提高機械產品制造質量的方法

王志鵬，孫 靜

(遼寧沈陽光機電科技有限公司，沈陽 110000)

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提高機械產品制造質量的方法

王志鵬，孫 靜

(遼寧沈陽光機電科技有限公司，沈陽 110000)

產品的設計質量要反映產品設計與用戶期望之間的符合程度，已成為當今產品質量的重要組成部分，機械產品的制造質量更是重中之重。研究零件的加工精度、零件加工的表面質量，提高尺寸精度，形狀精度，方向、位置及跳動精度，表面質量的方法對提高產品的質量十分重要。

機械產品；制造；質量

產品質量是指用戶對產品的滿意程度。對于生產企業而言，產品的質量就是企業的生命，而生產技術則是企業的靈魂。生產任何產品，都要在保證質量的同時做到高效率、低消耗、低(無)污染、低成本，否則，生產企業很難在市場經濟的競爭中得到發展，甚至無法生存。我國企業在過去的質量管理中，主要是強調產品的質量。如今的企業管理者要站在用戶的角度，用現代人的觀點來衡量現代質量觀。

產品的設計質量要反映產品設計與用戶期望之間的符合程度，這一觀點已成為當今提高產品質量的重要組成部分。產品服務主要是售前、售后服務，包括技術咨詢、運輸、安裝、培訓、維修等，服務質量在產品質量中的作用日趨重要。制造質量是產品質量中的關鍵部分。

機械產品質量包括以下幾項內容，其中機械產品的制造質量是重中之重。從機械制造過程來看，機械產品的制造質量包括零件的加工質量和機器的裝配質量。裝配質量則是企業制造質量的體現。

1 機械加工質量

1.1 零件的加工精度

零件的加工精度是指在零件加工后的實際尺寸和幾何參數值與理想值的接近程度。實際值越接近理想值，加工精度就越高。所謂理想值，就尺寸而言，就是零件尺寸的公差中心；就形狀而言，是理論正確的幾何形狀；就相對位置而言，是指理論正確的平行、垂直、同軸，等等。

1.2 零件加工的表面質量

零件加工的表面質量主要指零件加工表面的粗糙度輪廓和物理力學性能。

1.2.1 加工的表面粗糙度輪廓

機械加工的零件表面總會存在間距很小的微小波峰波谷，間距小于1mm的微小波峰波谷，稱為表面粗糙度輪廓。表面粗糙度的成因主要是加工中刀具在產品表面留下的刀痕；切屑分離時工件表層金屬的塑性變形及工藝系統中的高頻振動等。表面粗糙度不同于因機床幾何精度方面的誤差所引起的表面宏觀幾何形狀誤差(如平面度、圓度誤差等)，也不同于在加工過程中由于機床—刀具—工件系統的強迫振動等引起的表面波紋度。表面粗糙度影響零件使用的性能及壽命，尤其對在高溫、高速和高壓條件下的機械零件影響更大。

1.2.2 加工表面的力學性能

第一，表面層冷作硬化使晶格扭曲、畸變，引起強度和硬度都有所提高、塑性減小。第二，表面層金相組織變化使機械加工切削熱造成工件加工區域表面溫升過高，超過臨界點時，表面層金屬出現金相組織變化。第三，表面層殘余應力一般體現為拉應力，經表面強化處理后，為壓應力。

1.3 零件加工精度與表面質量的關系

零件尺寸公差、零件幾何公差、零件表面粗糙度及表面物理力學性能在設計時應具有一定的對應關系。一般情況下，配合表面的尺寸公差等級較高(公差值較小)時，幾何公差等級也較高，表面粗糙度及表面物理力學性能的要求也較高。但生產中也有幾何精度和表面質量要求極高，而尺寸精度要求不高的零件表面，例如機床床身導軌表面。在數值上，零件的幾何公差值一般應為相應尺寸公差值的1/2～1/3。

2 提高加工精度的方法

2.1 提高尺寸精度的方法

2.1.1 試切法

通過對工件進行試切，然后測量所切表面，并與設計尺寸進行比較，得出差值后，再做試切；如此反復，直至獲得設計尺寸。用試切法獲得工件尺寸，由于需要多次試切、測量及調試刀具(或工件)位置，所以，生產效率低。工件尺寸誤差的大小取決于操作者的技術技能水平。

2.1.2 調整法

利用樣件或對刀塊，先調整好刀具與工件在機床上的相對位置，并在加工一批工件時保持位置相對不變。用調整法加工，工件的尺寸精度在很大程度上取決于調整的精度。調整法生產效率較高，適合用在批量制造的產品上。

2.1.3 定尺寸刀具法

利用刀具的相應尺寸來保證工件被加工部位尺寸的精度。如用麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具，保證工件被加工孔的尺寸精度。用定尺寸刀具法加工，工件的尺寸精度主要取決于刀具的制造質量、磨損情況。定尺寸刀具法生產效率較高，但刀具成本高，常用于孔、螺紋和成形表面加工。

2.1.4 自動控制法

在自動機床、半自動機床和數控機床上，利用測量裝置給機構和控制系統自動獲得規定加工尺寸精度的方法稱為自動控制法。自動控制法生產效率高，加工精度高，但裝備較復雜，適于在成批、大量產品的生產中應用。

2.2 提高形狀精度的方法

2.2.1 軌跡法

是利用刀具相對于工件的運行軌跡，形成工件表面幾何形狀的方法。軌跡法獲得的形狀精度取決于機床的成形運動精度。

2.2.2 成形法

指使用成形刀具加工獲得工件表面幾何形狀的方法。例如，用螺紋車刀車削螺紋面、用模數銑刀銑削齒面等。成形法獲得的形狀精度主要取決于成形刀具切削刃的形狀精度。

2.2.3 相切法

切削點運動軌跡與工具相切就形成了發生線。需要刀具的旋轉運動和刀具中心按一定規律做軌跡運動。

2.2.4 展成法

展成法指刀具與工件按嚴格的傳動比作展成運動，由切削刃包絡出被加工表面幾何形狀的方法。例如滾齒、插齒加工。展成法獲得的形狀精度與刀具、機床傳動精度有關。

2.3 提高方向、位置及跳動精度的方法

主要由機床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證方向、位置及跳動的精度。

2.4 提高表面質量的方法

2.4.1 同步法

隨著產品加工的進行，零件在從毛坯到成品的加工過程中，尺寸精度和幾何精度不斷提高，與此同時，表面粗糙度輪廓精度也同步提高，直至達到精度要求。若加工表面的物理力學性能沒有特殊要求，也就不需要單獨處理。

2.4.2 強化法

對于有特殊使用要求的零件，在保證尺寸精度和幾何精度的同時，還要進一步的強化零件加工的表面粗糙度輪廓和物理力學性能，例如，通過滾壓或擠壓來提高表面粗糙度輪廓精度，通過表面淬火提高工件表面的硬度，等等。

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Methods on improving the manufacturing quality of mechanical products

WANG Zhi-peng, SUN Jing

(Liaoning Shenyang Electromechanical Technology Co., Ltd., Shenyang 110000, China)

The design quality of a product reflects the degree of conformity between the product design and the user′s expectation. It has become an important part of the product quality, and the manufacturing quality of mechanical products is the top prority. This paper made research on the machining precision of components, the surface quality of components, and it is very important to improve the product quality by enhancing dimensional accuracy, shape accuracy, precision of direction, position and runout.

Mechanical products; Manufacture; Quality

2016-10-24

王志鵬(1986-)，男，工程師。

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