汽車變速箱軸類外圓直線度加工研究

劉傲奇 李浩宇 黎東貴

（鄭州大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

軸類零件在機(jī)加工時加工難度大、制造工序較為復(fù)雜，在加工前對工件進(jìn)行必要的工藝性分析并制定具體地加工工藝流程，可有效地提高機(jī)械加工的工作效率，確保工件的加工質(zhì)量和精度。為更好地改善加工后的效果，可設(shè)計優(yōu)化其加工工藝，如調(diào)整裝夾方式等，也將大大提高加工后的表面質(zhì)量，減小加工誤差。

1 加工原理分析

公司QUICKPOINT3000磨床國內(nèi)先進(jìn)的設(shè)備，其原理是采用點(diǎn)接觸式進(jìn)行的高速切削法，采用僅幾毫米寬，難磨損的砂輪，材料是立方氮化硼，依據(jù)砂輪刀具前段斜角設(shè)計，與水平夾緊的工件之間的傾斜產(chǎn)生一個后角，使砂輪與零件的工作區(qū)域從線接觸轉(zhuǎn)化為點(diǎn)接觸，以達(dá)到高速精磨切削的目的，再編寫產(chǎn)品的加工程序，使刀具刃類似車刀走程序，適應(yīng)不同外徑，軸長，形狀的外圓加工，達(dá)到產(chǎn)品上各種各樣的外圓公用一塊砂輪的萬能磨削。就節(jié)省節(jié)拍時間而言，和就處理效率而言，通過一次裝夾完成各類工件整體磨削的優(yōu)勢繁多。QUICKPOINT3000磨床提供一系列配置選項(xiàng)供用戶選擇，不管是標(biāo)機(jī)還是定制機(jī)都可按需配置以匹配當(dāng)前加工任務(wù)。附加測量系統(tǒng)，全自動系統(tǒng)，與現(xiàn)有生產(chǎn)線連接生產(chǎn)，這一切都共同成就了按客戶需求量身定制的方案。QUICKPOINT3000圓磨床在安裝后同樣可以靈活換型改造：如有需求，即刻改造，各種加工任務(wù)都不在話下。并且機(jī)床可隨時加入工廠網(wǎng)絡(luò)。QUICKPOINT3000磨床不僅精于諸如軸向，直切，和斜切等基本磨削工藝，同樣對諸如型面，溝槽，螺紋和平面等磨削工藝駕輕就熟。內(nèi)外圓磨削工藝亦可結(jié)合使用。圓磨床加工的典型工件包括各類軸和螺栓，如齒輪軸，增壓器轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸。QUICKPOINT3000磨床是符合各類生產(chǎn)批次和柔性要求的理想機(jī)床。針對帶有直線度要求的軸類外圓，需單獨(dú)建立相匹配的砂輪主參數(shù)，砂輪主參數(shù)中設(shè)置2次光磨程序，改善首次磨削時產(chǎn)生的紋理。

2 影響軸類零件加工質(zhì)量的主要因素分析

1）坯件質(zhì)量。在機(jī)械工業(yè)中，成品生產(chǎn)中生產(chǎn)一個零件是不可避免的，坯件質(zhì)量必須符合實(shí)際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為加工該零件提供質(zhì)量基礎(chǔ)。2）技術(shù)系統(tǒng)中的幾何誤差。主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的誤差會影響加工過程中影響軸零件圓度的零件精度。引導(dǎo)錯誤會影響零件編輯過程中的定位以及隨后的安裝。3）技術(shù)系統(tǒng)的受力形態(tài)和熱變形。原始零件、工件和機(jī)器零件的加工在實(shí)際操作中會造成相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)，并且由于振動而可能影響加工過程中的性能，特別是由于剛度不足而導(dǎo)致力變形，從而導(dǎo)致錯誤。工藝系統(tǒng)中的熱量是由內(nèi)外熱源的影響引起的故障。內(nèi)部熱源使軸類零件的系統(tǒng)變熱，而刀具和工件則因切削溫度而變形。

