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电子行业精密轴的工艺特点

精密轴产品精度要求精密轴外径φ 0.5~φ 3 mm,长度一般小于300 mm,精度较高的外径公差通常要求1 µm左右,特殊要求达到0.4 µm,日本企业可达到0.1 µm;圆度要求0.5 µm以下,表面粗糙度值Ra=0.025 µm以内,径向跳动量要求1 µm以下。精密轴往往是非标定制零件,根据顾客需求或图样要求定制加工。精密轴(见图1)在很多领域都有应用,比如特微电动机零件、精密电子零件、汽车类零件、办公自动化类零件、家用电器类零件和电动工具类零件等。精密轴细长微小, 尺寸精度高,表面精度高,精密轴加工工艺特点为:加工方法多,工序参数确定难。
 
精密轴生产的加工方法主要包括塑性加工、金属切削加工、金属热加工、精密磨削、表面处理和精密清洗等,不仅有传统热处理和机加工等内容,而且有特殊表面处理加工内容;热处理中包含保护气氛淬火、回火、深冷处理和真空热处理;磨削加工可细分为外圆磨、内孔磨、平面磨、无芯磨、端面磨、倒角磨、沟槽磨、丝杆磨、D-CUT加工、球面磨和精研加工;机加工主要方法有数控加工、ESCO加工、凸轮机加工和专用机器加工;表面处理主要有膨化处理;清洗方法有超声波汽相清洗、碱洗、酸洗、纯水自动清洗及超声波自动清洗。

316 不锈钢活塞杆

304 不锈钢活塞杆
 
 
目前精密轴工序参数主要是根据工艺流程按工艺数据库确定,工艺数据库是按现有生产设备特点及其他标准条件,经生产试验形成的。实际生产中,因材料、生产设备、人员、工序和环境的微小变化造成工序参数无法适用生产。
 
精密轴目前材料主要采用3C r13,通常经淬火和回火处理后,硬度为500~700 HV。主要光轴类工艺流程为:线材切断→热处理→回火→校直→端面磨→滚磨→外圆粗磨→中滚磨→外圆精磨→精滚磨→清洗→去磁→外观检查→包装。通常异形精密轴加工工艺流程为:数控切削→热处理→回火→粗滚磨→外径粗磨→外径半精磨→中滚磨→外径精磨→精滚磨→超声波清洗→去磁→外观检查→包装。
 
国内精密轴加工技术难点主要有材料、设备、工艺和理论研究。国内生产材料问题比较多,性能不稳定,导致后续加工无法达到预期设计要求,但是,日本精密轴加工企业可以与钢厂合作开发专用于精密轴的材料(如15MH,KWS4MA)来综合提高精密轴性能。
 
精密轴关键生产设备属于定制设备,无法在市场上买到,设备机构和系统要求精度高,投入高,开发难度大,大多数企业不愿意去开发此类设备;精密轴工艺参数属于外资企业的核心数据,精密轴工序细分可达几十种,而且各个工序参数需要庞大试验数据验证,工艺参数需要长时间积累及成本投入,国内企业建立工艺数据库还有很多工作要做。
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