郭阳春

（博能特(福州)工业有限公司）

21世纪中国经济不断发展，电子产品用量不断攀升，尤其国内手机和特微电动机使用量越来越多，精密轴需求量越来越大，导致许多外资企业涌入中国办厂及技术输入，国内也逐渐出现了许多精密轴企业，并形成一定规模，主要分布在浙江地区。但是，国内精密轴在精度、工艺、设备和技术上与国外企业差距大， 产品大多处于中低端。

现将精密轴产品精度要求、主要生产设备和测量设备、生产工艺特点及国内精密技术难点分别进行介绍。

1. 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。

图1

2. 主要加工设备及测量设备主要异形精密轴车削加工采用CINCOM L20多轴复合加工中心（见图2），含两个主轴，其中正面主轴转速达10 000 r/min，主、副轴既可实现同步加工，也可实现重叠加工，机器精度和加工效率都较高；设备可配置7把车刀、5把铣刀和6把钻头类刀具；机器系统为三菱数控系统，可执行0.00 01 mm指令，即亚微米指令。加工时配育良专业送料机，安装住友数控刀具，使用尤希路专用切削油，控制环境温度，可以加工微米级精度外径。实际生产中，温度要求高，机器热机时间比较长，设备要配置温度控制系统，保证机器温度处于稳定范围，切削液需要冷却处理。

图2

直径小于1 mm的异形精密轴通常采用ESCO设备，ESCOMATIC D5 TWIN装备数控系统，可控制8轴，为瑞士设备（见图3），此设备可以直接将线材卷料校直，切料加工沟槽，可以配置钻孔刀具进行二次加工。ESCO设备加工外径为φ 0.3～φ 4 mm，主轴转速达18 000 r/min，加工时工件用筒夹头夹住，刀具旋转切削，加工精度高，切削油需要去雾冷却处理，刀具为可旋转成形刀。ESCO设备加工精度及生产效率都比较理想，但是配件和设备维护成本高，成形刀具设计制作在国内也比较困难。

图3

无芯磨床生产效率高，设备精度也要求较高，经过改造后的设备在精密轴生产设备中属于关键设备。高精度无芯磨床主轴通常采用动承，如图4所示高精度无芯磨床布置在恒温车间，加工送料采用自动转盘式送料，并在入料口安装主动送料控制器；机器经过改造后，配置精密自动修整砂轮机构，自动修导轮机构，0.001 µm级自动进给补偿机构；机器自动控制时，采样动承各进出油管压力，进行加工状态调整控制；该机器安装一套在线自动检测系统，如图5所示，可实现0.01 µm级外径检测，并根据设定公差范围对废料进行剔除，并自动调整机器参数；配备自动出料装置；外部配置磨削液精密过滤系统及磨渣清理装置，以及冷却液温度控制系统；该设备是高精度精密轴批量化加工的核心设备。

图4

图5

外径精密测量仪（见图6）是线外高精度测量仪器， 由于金属对温度变形影响大，测量仪零件大都采用特种陶瓷材料，触头采用宝石，外径检测数据经高精度传感器转变为电信号进行加工处理后显示出来，检测分辨率可达0.001 µm；该测量仪器长期放置在环境温度（20±1）℃中，被测量精密轴要求在恒温室静置4 h，测量人员应配戴专用手套并配口罩。该外径测量仪也是高精度精密轴关键设备。

图6

3. 生产工艺特点

精密轴细长微小