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[摘 要]随着我国科技水平的不断提升，零件加工技术也得到了人们的广泛关注和认可，细长轴零件的加工技术尤为重要。下面本文主要论述了不同装备的加工技艺，希望能够有效提升细长轴零件的加工准确度，及时获取快速测量长度的方法，进一步提升零件的加工质量，提升加工工作质量。
[关键词]日本star数控走芯机床；长度测量检具；无心磨自动压磨机；三联无心磨床组合
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0050-01
引言
由于五金细长轴长径比大，刚性不足，所以在切削过程中容易产生变形和振动，从而导致切削加工时间长、刀具磨损较快和长轴的加工精度无法满足图纸要求。该类的零件加工设备通常是使用台式桌车（也称平车）、改装型凸轮机（如MY15名揚自动车床）和普通车床。但本公司均采用日本star车系列电脑自动走芯机床，如SB12、SB16、SB20和SB32，加工过程是自动上下料，轴类端面无需打中心孔定位，优点是机床刚性好、精度高。将该设备与3组JH18无心磨配套使用，优势会更加明显，尤其适合于细长轴的大批量性生产。
与普通机床相比，数控车床在加工工件过程中拥有较为显著的优势，然而受到外界条件的影响，人们对零件加工的精度要求越来越高。在普通车床的加工中，由于操作工人的适时调整，影响加工精度的因素得到了有效控制，从而能够满足加工精度的要求。在数控车床的加工过程中，为了便于工序集中，便于编程，在普通车床上能够使用的调整方法，如中心架、跟刀架等无法在数控车床上使用，或者使用调整措施后是程序变得更加复杂，从而使得这些在加工过程中影响精度的因素超出控制范围，从而出现数控不如受控的问题。这在数控车床上加工零件形状比较简单，加工精度要求较高的细长杆零件生产中比较多见。
1 材料规格的选择
根据零件的图纸要求，选择合适的材料外径和长度。一般材料长度计算公式为：L=（工件长度+2mm切断余量）×工件个数+200mm料尾长度（1）
2 棒料的加工选择
合适的毛坯盘料通过粗校倒角一体机—精校机—倒角机—无心磨通磨加工—防锈。
3 刀具、夹具的准备
夹头的选用原则：夹头内径需尽量使用与材料外径尺寸相同的夹头，夹头内直径D大于材料直径d，且不能超过0.1mm。使用时，一定要检查夹头内孔是否清洗干净，不允许有渣屑等异物进入。导套的选用原则：导套内孔直径D大于材料直径d，最大不能超过0.1mm，要求棒料能在导套中自由穿过。使用时，一定要检查导套内孔是否清洗干净，注意不允许有渣屑等异物进入。料夹的选用规则：料夹直径D小于材料直径d，最大不能超过0.2mm。刀具：选用切断刀、前扫刀、后扫刀和槽刀，具体型号需要根据图纸尺寸要求才能确定。分析难点：①粗糙度要求Ra0.4，需要磨削精密加工；②零件表面有滚花直纹要求；③中间长度测量误差及难测量；④3处外径公差要求高。技术要求为①未注倒角C0.3max；②所有使用材质必须符合ROHS、REACH、邻苯二甲酸酯等环保要求和客户要求；③表面无明显刮伤、色差、突点及凹坑；④化学镀镍6～8μm；⑤盐雾试验8h；⑥材质45钢。因产品图为镀镍后的尺寸图，首先需转化成镀镍前的尺寸图纸。
4 加工工序的流程安排
star车削—滚直纹花—无心磨压磨—三联无心磨粗磨、精磨、抛光贯通组合—外协表面化学镀镍6～8μm—外观全检—包装—入库，每道工序均配备相关的工序检验人员。车削加工前准备为：设备选用SB-20数控电脑走芯机，加工尺寸外径最大范围为Φ23mm；材料的选用Φ12.1×2900，45#钢；夹头选用Φ12.1（两个，一主夹头，另一个背夹头）；导套选用Φ12.1；料夹为Φ12；刀具选用切断刀，右前扫刀，左前扫刀，后扫刀，槽刀0.75。需要检验的设备有投影仪、游标卡尺、外径千分尺和长度检具。star车削工序，左端是主轴夹头；导套位于中间，作用类似于刀架，起浮动支撑作用；右端是背轴夹头，外圆自定位。需要预留滚花外径余量，预留压磨外径余量，控制好15°处的长度尺寸。测量中间长度L和总长度L检具图。
