汽车变速箱轴类外圆直线度加工研究

刘傲奇 李浩宇 黎东贵

（郑州大学机械与动力工程学院，河南 郑州 450001）

轴类零件在机加工时加工难度大、制造工序较为复杂，在加工前对工件进行必要的工艺性分析并制定具体地加工工艺流程，可有效地提高机械加工的工作效率，确保工件的加工质量和精度。为更好地改善加工后的效果，可设计优化其加工工艺，如调整装夹方式等，也将大大提高加工后的表面质量，减小加工误差。

1 加工原理分析

公司QUICKPOINT3000磨床国内先进的设备，其原理是采用点接触式进行的高速切削法，采用仅几毫米宽，难磨损的砂轮，材料是立方氮化硼，依据砂轮刀具前段斜角设计，与水平夹紧的工件之间的倾斜产生一个后角，使砂轮与零件的工作区域从线接触转化为点接触，以达到高速精磨切削的目的，再编写产品的加工程序，使刀具刃类似车刀走程序，适应不同外径，轴长，形状的外圆加工，达到产品上各种各样的外圆公用一块砂轮的万能磨削。就节省节拍时间而言，和就处理效率而言，通过一次装夹完成各类工件整体磨削的优势繁多。QUICKPOINT3000磨床提供一系列配置选项供用户选择，不管是标机还是定制机都可按需配置以匹配当前加工任务。附加测量系统，全自动系统，与现有生产线连接生产，这一切都共同成就了按客户需求量身定制的方案。QUICKPOINT3000圆磨床在安装后同样可以灵活换型改造：如有需求，即刻改造，各种加工任务都不在话下。并且机床可随时加入工厂网络。QUICKPOINT3000磨床不仅精于诸如轴向，直切，和斜切等基本磨削工艺，同样对诸如型面，沟槽，螺纹和平面等磨削工艺驾轻就熟。内外圆磨削工艺亦可结合使用。圆磨床加工的典型工件包括各类轴和螺栓，如齿轮轴，增压器转子和转子轴。QUICKPOINT3000磨床是符合各类生产批次和柔性要求的理想机床。针对带有直线度要求的轴类外圆，需单独建立相匹配的砂轮主参数，砂轮主参数中设置2次光磨程序，改善首次磨削时产生的纹理。

2 影响轴类零件加工质量的主要因素分析

1）坯件质量。在机械工业中，成品生产中生产一个零件是不可避免的，坯件质量必须符合实际生产标准，为加工该零件提供质量基础。2）技术系统中的几何误差。主轴旋转运动中的误差会影响加工过程中影响轴零件圆度的零件精度。引导错误会影响零件编辑过程中的定位以及随后的安装。3）技术系统的受力形态和热变形。原始零件、工件和机器零件的加工在实际操作中会造成相当大的负担，并且由于振动而可能影响加工过程中的性能，特别是由于刚度不足而导致力变形，从而导致错误。工艺系统中的热量是由内外热源的影响引起的故障。内部热源使轴类零件的系统变热，而刀具和工件则因切削温度而变形。

