汽車軸類零件加工質(zhì)量的提高

劉東洋

摘 要：汽車由成千上萬(wàn)個(gè)零件組成，零件的質(zhì)量決定著汽車的質(zhì)量，汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量影響著汽車零件的使用壽命、工作性能和可靠性，保證汽車軸類零件的機(jī)械加工質(zhì)量是保證汽車整車質(zhì)量極其重要的環(huán)節(jié)。為確保車輛的質(zhì)量及安全運(yùn)行，制造加工企業(yè)應(yīng)不斷地提高汽車軸類零件的加工質(zhì)量。本文就如何提高汽車軸類零件的加工質(zhì)量進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：軸類；加工誤差；質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TG519 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、汽車軸類零件的特性

軸類零件是汽車機(jī)械結(jié)構(gòu)中支承傳動(dòng)件、承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力的常見(jiàn)典型零件。軸類零件的失效形式有疲勞、過(guò)載斷裂、過(guò)量變形和軸頸過(guò)度磨損。從軸類零件的性能要求上看，選材應(yīng)有較高的剛度和強(qiáng)度容余，適當(dāng)?shù)臎_擊韌性和高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)軸頸處受摩擦部要具有高強(qiáng)度和耐磨性。工藝上切削加工性和淬透性。

二、汽車軸類零件加工過(guò)程分析

（一） 毛坯

制造軸類零件常采用30Mn2、40MnB、40Cr等合金鋼作為原材料，毛坯件一般為鋼模鍛件。首先對(duì)鋸料尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，之后進(jìn)行加熱以改變鋼材的金相組織，改善壓型性能和加工性能，用壓力機(jī)對(duì)原料進(jìn)行壓形、成形后對(duì)其沖孔。

（二）機(jī)械加工、熱處理及質(zhì)量控制流程

1.確定工序內(nèi)容，對(duì)零件圖樣進(jìn)行數(shù)控工藝分析，確定零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值，選擇數(shù)控機(jī)床類型，制定數(shù)控工藝路線，如工序劃分、加工順序的安排、基準(zhǔn)選擇、與非數(shù)控加工工藝的銜接等，設(shè)計(jì)數(shù)控工序如確定工步、刀具選擇、夾具定位與安裝、確定走刀路線、測(cè)量、確定切削用量等，編寫、校驗(yàn)和修改加工程序，調(diào)整數(shù)控加工工藝程序，如對(duì)刀、刀具補(bǔ)償?shù)取?/p>

2.對(duì)粗加工完成的零件進(jìn)行熱處理，一般采用調(diào)質(zhì)處理，即淬火后高溫回火，以使軸獲得較高的強(qiáng)度和硬度，具有較好的塑性和韌性，即具有良好的綜合力學(xué)性能。

3.硬度檢驗(yàn)，組織探傷。利用布氏硬度計(jì)測(cè)驗(yàn)熱處理后零件的硬度，根據(jù)壓痕深度測(cè)量硬度值，然后采用超聲波探傷儀對(duì)零件內(nèi)部組織缺陷進(jìn)行探傷，觀察內(nèi)部組織是否存在裂紋、氣孔、折疊等不良情況。

4.金相組織檢驗(yàn)。對(duì)零件成品進(jìn)行取樣切片，然后采用金相顯微鏡對(duì)切片進(jìn)行組織檢驗(yàn)，觀察被檢樣本金相組織與標(biāo)準(zhǔn)樣本比對(duì)是否符合相關(guān)等級(jí)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

5.最終檢驗(yàn)。根據(jù)技術(shù)文件要求對(duì)成品進(jìn)行尺寸全檢及特殊特性檢驗(yàn)，按要求進(jìn)行過(guò)程記錄。

三、從制造工藝及流程上把好質(zhì)量關(guān)

（一）影響軸類零件加工質(zhì)量的因素分析

1.毛坯質(zhì)量

任何產(chǎn)品質(zhì)量都要先從毛坯件的源頭把控，選擇符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的原材料是保證零件質(zhì)量的關(guān)鍵第一步。

2.工藝系統(tǒng)的幾何誤差

主要包括：一是主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差，直接影響加工精度，尤其是在精加工時(shí)，該誤差往往是影響工件圓度誤差的主要因素。二是導(dǎo)軌誤差，刀具的定位、夾緊、安裝和對(duì)刀誤差等都將影響零件的加工誤差。

3.工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差

內(nèi)熱源包括切削熱和摩擦熱；外熱源包括環(huán)境溫度和輻射熱。切削熱和摩擦熱是工藝系統(tǒng)的主要熱源。工件、刀具和夾具受切削溫度的影響，發(fā)生變形，產(chǎn)生加工誤差。

4.工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差

主要影響的因素有：一是工件剛度不足；二是刀具剛度不足；三是機(jī)床部件剛度不足；四是工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響。

5.工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差

工件在鑄造、鍛造及切削加工后，內(nèi)部會(huì)存在各種內(nèi)應(yīng)力。零件內(nèi)應(yīng)力的重新分布不僅會(huì)影響零件的加工精度，而且對(duì)裝配精度也有很大的影響。細(xì)長(zhǎng)的軸類零件在加工和運(yùn)輸中很容易產(chǎn)生彎曲變形。通常情況下應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，但毛坯或加工后的工件具有應(yīng)力，當(dāng)工件的應(yīng)力恢復(fù)平衡狀態(tài)時(shí)，將使工件變形，從而產(chǎn)生加工誤差。