该长轴工件经过车削后，需要测量确认。一般443.1mm长检验通常是用0～500mm游标卡尺测量。但遇到细长轴，却只能测量总长，是由于0～500mm游标卡尺本身比较笨重，工件重量也不轻，所以测量起来不方便，费时费力。此外，中间长度更无法用游标卡尺检测。此时惟一的办法可以用大投影仪测量，但投影仪市场价格在4万元左右，比较昂贵，测量也不快捷。而制作长度检具，其价格相比投影仪就非常便宜。该检具需要制作测量样件，再通过2个活动V型定位座调节定位距离，调节好尾端定位座，用百分表上的测量片端面定位，与样件比较测量，就非常省时省力、方便、快捷、准确和搬运方便，尤其适合大批量抽样检验。
滚花工序（3T，P=0.8滚花轮；滚花机滚花齿宽度不小于0.4mm），该工序需要准备两片P=0.8直纹滚花轮，滚花机1台，滚花工装1台，关键点是要控制好滚花外径和长度尺寸，滚花不允许有乱齿现象发生。检测设备为滚花外径环规、投影仪和外径千分尺。JH18无心磨自动压磨工序，该无心磨自动压磨机是经过改造而成的，在JH18无心磨床上应用了PLC电器控制系统、传感器和液压油缸。液压油缸做上下往复运动，代替了人工操作压磨手柄，实现自动压磨，降低了工人劳动强度，提高了生产效率和压磨的尺寸精度，展现了现代自动化的生产水平。但该设备加工长轴时，还需要准备12.0刀板、砂轮、磨削乳化液，通过调试压磨工装，以大外圆φ12.1自定位，经过砂轮压磨两个外径至φ7.964～φ7.948；表面粗糙度要求能保证在Ra0.4以下；圆度公差控制在0.005mm以内，长轴的表面不允许有任何碰伤。加工过程中，不允许出现漏压磨加工，因该部位是用于安装高精度轴承。检测设备为0～25mm杠杆外径千分尺，表面粗糙度仪。滚花机用工装与压磨工装可实现互换使用。
该工装的工作原理是将45#钢长轴大外径放置在4个608轴承（两组）的中间，通过导轮与砂轮紧密接触后，带动长轴自转磨削小外圆直径。小外圆下方有刀板支撑，上下调节板与底座通过腰形孔间的内六角螺丝调节高度并锁紧固定，底座固定在机床上，通过这两组调节组件，使长轴处于同一直线上，保证在磨削过程不产生串动现象，从而确保工件在压磨过程的外径尺寸稳定。3台JH18无心磨组合通磨工序（准备12.0刀板、砂轮、磨削液）大外圆自定位。检测设备为红外线镭射仪（可以检测长轴的外径，圆柱度，跳动等要求，精度达到微米级）、粗糙度仪和外径千分尺。长轴毛坯外径φ12.1，第一台无心磨粗磨加工至φ12.02，第二台无心磨精磨加工至φ12.006，第三台无心磨抛光φ12.005，三台贯通，连续磨削加工，最终保证外径尺寸在φ12～φ12.007，表面粗糙度值Ra0.4以下。该工序的优点是粗磨、精磨、抛光三道工序为一道工序，尺寸加工稳定，效率高，减轻了工人的劳动强度，人工成本降低了三分之二。在通磨外径工序加工完毕后，再通过外协表面化学镀镍（镀镍需要做盐雾试验，测量膜厚，保证镀层在6～8μm），镀镍后，外观需要100%全检，不允许有任何表面缺陷。常见缺陷参照作业指导书进行，最终包装入库交付客户。
5 结语
通过star车、JH18无心磨自动压磨机、三联无心磨床组合、滚花机和长度检具等设备配套使用，合理安排工序，加工类似高精度细长轴，质量稳定，效率高，从而有效解决了粗糙度要求Ra0.4，表面有滚花直纹要求，中间长度测量误差及难测量，3处外径公差要求高的难点。
参考文献：
[1]大雅精密机械（常熟）有限公司.夹头/导套的准确使用说明书[EB/OL].（2007-08）[2017-07-10].
