本公司于2010年受經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)部戰(zhàn)略基礎(chǔ)技術(shù)型高度化援助項目支持，開發(fā)了隨時修正控制型顯微細NC車床的微細長尺寸加工技術(shù)。隨時修正控制型是指原材料與加工點的位置關(guān)系通過CCD攝像，將有效時間讀入到PC，即時算出錯位及彎曲值，變換鉆頭的位置信息，調(diào)整機械運轉(zhuǎn)軸的控制方法，工作人員邊看邊切削物品影像的自動化技術(shù)。

　　該修正技術(shù)的最大優(yōu)點是通過事先控制彎曲、彈性變形，使車床難加工的微細長尺寸形狀部件，實現(xiàn)可穩(wěn)定供應(yīng)，且價格低廉、品質(zhì)好。

　　當然控制本身還有改善的余地，要實現(xiàn)不彎曲的高精度加工在前期加工階段的精加工很重要，微細加工和條件也費時間。下面再現(xiàn)開發(fā)醫(yī)用Ti-6AI-4V鈦材的醫(yī)療器械零件。

　　2醫(yī)療器械零件的加工

　　首先，制造放入體內(nèi)醫(yī)療部件目標尺寸的微細長尺寸部是∮0.5±5μm，長度為10.0mm，高寬比20倍。部件的后側(cè)約為∮4.0mm，長度0.5mm的復合凸緣形狀，一次成形加工的精加工原料為∮4.0mm（從橫向看像釘子）。市場現(xiàn)狀是一次加工是不可能的，先對∮0.5mm進行磨削，機加成凸緣狀，最后進行壓鑄組裝。成品率低，交貨期延長，成本很高。

　　本次開發(fā)的精加工是對∮4.0粗削到∮2.0，特別是∮2.0加工時的尺寸與精加工面特別重要。∮2.0加工時不易產(chǎn)生彈性變形，用一般的超硬工具在主軸上旋轉(zhuǎn)1萬次，輸送速度為f100-200，意外的好。這是因為精加工面在Ra1.6以下，尺寸穩(wěn)定在±5μm。當然鉆頭是一次性，有點遺憾，但只能忍痛割愛。

　　粗削加工結(jié)束后，控制方式采用的是有效時間控制，∮0.5×10mm的精加工。本次開發(fā)中對200樣品在不同的條件下進行試驗。結(jié)果90%以上出現(xiàn)彎曲、虧損狀況，特別是浮雕最難加工。

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　　起因于切削工藝的變形，可以考慮為：并不是旋轉(zhuǎn)軸的周圍有特異方向，所以只沿著一個方向彎曲，與之成直角方向的基本上不變化。因此，材料原來的各向異性是作為制品的彎曲表現(xiàn)的。但是進行了消除變形的熱處理，除去前次工藝的殘余應(yīng)力也不能消除彎曲。原因是材料的晶體方向的各向異性，通過退火后獲得均勻的組織后再進行時效硬化，接著使用未變形材料進行加工試驗，結(jié)果確認沒有彎曲的加工是可能的。

　　該結(jié)果含有重要知識情報，遺憾的是只能忍痛割愛。衡量包括含材料的重新評估在內(nèi)的切削條件的合適化的結(jié)果是加工余量的肩壁厚為0.75，有點大，但微細加工的替代余量更高，加工時所用的鉆頭前角與主分力、背分力的平衡下，一邊彎曲，一邊進行切削加工。特別是主分力與背分力的關(guān)系由前角決定，特別要明確平衡狀態(tài)。

　　切削速度如圖5所示在12.5~33.5/min時是最穩(wěn)定的，精加工尺寸為±2μm，表面粗糙度在Ra0.6以下。

　　但是，連續(xù)加工時鉆頭的切削屑粘著，磨損等問題，通過空壓的噴霧冷卻可大幅度延長工具壽命，并使粘著最小化。即使這樣，對精加工尺寸的影響也不小，修正控制是通過加工前的鉆頭位置與加工物的正確位置的關(guān)系可通過CCD攝影影像取得，鉆頭磨損部分，成功地進行了切削，最大限度地證明了修正控制的有效性。

　　3優(yōu)勝數(shù)據(jù)與今后

　　采用該修正控制與切削條件，加工成何等程度的細加工進行試驗。主題是微細長尺寸，直徑10倍是限制。

　　結(jié)果是成功地進行了外徑∮0.08mm，長度是0.8mm的加工（圖6）。

　　目前該技術(shù)參展了歐美的醫(yī)療器械系的展示會，正在進行推廣。希望該技術(shù)對高度醫(yī)療器械的低價格化有幫助。