沒(méi)了,可人家圖紙上白紙黑字寫(xiě)著"零毛刺"。
現(xiàn)在車間里常備著德國(guó)產(chǎn)的鎢鋼測(cè)針,針尖只有5微米粗。檢測(cè)時(shí)得像繡花似的輕輕探進(jìn)去,稍微手抖就會(huì)劃傷孔壁。新來(lái)的質(zhì)檢員頭回操作,緊張得手心全是汗,我說(shuō)別怕,就當(dāng)在給螞蟻量腰圍。
最近聽(tīng)說(shuō)有種冷凍加工技術(shù),把工件冷卻到零下100℃再加工,脆性會(huì)增加但塑性變形小。還有個(gè)團(tuán)隊(duì)在研究電火花微孔加工,放電時(shí)間控制在納秒級(jí)。這些新玩法聽(tīng)著很炫,但看看賬上還沒(méi)回款的尾款,還是先把手頭的活干漂亮吧。
說(shuō)到底,鎢鋼微孔加工就像在鋼板上繡花,既要十八般武藝樣樣精通,又得耐得住寂寞。每次完成一批合格件,看著顯微鏡下那些整齊的小孔,總覺(jué)得我們不是在打孔,而是在給工業(yè)文明刻碑文。
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