[关键词]日本star数控走芯机床；长度测量检具；无心磨自动压磨机；三联无心磨床组合
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0050-01
引言
由于五金细长轴长径比大，刚性不足，所以在切削过程中容易产生变形和振动，从而导致切削加工时间长、刀具磨损较快和长轴的加工精度无法满足图纸要求。该类的零件加工设备通常是使用台式桌车（也称平车）、改装型凸轮机（如MY15名揚自动车床）和普通车床。但本公司均采用日本star车系列电脑自动走芯机床，如SB12、SB16、SB20和SB32，加工过程是自动上下料，轴类端面无需打中心孔定位，优点是机床刚性好、精度高。将该设备与3组JH18无心磨配套使用，优势会更加明显，尤其适合于细长轴的大批量性生产。
与普通机床相比，数控车床在加工工件过程中拥有较为显著的优势，然而受到外界条件的影响，人们对零件加工的精度要求越来越高。在普通车床的加工中，由于操作工人的适时调整，影响加工精度的因素得到了有效控制，从而能够满足加工精度的要求。在数控车床的加工过程中，为了便于工序集中，便于编程，在普通车床上能够使用的调整方法，如中心架、跟刀架等无法在数控车床上使用，或者使用调整措施后是程序变得更加复杂，从而使得这些在加工过程中影响精度的因素超出控制范围，从而出现数控不如受控的问题。这在数控车床上加工零件形状比较简单，加工精度要求较高的细长杆零件生产中比较多见。
1 材料规格的选择
根据零件的图纸要求，选择合适的材料外径和长度。一般材料长度计算公式为：L=（工件长度+2mm切断余量）×工件个数+200mm料尾长度（1）
2 棒料的加工选择
合适的毛坯盘料通过粗校倒角一体机—精校机—倒角机—无心磨通磨加工—防锈。
3 刀具、夹具的准备
夹头的选用原则：夹头内径需尽量使用与材料外径尺寸相同的夹头，夹头内直径D大于材料直径d，且不能超过0.1mm。使用时，一定要检查夹头内孔是否清洗干净，不允许有渣屑等异物进入。导套的选用原则：导套内孔直径D大于材料直径d，最大不能超过0.1mm，要求棒料能在导套中自由穿过。使用时，一定要检查导套内孔是否清洗干净，注意不允许有渣屑等异物进入。料夹的选用规则：料夹直径D小于材料直径d，最大不能超过0.2mm。刀具：选用切断刀、前扫刀、后扫刀和槽刀，具体型号需要根据图纸尺寸要求才能确定。分析难点：①粗糙度要求Ra0.4，需要磨削精密加工；②零件表面有滚花直纹要求；③中间长度测量误差及难测量；④3处外径公差要求高。技术要求为①未注倒角C0.3max；②所有使用材质必须符合ROHS、REACH、邻苯二甲酸酯等环保要求和客户要求；③表面无明显刮伤、色差、突点及凹坑；④化学镀镍6～8μm；⑤盐雾试验8h；⑥材质45钢。因产品图为镀镍后的尺寸图，首先需转化成镀镍前的尺寸图纸。
4 加工工序的流程安排
star车削—滚直纹花—无心磨压磨—三联无心磨粗磨、精磨、抛光贯通组合—外协表面化学镀镍6～8μm—外观全检—包装—入库，每道工序均配备相关的工序检验人员。车削加工前准备为：设备选用SB-20数控电脑走芯机，加工尺寸外径最大范围为Φ23mm；材料的选用Φ12.1×2900，45#钢；夹头选用Φ12.1（两个，一主夹头，另一个背夹头）；导套选用Φ12.1；料夹为Φ12；刀具选用切断刀，右前扫刀，左前扫刀，后扫刀，槽刀0.75。需要检验的设备有投影仪、游标卡尺、外径千分尺和长度检具。star车削工序，左端是主轴夹头；导套位于中间，作用类似于刀架，起浮动支撑作用；右端是背轴夹头，外圆自定位。需要预留滚花外径余量，预留压磨外径余量，控制好15°处的长度尺寸。测量中间长度L和总长度L检具图。