3 提高轴类零件加工质量的措施

1）利用流程管理手段增强质量管理水平。变速箱的生产涉及众多的环节，为了有效增强其质量管理水平，实行一定的流程管理手段是非常有必要的。流程管理通俗点讲就是将生产过程进行拆分，并明确每个环节的质量要求，通过对各环节进行质量管理促使整个产品的质量能够符质量标准体系的要求，进而实现全面的质量管理。对产品来说，要想实现对产品质量问题的全面掌握，那么，其质量管理应当满足可追溯的生产要求，从产品生产的源头开始抓起，对产品的生产工序实行全面的质量管理，哪个环节出现质量问题，就从哪个环节找到原因，并采取措施对其进行解决。流程管理在变速箱的生产过程中发挥着十分重要的作用，但是，也对生产现场的管理人员提出了更高的要求，在产品生产出来后，为确保产品质量合格，工作人员应当及时对产品的质量缺陷进行检测，并对原因进行查找和修正，以校正产品的质量偏差，消除产品在生产环节的质量缺陷，切实保障产品的生产质量。2）减少工艺系统受力变形的措施。系统载荷的降低变形可以在三个方面进行：第一，通过提高轴类零件接触面的质量来优化加工系统的强化接触刚度，而预应力值则可以进行预应力，以避免因受力作用而发生后续变形。第二，工件刚度增加，长结构的波形容易因力作用而变形。这会透过将工件的复叠曲面长度缩短至切削力点来增加工件刚度。同时，加工时可使用辅助装置增加加工组件的刚度。第三，合理调整所使用的工件，避免应力变形，主要应用于较小或薄壁轴零件，在这些零件中应选择适当的方法来降低模具缺陷的发生率。3）降低技术系统热变形的重要措施。热处理改造也是汽车工业零件加工时经常影响质量的原因，目前主要以四种方式在生产环境中进行。第一，改变基于加工机实际特性的相关技术手段或润滑方法，以减少加工过程中的热量查找并导出热量；第二，强制冷却方法进一步降低内部热效应，吸收热源产生的热量，从而提高波浪部件的热容量，降低热效应。第三，通过应用热补偿方法确保机器温度的均匀性，保证在机器均匀温度场下，均匀地进行热变形，以减少误差，避免热均匀性的波动，并更好地应用；第四对机器室内温度变化的精确控制，如。预热机的预热，以降低温度波动，从而降低零件随后的温度变化。上述方法可有效解决技术系统热变形的影响，进一步提高轴类零件的加工质量。4）积极引进先进的产品质检体系。随着信息技术和自动化技术的发展，当前的自动检测技术体系已经能够综合传感器、三坐标检查以及防错技术而实现对产品的百分之百的检测率，和传统的人工抽检的方式相比，不仅检测率得到了明显的提升，并且检测的准确性也有了明显的改善，该体系通过自动化的检测方式，一方面降低了检测过程中的人力劳动，另一方面又提高了生产效率。不仅如此，自动检测技术体系的先进性还表现在它能够实现对变速箱生产的过程的监控，自动对生产环节的风险因素进行检测并反馈出来，使得产品的质量风险能够得到有效的控制，提高了产品的生产质量，降低了检测成本。5）提高汽车零件质量监督和管理。改进汽车零件质量监控管理提高了对轴零件的精确控制，需要不断加强控制，扩大控制，建立一个全面的连接质量监控系统，配备信息仪器，需要一个在线机制来确保汽车零件供应来源的适宜性。此外，应设立一个专业监测小组，以提高质量控制，同时优化汽车行业的部件管理模式，与时俱进，提高汽车零部件的使用寿命。汽车工业的质量只能通过持续和严格的监督才能大大提高。6）加强技术创新型人才队伍的建设。人才队伍是企业赖以生存和发展的基础，是组成企业技术体系的核心力量，而从本质上讲，企业之间的竞争就是人才的竞争，就目前变速箱技术更新迭代的情况来看，加强对技术创新型人才的培养，建立符合企业文化特色的专业化人才队伍是非常有必要的。具备专业技能的技术团队，能够充分发挥“科学技术是第一生产力”的理念，将生产技术转化为生产力，推动变速箱设计和制造技术体系不断升级，促使其质量在强大技术体系的支持下，得到有效的保障。企业应从实际出发，对员工开展技术培训，提高其综合技术素养，同时，加强其质量管理观念的培训，充分认识到产品质量管理的重要性，促使其按照生产标准进行生产活动。

4 结束语

变速箱作为汽车生产过程中的重要零部件，对汽车的整体质量和使用性能有着重要的影响，因此，加强对汽车变速箱的质量管理是非常有必要的，对变速箱生产企业来说，从生产实际出发，建立完善的质量管理体系，对产品的设计和生产过程进行约束，积极培养创新型人才，引进先进的质量检测体系，促使企业生产和制造变速箱的水平得到有效的提升，从根本上解决产品缺陷的问题，提高其市场竞争力，进而推动我国汽车变速箱制造行业的全面发展