3 提高軸類零件加工質(zhì)量的措施

1）利用流程管理手段增強(qiáng)質(zhì)量管理水平。變速箱的生產(chǎn)涉及眾多的環(huán)節(jié)，為了有效增強(qiáng)其質(zhì)量管理水平，實(shí)行一定的流程管理手段是非常有必要的。流程管理通俗點(diǎn)講就是將生產(chǎn)過程進(jìn)行拆分，并明確每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求，通過對各環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量管理促使整個產(chǎn)品的質(zhì)量能夠符質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面的質(zhì)量管理。對產(chǎn)品來說，要想實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量問題的全面掌握，那么，其質(zhì)量管理應(yīng)當(dāng)滿足可追溯的生產(chǎn)要求，從產(chǎn)品生產(chǎn)的源頭開始抓起，對產(chǎn)品的生產(chǎn)工序?qū)嵭腥娴馁|(zhì)量管理，哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，就從哪個環(huán)節(jié)找到原因，并采取措施對其進(jìn)行解決。流程管理在變速箱的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著十分重要的作用，但是，也對生產(chǎn)現(xiàn)場的管理人員提出了更高的要求，在產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，為確保產(chǎn)品質(zhì)量合格，工作人員應(yīng)當(dāng)及時對產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢測，并對原因進(jìn)行查找和修正，以校正產(chǎn)品的質(zhì)量偏差，消除產(chǎn)品在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量缺陷，切實(shí)保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。2）減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施。系統(tǒng)載荷的降低變形可以在三個方面進(jìn)行：第一，通過提高軸類零件接觸面的質(zhì)量來優(yōu)化加工系統(tǒng)的強(qiáng)化接觸剛度，而預(yù)應(yīng)力值則可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力，以避免因受力作用而發(fā)生后續(xù)變形。第二，工件剛度增加，長結(jié)構(gòu)的波形容易因力作用而變形。這會透過將工件的復(fù)疊曲面長度縮短至切削力點(diǎn)來增加工件剛度。同時，加工時可使用輔助裝置增加加工組件的剛度。第三，合理調(diào)整所使用的工件，避免應(yīng)力變形，主要應(yīng)用于較小或薄壁軸零件，在這些零件中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)姆椒▉斫档湍＞呷毕莸陌l(fā)生率。3）降低技術(shù)系統(tǒng)熱變形的重要措施。熱處理改造也是汽車工業(yè)零件加工時經(jīng)常影響質(zhì)量的原因，目前主要以四種方式在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行。第一，改變基于加工機(jī)實(shí)際特性的相關(guān)技術(shù)手段或潤滑方法，以減少加工過程中的熱量查找并導(dǎo)出熱量；第二，強(qiáng)制冷卻方法進(jìn)一步降低內(nèi)部熱效應(yīng)，吸收熱源產(chǎn)生的熱量，從而提高波浪部件的熱容量，降低熱效應(yīng)。第三，通過應(yīng)用熱補(bǔ)償方法確保機(jī)器溫度的均勻性，保證在機(jī)器均勻溫度場下，均勻地進(jìn)行熱變形，以減少誤差，避免熱均勻性的波動，并更好地應(yīng)用；第四對機(jī)器室內(nèi)溫度變化的精確控制，如。預(yù)熱機(jī)的預(yù)熱，以降低溫度波動，從而降低零件隨后的溫度變化。上述方法可有效解決技術(shù)系統(tǒng)熱變形的影響，進(jìn)一步提高軸類零件的加工質(zhì)量。4）積極引進(jìn)先進(jìn)的產(chǎn)品質(zhì)檢體系。隨著信息技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前的自動檢測技術(shù)體系已經(jīng)能夠綜合傳感器、三坐標(biāo)檢查以及防錯技術(shù)而實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的百分之百的檢測率，和傳統(tǒng)的人工抽檢的方式相比，不僅檢測率得到了明顯的提升，并且檢測的準(zhǔn)確性也有了明顯的改善，該體系通過自動化的檢測方式，一方面降低了檢測過程中的人力勞動，另一方面又提高了生產(chǎn)效率。不僅如此，自動檢測技術(shù)體系的先進(jìn)性還表現(xiàn)在它能夠?qū)崿F(xiàn)對變速箱生產(chǎn)的過程的監(jiān)控，自動對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的風(fēng)險因素進(jìn)行檢測并反饋出來，使得產(chǎn)品的質(zhì)量風(fēng)險能夠得到有效的控制，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，降低了檢測成本。5）提高汽車零件質(zhì)量監(jiān)督和管理。改進(jìn)汽車零件質(zhì)量監(jiān)控管理提高了對軸零件的精確控制，需要不斷加強(qiáng)控制，擴(kuò)大控制，建立一個全面的連接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，配備信息儀器，需要一個在線機(jī)制來確保汽車零件供應(yīng)來源的適宜性。此外，應(yīng)設(shè)立一個專業(yè)監(jiān)測小組，以提高質(zhì)量控制，同時優(yōu)化汽車行業(yè)的部件管理模式，與時俱進(jìn)，提高汽車零部件的使用壽命。汽車工業(yè)的質(zhì)量只能通過持續(xù)和嚴(yán)格的監(jiān)督才能大大提高。6）加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新型人才隊(duì)伍的建設(shè)。人才隊(duì)伍是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是組成企業(yè)技術(shù)體系的核心力量，而從本質(zhì)上講，企業(yè)之間的競爭就是人才的競爭，就目前變速箱技術(shù)更新迭代的情況來看，加強(qiáng)對技術(shù)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，建立符合企業(yè)文化特色的專業(yè)化人才隊(duì)伍是非常有必要的。具備專業(yè)技能的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，能夠充分發(fā)揮“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的理念，將生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，推動變速箱設(shè)計和制造技術(shù)體系不斷升級，促使其質(zhì)量在強(qiáng)大技術(shù)體系的支持下，得到有效的保障。企業(yè)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，對員工開展技術(shù)培訓(xùn)，提高其綜合技術(shù)素養(yǎng)，同時，加強(qiáng)其質(zhì)量管理觀念的培訓(xùn)，充分認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量管理的重要性，促使其按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)活動。

4 結(jié)束語

變速箱作為汽車生產(chǎn)過程中的重要零部件，對汽車的整體質(zhì)量和使用性能有著重要的影響，因此，加強(qiáng)對汽車變速箱的質(zhì)量管理是非常有必要的，對變速箱生產(chǎn)企業(yè)來說，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，建立完善的質(zhì)量管理體系，對產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)過程進(jìn)行約束，積極培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，引進(jìn)先進(jìn)的質(zhì)量檢測體系，促使企業(yè)生產(chǎn)和制造變速箱的水平得到有效的提升，從根本上解決產(chǎn)品缺陷的問題，提高其市場競爭力，進(jìn)而推動我國汽車變速箱制造行業(yè)的全面發(fā)展