提高机械产品制造质量的方法

王志鹏，孙 静

(辽宁沈阳光机电科技有限公司，沈阳 110000)



提高机械产品制造质量的方法

王志鹏，孙 静

(辽宁沈阳光机电科技有限公司，沈阳 110000)

产品的设计质量要反映产品设计与用户期望之间的符合程度，已成为当今产品质量的重要组成部分，机械产品的制造质量更是重中之重。研究零件的加工精度、零件加工的表面质量，提高尺寸精度，形状精度，方向、位置及跳动精度，表面质量的方法对提高产品的质量十分重要。

机械产品；制造；质量

产品质量是指用户对产品的满意程度。对于生产企业而言，产品的质量就是企业的生命，而生产技术则是企业的灵魂。生产任何产品，都要在保证质量的同时做到高效率、低消耗、低(无)污染、低成本，否则，生产企业很难在市场经济的竞争中得到发展，甚至无法生存。我国企业在过去的质量管理中，主要是强调产品的质量。如今的企业管理者要站在用户的角度，用现代人的观点来衡量现代质量观。

产品的设计质量要反映产品设计与用户期望之间的符合程度，这一观点已成为当今提高产品质量的重要组成部分。产品服务主要是售前、售后服务，包括技术咨询、运输、安装、培训、维修等，服务质量在产品质量中的作用日趋重要。制造质量是产品质量中的关键部分。

机械产品质量包括以下几项内容，其中机械产品的制造质量是重中之重。从机械制造过程来看，机械产品的制造质量包括零件的加工质量和机器的装配质量。装配质量则是企业制造质量的体现。

1 机械加工质量

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实际尺寸和几何参数值与理想值的接近程度。实际值越接近理想值，加工精度就越高。所谓理想值，就尺寸而言，就是零件尺寸的公差中心；就形状而言，是理论正确的几何形状；就相对位置而言，是指理论正确的平行、垂直、同轴，等等。

1.2 零件加工的表面质量

零件加工的表面质量主要指零件加工表面的粗糙度轮廓和物理力学性能。

1.2.1 加工的表面粗糙度轮廓

机械加工的零件表面总会存在间距很小的微小波峰波谷，间距小于1mm的微小波峰波谷，称为表面粗糙度轮廓。表面粗糙度的成因主要是加工中刀具在产品表面留下的刀痕；切屑分离时工件表层金属的塑性变形及工艺系统中的高频振动等。表面粗糙度不同于因机床几何精度方面的误差所引起的表面宏观几何形状误差(如平面度、圆度误差等)，也不同于在加工过程中由于机床—刀具—工件系统的强迫振动等引起的表面波纹度。表面粗糙度影响零件使用的性能及寿命，尤其对在高温、高速和高压条件下的机械零件影响更大。

1.2.2 加工表面的力学性能

第一，表面层冷作硬化使晶格扭曲、畸变，引起强度和硬度都有所提高、塑性减小。第二，表面层金相组织变化使机械加工切削热造成工件加工区域表面温升过高，超过临界点时，表面层金属出现金相组织变化。第三，表面层残余应力一般体现为拉应力，经表面强化处理后，为压应力。

1.3 零件加工精度与表面质量的关系

零件尺寸公差、零件几何公差、零件表面粗糙度及表面物理力学性能在设计时应具有一定的对应关系。一般情况下，配合表面的尺寸公差等级较高(公差值较小)时，几何公差等级也较高，表面粗糙度及表面物理力学性能的要求也较高。但生产中也有几何精度和表面质量要求极高，而尺寸精度要求不高的零件表面，例如机床床身导轨表面。在数值上，零件的几何公差值一般应为相应尺寸公差值的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 试切法

通过对工件进行试切，然后测量所切表面，并与设计尺寸进行比较，得出差值后，再做试切；如此反复，直至获得设计尺寸。用试切法获得工件尺寸，由于需要多次试切、测量及调试刀具(或工件)位置，所以，生产效率低。工件尺寸误差的大小取决于操作者的技术技能水平。

2.1.2 调整法

利用样件或对刀块，先调整好刀具与工件在机床上的相对位置，并在加工一批工件时保持位置相对不变。用调整法加工，工件的尺寸精度在很大程度上取决于调整的精度。调整法生产效率较高，适合用在批量制造的产品上。

2.1.3 定尺寸刀具法

利用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的精度。如用麻花钻、扩孔钻、铰刀等定尺寸刀具，保证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决于刀具的制造质量、磨损情况。定尺寸刀具法生产效率较高，但刀具成本高，常用于孔、螺纹和成形表面加工。

2.1.4 自动控制法

在自动机床、半自动机床和数控机床上，利用测量装置给机构和控制系统自动获得规定加工尺寸精度的方法称为自动控制法。自动控制法生产效率高，加工精度高，但装备较复杂，适于在成批、大量产品的生产中应用。

2.2 提高形状精度的方法

2.2.1 轨迹法

是利用刀具相对于工件的运行轨迹，形成工件表面几何形状的方法。轨迹法获得的形状精度取决于机床的成形运动精度。

2.2.2 成形法

指使用成形刀具加工获得工件表面几何形状的方法。例如，用螺纹车刀车削螺纹面、用模数铣刀铣削齿面等。成形法获得的形状精度主要取决于成形刀具切削刃的形状精度。

2.2.3 相切法

切削点运动轨迹与工具相切就形成了发生线。需要刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律做轨迹运动。

2.2.4 展成法

展成法指刀具与工件按严格的传动比作展成运动，由切削刃包络出被加工表面几何形状的方法。例如滚齿、插齿加工。展成法获得的形状精度与刀具、机床传动精度有关。

2.3 提高方向、位置及跳动精度的方法

主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证方向、位置及跳动的精度。

2.4 提高表面质量的方法

2.4.1 同步法

随着产品加工的进行，零件在从毛坯到成品的加工过程中，尺寸精度和几何精度不断提高，与此同时，表面粗糙度轮廓精度也同步提高，直至达到精度要求。若加工表面的物理力学性能没有特殊要求，也就不需要单独处理。

2.4.2 强化法

对于有特殊使用要求的零件，在保证尺寸精度和几何精度的同时，还要进一步的强化零件加工的表面粗糙度轮廓和物理力学性能，例如，通过滚压或挤压来提高表面粗糙度轮廓精度，通过表面淬火提高工件表面的硬度，等等。

[1] 张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社，2007.

[2] 陶亦亦，潘玉娴.工程材料与机械制造基础[M].北京:化学工业出版社，2011.

[3] 黄鹤汀，吴善元.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社，1997.

[4] 林江.机械制造基础[M].北京:机械工业出版社，2010.

[5] 王茂元.机械制造技术基础[M].北京:机械工业出版社，2011.

[6] 尹成湖.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社，2008.

[7] 巩亚东.机械制造技术基础[M].北京:科学出版社，2010.

[8] 刘平.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社，2011.

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

王志鹏(1986-)，男，工程师。

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