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電子行業精密軸的工藝特點

精密軸產品精度要求精密軸外徑φ 0.5~φ 3 mm,長度一般小于300 mm,精度較高的外徑公差通常要求1 µm左右,特殊要求達到0.4 µm,日本企業可達到0.1 µm;圓度要求0.5 µm以下,表面粗糙度值Ra=0.025 µm以內,徑向跳動量要求1 µm以下。精密軸往往是非標定制零件,根據顧客需求或圖樣要求定制加工。精密軸(見圖1)在很多領域都有應用,比如特微電動機零件、精密電子零件、汽車類零件、辦公自動化類零件、家用電器類零件和電動工具類零件等。精密軸細長微小, 尺寸精度高,表面精度高,精密軸加工工藝特點為:加工方法多,工序參數確定難。
 
精密軸生產的加工方法主要包括塑性加工、金屬切削加工、金屬熱加工、精密磨削、表面處理和精密清洗等,不僅有傳統熱處理和機加工等內容,而且有特殊表面處理加工內容;熱處理中包含保護氣氛淬火、回火、深冷處理和真空熱處理;磨削加工可細分為外圓磨、內孔磨、平面磨、無芯磨、端面磨、倒角磨、溝槽磨、絲桿磨、D-CUT加工、球面磨和精研加工;機加工主要方法有數控加工、ESCO加工、凸輪機加工和專用機器加工;表面處理主要有膨化處理;清洗方法有超聲波汽相清洗、堿洗、酸洗、純水自動清洗及超聲波自動清洗。

316 不銹鋼活塞桿

304 不銹鋼活塞桿
 
 
目前精密軸工序參數主要是根據工藝流程按工藝數據庫確定,工藝數據庫是按現有生產設備特點及其他標準條件,經生產試驗形成的。實際生產中,因材料、生產設備、人員、工序和環境的微小變化造成工序參數無法適用生產。
 
精密軸目前材料主要采用3C r13,通常經淬火和回火處理后,硬度為500~700 HV。主要光軸類工藝流程為:線材切斷→熱處理→回火→校直→端面磨→滾磨→外圓粗磨→中滾磨→外圓精磨→精滾磨→清洗→去磁→外觀檢查→包裝。通常異形精密軸加工工藝流程為:數控切削→熱處理→回火→粗滾磨→外徑粗磨→外徑半精磨→中滾磨→外徑精磨→精滾磨→超聲波清洗→去磁→外觀檢查→包裝。
 
國內精密軸加工技術難點主要有材料、設備、工藝和理論研究。國內生產材料問題比較多,性能不穩定,導致后續加工無法達到預期設計要求,但是,日本精密軸加工企業可以與鋼廠合作開發專用于精密軸的材料(如15MH,KWS4MA)來綜合提高精密軸性能。
 
精密軸關鍵生產設備屬于定制設備,無法在市場上買到,設備機構和系統要求精度高,投入高,開發難度大,大多數企業不愿意去開發此類設備;精密軸工藝參數屬于外資企業的核心數據,精密軸工序細分可達幾十種,而且各個工序參數需要龐大試驗數據驗證,工藝參數需要長時間積累及成本投入,國內企業建立工藝數據庫還有很多工作要做。
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