劉東洋
摘 要:汽車由成千上萬個零件組成,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:TG519 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: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)中支承傳動件、承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩和動力的常見典型零件。軸類零件的失效形式有疲勞、過載斷裂、過量變形和軸頸過度磨損。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)對原料進(jìn)行壓形、成形后對其沖孔。
(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,如對刀、刀具補(bǔ)償?shù)取?/p>
2.對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)測驗(yàn)熱處理后零件的硬度,根據(jù)壓痕深度測量硬度值,然后采用超聲波探傷儀對零件內(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)。對零件成品進(jìn)行取樣切片,然后采用金相顯微鏡對切片進(jìn)行組織檢驗(yàn),觀察被檢樣本金相組織與標(biāo)準(zhǔn)樣本比對是否符合相關(guān)等級評級標(biāo)準(zhǔn)。
5.最終檢驗(yàn)。根據(jù)技術(shù)文件要求對成品進(jìn)行尺寸全檢及特殊特性檢驗(yàn),按要求進(jìn)行過程記錄。
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)動誤差,直接影響加工精度,尤其是在精加工時,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)部會存在各種內(nèi)應(yīng)力。零件內(nèi)應(yīng)力的重新分布不僅會影響零件的加工精度,而且對裝配精度也有很大的影響。細(xì)長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,將使工件變形,從而產(chǎn)生加工誤差。
6.測量誤差
因受到測量方法和量具精度影響測量結(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,是通過調(diào)整機(jī)床、刀具、夾具或工件等來保證的。為了調(diào)整誤差,需要對測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,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
對于軸類零件,特別是細(xì)長軸及叉類等結(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,以增大工件加工時的剛度。在切削加工中,加工時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)督工作時應(yīng)采取多項(xiàng)有效措施,不斷地提升采購的汽車零件的質(zhì)量。比方說可采用以下措施來優(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,充分地對信息資源進(jìn)行利用來開展汽車零件的監(jiān)造工作。第三,要將聯(lián)動機(jī)制建立起來,讓供應(yīng)商提供汽車零件的質(zhì)量保證。與此同時,要動態(tài)化地對供應(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?,并在?shí)際中不斷完善,同時要打造一支強(qiáng)大監(jiān)造隊(duì)伍,加強(qiáng)對汽車零件的管理。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)工作的開展,才能夠確保汽車零件的質(zhì)量和管理質(zhì)量。
結(jié)語
總之,生產(chǎn)企業(yè)在軸類零件加工前,對影響機(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)問題、解決問題,及時總結(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。
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