汽車軸類零件加工質量的提高

劉東洋

摘 要：汽車由成千上萬個零件組成，零件的質量決定著汽車的質量，汽車零件的機械加工質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械加工質量是保證汽車整車質量極其重要的環節。為確保車輛的質量及安全運行，制造加工企業應不斷地提高汽車軸類零件的加工質量。本文就如何提高汽車軸類零件的加工質量進行分析探討。

關鍵詞：軸類；加工誤差；質量

中圖分類號：TG519 文獻標識碼：A

一、汽車軸類零件的特性

軸類零件是汽車機械結構中支承傳動件、承受載荷、傳遞轉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，選材應有較高的剛度和強度容余，適當的沖擊韌性和高的疲勞強度，對軸頸處受摩擦部要具有高強度和耐磨性。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。首先對鋸料尺寸進行檢驗，之后進行加熱以改變鋼材的金相組織，改善壓型性能和加工性能，用壓力機對原料進行壓形、成形后對其沖孔。

（二）機械加工、熱處理及質量控制流程

1.確定工序內容，對零件圖樣進行數控工藝分析，確定零件圖形的數學處理及編程尺寸設定值，選擇數控機床類型，制定數控工藝路線，如工序劃分、加工順序的安排、基準選擇、與非數控加工工藝的銜接等，設計數控工序如確定工步、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、校驗和修改加工程序，調整數控加工工藝程序，如對刀、刀具補償等。

2.對粗加工完成的零件進行熱處理，一般采用調質處理，即淬火后高溫回火，以使軸獲得較高的強度和硬度，具有較好的塑性和韌性，即具有良好的綜合力學性能。

3.硬度檢驗，組織探傷。利用布氏硬度計測驗熱處理后零件的硬度，根據壓痕深度測量硬度值，然后采用超聲波探傷儀對零件內部組織缺陷進行探傷，觀察內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。對零件成品進行取樣切片，然后采用金相顯微鏡對切片進行組織檢驗，觀察被檢樣本金相組織與標準樣本比對是否符合相關等級評級標準。

5.最終檢驗。根據技術文件要求對成品進行尺寸全檢及特殊特性檢驗，按要求進行過程記錄。

三、從制造工藝及流程上把好質量關

（一）影響軸類零件加工質量的因素分析

1.毛坯質量

任何產品質量都要先從毛坯件的源頭把控，選擇符合生產標準的原材料是保證零件質量的關鍵第一步。

2.工藝系統的幾何誤差

主要包括：一是主軸回轉運動誤差，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.工藝系統受熱變形引起的誤差

內熱源包括切削熱和摩擦熱；外熱源包括環境溫度和輻射熱。切削熱和摩擦熱是工藝系統的主要熱源。工件、刀具和夾具受切削溫度的影響，發生變形，產生加工誤差。

4.工藝系統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；三是機床部件剛度不足；四是工藝系統剛度對加工精度的影響。

5.工件內應力引起的誤差

工件在鑄造、鍛造及切削加工后，內部會存在各種內應力。零件內應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。細長的軸類零件在加工和運輸中很容易產生彎曲變形。通常情況下應力處于平衡狀態，但毛坯或加工后的工件具有應力，當工件的應力恢復平衡狀態時，將使工件變形，從而產生加工誤差。

6.測量誤差

因受到測量方法和量具精度影響測量結果的準確性而引起的誤差，在工藝系統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。為了調整誤差，需要對測量方法和量具精度進行嚴格規范和要求。

（二）提高軸類零件加工質量的措施

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

1.減少工藝系統受力變形的措施

（1）提高接觸剛度

提高接觸剛度常用的方法：一是改善工藝系統主要零件接觸表面的配合質量；二是預加載荷，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，特別是細長軸及叉類等結構的零件，非常容易變形，主要措施是縮小切削力作用點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，應選擇適當的加工方法，減小形狀誤差。

2.減少工藝系統熱變形的主要措施

（1）減少發熱和隔熱

可以從改變機床結構或改變潤滑方式等入手，把熱量分散出去。

（2）加強散熱能力

為了消除機床內部熱源的影響，可以采用強制冷卻的方法，吸收熱源發出的熱量，從而控制機床的溫升和熱變形。

（3）用熱補償法減少熱變形的影響

為使機床的整體溫度均勻，不提倡單一的減少熱量，可采用熱補償法使機床的溫度場比較均勻，產生均勻的熱變形可以減小誤差。

（4）控制溫度的變化

車間內的溫度變化影響著機床的精度，可以提前發動機床進行預熱，減小溫度的變化。

汽車零件的制造和安裝是產品出現故障最為重要的原因。細分制造問題，我們可知，汽車零件的組部件和原材料是極其關鍵的一部分，因此在考慮時還應納入裝配工藝這一項內容。另外，相關人員在進行汽車零件的質量監督工作時應采取多項有效措施，不斷地提升采購的汽車零件的質量。比方說可采用以下措施來優化監造管理模式。第一，強化監造管理，使監造范圍得以擴大。第二，將制造系統的零件質量監督系統建立起來，充分地對信息資源進行利用來開展汽車零件的監造工作。第三，要將聯動機制建立起來，讓供應商提供汽車零件的質量保證。與此同時，要動態化地對供應商進行管理。第四，要將汽車零件的質量監督控制的專家庫建立起來，并在實際中不斷完善，同時要打造一支強大監造隊伍，加強對汽車零件的管理。最后，要不斷地優化汽車零件管理模式，同時代發展相結合，創新電網汽車零件的監造模式，加大力度對汽車零件的壽命質量的監督力度。只有將這一些工作做好，才利于規?；稑斯ぷ鞯拈_展，才能夠確保汽車零件的質量和管理質量。

結語

總之，生產企業在軸類零件加工前，對影響機械加工精度和質量應做好充分了解和分析掌握，在實際操作中發現問題、解決問題，及時總結機械加工制造的經驗及教訓，不斷加強機械加工質量，從而使機械制造企業能夠穩步健康和可持續發展。

參考文獻

[1]何紅偉.機械加工工藝對加工精度影響的研究[J].中國新技術新產品，2013（4）：152-152.

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

[3]林宋，夏新念，郭畢佳，等.機械設計師職場必備[M].北京：機械工業出版社，2011：155-156.

[4]齊樂華，楊方，王俊勃.工程材料與機械制造基礎[M].北京：高等教育出版社，2008：36-36.

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