该长轴工件经过车削后，需要测量确认。一般443.1mm长检验通常是用0～500mm游标卡尺测量。但遇到细长轴，却只能测量总长，是由于0～500mm游标卡尺本身比较笨重，工件重量也不轻，所以测量起来不方便，费时费力。此外，中间长度更无法用游标卡尺检测。此时惟一的办法可以用大投影仪测量，但投影仪市场价格在4万元左右，比较昂贵，测量也不快捷。而制作长度检具，其价格相比投影仪就非常便宜。该检具需要制作测量样件，再通过2个活动V型定位座调节定位距离，调节好尾端定位座，用百分表上的测量片端面定位，与样件比较测量，就非常省时省力、方便、快捷、准确和搬运方便，尤其适合大批量抽样检验。
滚花工序（3T，P=0.8滚花轮；滚花机滚花齿宽度不小于0.4mm），该工序需要准备两片P=0.8直纹滚花轮，滚花机1台，滚花工装1台，关键点是要控制好滚花外径和长度尺寸，滚花不允许有乱齿现象发生。检测设备为滚花外径环规、投影仪和外径千分尺。JH18无心磨自动压磨工序，该无心磨自动压磨机是经过改造而成的，在JH18无心磨床上应用了PLC电器控制系统、传感器和液压油缸。液压油缸做上下往复运动，代替了人工操作压磨手柄，实现自动压磨，降低了工人劳动强度，提高了生产效率和压磨的尺寸精度，展现了现代自动化的生产水平。但该设备加工长轴时，还需要准备12.0刀板、砂轮、磨削乳化液，通过调试压磨工装，以大外圆φ12.1自定位，经过砂轮压磨两个外径至φ7.964～φ7.948；表面粗糙度要求能保证在Ra0.4以下；圆度公差控制在0.005mm以内，长轴的表面不允许有任何碰伤。加工过程中，不允许出现漏压磨加工，因该部位是用于安装高精度轴承。检测设备为0～25mm杠杆外径千分尺，表面粗糙度仪。滚花机用工装与压磨工装可实现互换使用。
该工装的工作原理是将45#钢长轴大外径放置在4个608轴承（两组）的中间，通过导轮与砂轮紧密接触后，带动长轴自转磨削小外圆直径。小外圆下方有刀板支撑，上下调节板与底座通过腰形孔间的内六角螺丝调节高度并锁紧固定，底座固定在机床上，通过这两组调节组件，使长轴处于同一直线上，保证在磨削过程不产生串动现象，从而确保工件在压磨过程的外径尺寸稳定。3台JH18无心磨组合通磨工序（准备12.0刀板、砂轮、磨削液）大外圆自定位。检测设备为红外线镭射仪（可以检测长轴的外径，圆柱度，跳动等要求，精度达到微米级）、粗糙度仪和外径千分尺。长轴毛坯外径φ12.1，第一台无心磨粗磨加工至φ12.02，第二台无心磨精磨加工至φ12.006，第三台无心磨抛光φ12.005，三台贯通，连续磨削加工，最终保证外径尺寸在φ12～φ12.007，表面粗糙度值Ra0.4以下。该工序的优点是粗磨、精磨、抛光三道工序为一道工序，尺寸加工稳定，效率高，减轻了工人的劳动强度，人工成本降低了三分之二。在通磨外径工序加工完毕后，再通过外协表面化学镀镍（镀镍需要做盐雾试验，测量膜厚，保证镀层在6～8μm），镀镍后，外观需要100%全检，不允许有任何表面缺陷。常见缺陷参照作业指导书进行，最终包装入库交付客户。
5 结语
通过star车、JH18无心磨自动压磨机、三联无心磨床组合、滚花机和长度检具等设备配套使用，合理安排工序，加工类似高精度细长轴，质量稳定，效率高，从而有效解决了粗糙度要求Ra0.4，表面有滚花直纹要求，中间长度测量误差及难测量，3处外径公差要求高的难点。
参考文献：
[1]大雅精密机械（常熟）有限公司.夹头/导套的准确使用说明书[EB/OL].（2007-08）[2017-07-10].