汽车轴类零件加工质量的提高

刘东洋

摘 要：汽车由成千上万个零件组成，零件的质量决定着汽车的质量，汽车零件的机械加工质量影响着汽车零件的使用寿命、工作性能和可靠性，保证汽车轴类零件的机械加工质量是保证汽车整车质量极其重要的环节。为确保车辆的质量及安全运行，制造加工企业应不断地提高汽车轴类零件的加工质量。本文就如何提高汽車轴类零件的加工质量进行分析探讨。

关键词：轴类；加工误差；质量

中图分类号：TG519 文献标识码：A

一、汽车轴类零件的特性

轴类零件是汽车机械结构中支承传动件、承受载荷、传递转矩和动力的常见典型零件。轴类零件的失效形式有疲劳、过载断裂、过量变形和轴颈过度磨损。从轴类零件的性能要求上看，选材应有较高的刚度和强度容余，适当的冲击韧性和高的疲劳强度，对轴颈处受摩擦部要具有高强度和耐磨性。工艺上切削加工性和淬透性。

二、汽车轴类零件加工过程分析

（一） 毛坯

制造轴类零件常采用30Mn2、40MnB、40Cr等合金钢作为原材料，毛坯件一般为钢模锻件。首先对锯料尺寸进行检验，之后进行加热以改变钢材的金相组织，改善压型性能和加工性能，用压力机对原料进行压形、成形后对其冲孔。

（二）机械加工、热处理及质量控制流程

1.确定工序内容，对零件图样进行数控工艺分析，确定零件图形的数学处理及编程尺寸设定值，选择数控机床类型，制定数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等，设计数控工序如确定工步、刀具选择、夹具定位与安装、确定走刀路线、测量、确定切削用量等，编写、校验和修改加工程序，调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等。

2.对粗加工完成的零件进行热处理，一般采用调质处理，即淬火后高温回火，以使轴获得较高的强度和硬度，具有较好的塑性和韧性，即具有良好的综合力学性能。

3.硬度检验，组织探伤。利用布氏硬度计测验热处理后零件的硬度，根据压痕深度测量硬度值，然后采用超声波探伤仪对零件内部组织缺陷进行探伤，观察内部组织是否存在裂纹、气孔、折叠等不良情况。

4.金相组织检验。对零件成品进行取样切片，然后采用金相显微镜对切片进行组织检验，观察被检样本金相组织与标准样本比对是否符合相关等级评级标准。

5.最终检验。根据技术文件要求对成品进行尺寸全检及特殊特性检验，按要求进行过程记录。

三、从制造工艺及流程上把好质量关

（一）影响轴类零件加工质量的因素分析

1.毛坯质量

任何产品质量都要先从毛坯件的源头把控，选择符合生产标准的原材料是保证零件质量的关键第一步。

2.工艺系统的几何误差

主要包括：一是主轴回转运动误差，直接影响加工精度，尤其是在精加工时，该误差往往是影响工件圆度误差的主要因素。二是导轨误差，刀具的定位、夹紧、安装和对刀误差等都将影响零件的加工误差。

3.工艺系统受热变形引起的误差

内热源包括切削热和摩擦热；外热源包括环境温度和辐射热。切削热和摩擦热是工艺系统的主要热源。工件、刀具和夹具受切削温度的影响，发生变形，产生加工误差。

4.工艺系统受力变形引起的误差

主要影响的因素有：一是工件刚度不足；二是刀具刚度不足；三是机床部件刚度不足；四是工艺系统刚度对加工精度的影响。

5.工件内应力引起的误差

工件在铸造、锻造及切削加工后，内部会存在各种内应力。零件内应力的重新分布不仅会影响零件的加工精度，而且对装配精度也有很大的影响。细长的轴类零件在加工和运输中很容易产生弯曲变形。通常情况下应力处于平衡状态，但毛坯或加工后的工件具有应力，当工件的应力恢复平衡状态时，将使工件变形，从而产生加工误差。

6.测量误差

因受到测量方法和量具精度影响测量结果的准确性而引起的误差，在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。为了调整误差，需要对测量方法和量具精度进行严格规范和要求。

（二）提高轴类零件加工质量的措施

为保证和提高汽车轴类零件的加工质量，必须减少零部件的加工误差，根据误差产生的原因不同，可采取不同的措施或者将多种措施结合起来，以保证和提高零件的加工精度。

1.减少工艺系统受力变形的措施

（1）提高接触刚度

提高接触刚度常用的方法：一是改善工艺系统主要零件接触表面的配合质量；二是预加载荷，减少受力后的变形量。

（2）提高工件刚度，减少受力变形

对于轴类零件，特别是细长轴及叉类等结构的零件，非常容易变形，主要措施是缩小切削力作用点到工件支承面之间的距离，以增大工件加工时的刚度。在切削加工中，加工时可采取一些辅助装置以提高机床部件的刚度。

（3）合理装夹工件，减少夹紧变形

对于各种轴类零件的加工，特别是薄壁或小尺寸的零件的加工，应选择适当的加工方法，减小形状误差。

2.减少工艺系统热变形的主要措施

（1）减少发热和隔热

可以从改变机床结构或改变润滑方式等入手，把热量分散出去。

（2）加强散热能力

为了消除机床内部热源的影响，可以采用强制冷却的方法，吸收热源发出的热量，从而控制机床的温升和热变形。

（3）用热补偿法减少热变形的影响

为使机床的整体温度均匀，不提倡单一的减少热量，可采用热补偿法使机床的温度场比较均匀，产生均匀的热变形可以减小误差。

（4）控制温度的变化

车间内的温度变化影响着机床的精度，可以提前发动机床进行预热，减小温度的变化。

汽车零件的制造和安装是产品出现故障最为重要的原因。细分制造问题，我们可知，汽车零件的组部件和原材料是极其关键的一部分，因此在考虑时还应纳入装配工艺这一项内容。另外，相关人员在进行汽车零件的质量监督工作时应采取多项有效措施，不断地提升采购的汽车零件的质量。比方说可采用以下措施来优化监造管理模式。第一，强化监造管理，使监造范围得以扩大。第二，将制造系统的零件质量监督系统建立起来，充分地对信息资源进行利用来开展汽车零件的监造工作。第三，要将联动机制建立起来，让供应商提供汽车零件的质量保证。与此同时，要动态化地对供应商进行管理。第四，要将汽车零件的质量监督控制的专家库建立起来，并在实际中不断完善，同时要打造一支强大监造队伍，加强对汽车零件的管理。最后，要不断地优化汽车零件管理模式，同时代发展相结合，创新电网汽车零件的监造模式，加大力度对汽车零件的寿命质量的监督力度。只有将这一些工作做好，才利于规模化投标工作的开展，才能够确保汽车零件的质量和管理质量。

结语

总之，生产企业在轴类零件加工前，对影响机械加工精度和质量应做好充分了解和分析掌握，在实际操作中发现问题、解决问题，及时总结机械加工制造的经验及教训，不断加强机械加工质量，从而使机械制造企业能够稳步健康和可持续发展。

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