6.測(cè)量誤差

因受到測(cè)量方法和量具精度影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性而引起的誤差，在工藝系統(tǒng)中，工件、刀具在機(jī)床上的互相位置精度，是通過(guò)調(diào)整機(jī)床、刀具、夾具或工件等來(lái)保證的。為了調(diào)整誤差，需要對(duì)測(cè)量方法和量具精度進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范和要求。

（二）提高軸類零件加工質(zhì)量的措施

為保證和提高汽車軸類零件的加工質(zhì)量，必須減少零部件的加工誤差，根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因不同，可采取不同的措施或者將多種措施結(jié)合起來(lái)，以保證和提高零件的加工精度。

1.減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施

（1）提高接觸剛度

提高接觸剛度常用的方法：一是改善工藝系統(tǒng)主要零件接觸表面的配合質(zhì)量；二是預(yù)加載荷，減少受力后的變形量。

（2）提高工件剛度，減少受力變形

對(duì)于軸類零件，特別是細(xì)長(zhǎng)軸及叉類等結(jié)構(gòu)的零件，非常容易變形，主要措施是縮小切削力作用點(diǎn)到工件支承面之間的距離，以增大工件加工時(shí)的剛度。在切削加工中，加工時(shí)可采取一些輔助裝置以提高機(jī)床部件的剛度。

（3）合理裝夾工件，減少夾緊變形

對(duì)于各種軸類零件的加工，特別是薄壁或小尺寸的零件的加工，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒ǎ瑴p小形狀誤差。

2.減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施

（1）減少發(fā)熱和隔熱

可以從改變機(jī)床結(jié)構(gòu)或改變潤(rùn)滑方式等入手，把熱量分散出去。

（2）加強(qiáng)散熱能力

為了消除機(jī)床內(nèi)部熱源的影響，可以采用強(qiáng)制冷卻的方法，吸收熱源發(fā)出的熱量，從而控制機(jī)床的溫升和熱變形。

（3）用熱補(bǔ)償法減少熱變形的影響

為使機(jī)床的整體溫度均勻，不提倡單一的減少熱量，可采用熱補(bǔ)償法使機(jī)床的溫度場(chǎng)比較均勻，產(chǎn)生均勻的熱變形可以減小誤差。

（4）控制溫度的變化

車間內(nèi)的溫度變化影響著機(jī)床的精度，可以提前發(fā)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行預(yù)熱，減小溫度的變化。

汽車零件的制造和安裝是產(chǎn)品出現(xiàn)故障最為重要的原因。細(xì)分制造問(wèn)題，我們可知，汽車零件的組部件和原材料是極其關(guān)鍵的一部分，因此在考慮時(shí)還應(yīng)納入裝配工藝這一項(xiàng)內(nèi)容。另外，相關(guān)人員在進(jìn)行汽車零件的質(zhì)量監(jiān)督工作時(shí)應(yīng)采取多項(xiàng)有效措施，不斷地提升采購(gòu)的汽車零件的質(zhì)量。比方說(shuō)可采用以下措施來(lái)優(yōu)化監(jiān)造管理模式。第一，強(qiáng)化監(jiān)造管理，使監(jiān)造范圍得以擴(kuò)大。第二，將制造系統(tǒng)的零件質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)建立起來(lái)，充分地對(duì)信息資源進(jìn)行利用來(lái)開(kāi)展汽車零件的監(jiān)造工作。第三，要將聯(lián)動(dòng)機(jī)制建立起來(lái)，讓供應(yīng)商提供汽車零件的質(zhì)量保證。與此同時(shí)，要?jiǎng)討B(tài)化地對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行管理。第四，要將汽車零件的質(zhì)量監(jiān)督控制的專家?guī)旖⑵饋?lái)，并在實(shí)際中不斷完善，同時(shí)要打造一支強(qiáng)大監(jiān)造隊(duì)伍，加強(qiáng)對(duì)汽車零件的管理。最后，要不斷地優(yōu)化汽車零件管理模式，同時(shí)代發(fā)展相結(jié)合，創(chuàng)新電網(wǎng)汽車零件的監(jiān)造模式，加大力度對(duì)汽車零件的壽命質(zhì)量的監(jiān)督力度。只有將這一些工作做好，才利于規(guī)模化投標(biāo)工作的開(kāi)展，才能夠確保汽車零件的質(zhì)量和管理質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

總之，生產(chǎn)企業(yè)在軸類零件加工前，對(duì)影響機(jī)械加工精度和質(zhì)量應(yīng)做好充分了解和分析掌握，在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，及時(shí)總結(jié)機(jī)械加工制造的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，不斷加強(qiáng)機(jī)械加工質(zhì)量，從而使機(jī)械制造企業(yè)能夠穩(wěn)步健康和可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]何紅偉.機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度影響的研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（4）：152-152.

[2]宋新萍.汽車制造工藝學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011（5）：27-31，38-40.

[3]林宋，夏新念，郭畢佳，等.機(jī)械設(shè)計(jì)師職場(chǎng)必備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011：155-156.

[4]齊樂(lè)華，楊方，王俊勃.工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2008：36-36.

[5]韓建海.數(shù)控技術(shù)與裝備[J].華中科技大學(xué)出版社，2010（7）：26-26.endprint