大小螺旋質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用

李枝干

（廣西柳工機械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

輪式裝載機驅(qū)動橋有以下主要零件組成：主傳動（托架總成、大小螺旋、差速器）、橋殼和輪邊減速支承軸、制動器、輪邊減速器。通過分析發(fā)現(xiàn)，大小螺旋是關(guān)鍵的核心零件，其質(zhì)量的好壞將直接影響裝載機的性能及壽命，對其產(chǎn)品質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用非常重要。

1 失效件回顧及原因分析

某大小螺旋在開發(fā)過程中曾出現(xiàn)早期失效，使產(chǎn)品的使用時間低于三包時間，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失。通過宏觀檢驗、斷口分析、化學(xué)成份分析、硬度以及金相檢驗，對大小螺旋早期外反饋變異的原因進行分析、制定措施實施改進，取得顯著的效果，體現(xiàn)了實施質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用的重要性。

當時，項目組對原材料、熱處理技術(shù)、制造過程、裝配過程、整機參數(shù)、載荷變化、零件強度進行分析，確定造成大小螺旋早期失效的主要原因是接觸斑點不良、強度不足造成，并制定改進措施實施改進。

2 制定改進措施

我們對大小螺旋接觸斑點不良、強度不足進行研究，查找主要原因，制定大小螺旋失效的主要原因及重點改進措施，實施改進，如表1所示。

表1 大小螺旋失效原因改進措施

3 完善工藝質(zhì)量策劃文件

在研究大小螺旋質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)時，發(fā)現(xiàn)大小螺旋原材料的質(zhì)量控制、關(guān)鍵特性的質(zhì)量控制較為重要，控制這些重要項目需要完善工藝文件、工藝策劃及質(zhì)量策劃。

《工藝策劃》的內(nèi)容為零件的制造路線、工序質(zhì)量特性的加工方法、測量方法及加工設(shè)備、測量設(shè)備、操作者能力、工裝器具、刀具、吊索具、輔料、過程檢驗等，輸出需求表格并實施。

《質(zhì)量策劃》的內(nèi)容為零件的檢驗指導(dǎo)書、檢驗記錄表、裝配過程記錄卡、量具需求、關(guān)鍵特性清單、零件的控制方法及送檢要求、SAP質(zhì)量控制計劃，輸出需求表格并實施。

4 大小螺旋的工藝改進及質(zhì)量控制

大小螺旋是關(guān)鍵的核心零件，其質(zhì)量將直接影響裝載機驅(qū)動橋的性能，經(jīng)過研究及試驗大小螺旋必須進行以下關(guān)鍵技術(shù)的工藝改進及質(zhì)量控制，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，抓住質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)實施嚴格的質(zhì)量控制極為重要。

4.1 原材料滲透性的改進及控制

大小螺旋的熱處理變形量與原材料的滲透性有極大關(guān)系，經(jīng)過多年的生產(chǎn)驗證大螺旋的變形量遠大于主螺旋的變形量，通過研究大螺旋原材料，20CrMnTi的滲透性低于20CrMnTiHx（保密）的滲透性，設(shè)計部門完善圖紙，工藝部門完善工藝，對控制大螺旋原材料滲透性起到重要作用。

控制大螺旋原材料的滲透性，必須先進行大螺旋種子件的試加工，經(jīng)熱處理檢驗合格才能做該批次零件的批量加工，防止零件熱處理后因材料問題而造成的批量報廢。大螺旋熱處理后變形量已得出，這時再配加工同批次的主螺旋錐齒輪，接觸斑點更易控制，效果更好。

為了做好大螺旋種子件的質(zhì)量控制工作，防止種子件的丟失，必須制定大螺旋原材料種子件的跟蹤流程并嚴格實施：①供方原材料報檢流程；②種子件的檢驗流程；③檢驗結(jié)論信息傳遞流程；④供方批量供貨流程。

4.2 毛坯入庫檢驗的控制

制定大小螺旋檢驗指導(dǎo)書，嚴格按檢驗指導(dǎo)書實施檢驗，同時實施批次管理。大小螺旋每批做化學(xué)成份檢測、金相檢測、尺寸檢測等，確保關(guān)鍵特性符合要求。

4.3 大小螺旋接觸斑點及齒根圓角的工藝改進

大小螺旋接觸斑點原工藝要求長度及高度大于50%，這樣標注接觸斑點的尺寸不完善。經(jīng)工藝驗證后更改為凹、凸面的接觸斑點尺寸均可測量：標注接觸斑點總長、總長中心至小端的距離、頂部至齒頂?shù)木嚯x、底部至齒根的距離、左端至小端的距離，即改為圖1、圖2的標注方法更便于測量及質(zhì)量控制。

圖1 凹面接觸斑點

圖2 凸面接觸斑點

大小螺旋齒根圓角半徑過小，容易斷齒，設(shè)計及工藝部門研究后決定加大齒根圓角半徑，減少齒根處的應(yīng)力集中，提高齒輪的彎曲疲勞強度，減少齒輪斷裂，完善工藝文件大小螺旋齒根圓角半徑。

4.4 大小螺旋加工過程的質(zhì)量控制

大小螺旋采用先大輪后小輪的配對加工順序，即先完成大螺旋熱處理滲碳淬火工序，再加工主螺旋進行配對，所以進行以下關(guān)鍵技術(shù)的研究及質(zhì)量控制極為重要。

4.4.1 大小螺旋銑齒工藝裝備的控制

（1）設(shè)備精度的控制：銑齒設(shè)備主軸的徑向跳動及端面跳動要符合工藝要求。

（2）機床參數(shù)的調(diào)整：按工藝要求進行調(diào)整。

（3）工藝裝備的控制：工裝跳動、同軸度、定位尺寸要符合工藝要求。

（4）刀具的控制：磨刀、對刀、校刀，刀具的跳動要符合要求。

4.4.2 大小螺旋熱處理過程的控制

（1）過程參數(shù)的控制：熱處理過程參數(shù)按工藝文件執(zhí)行。

（2）實物質(zhì)量的控制：每批解剖檢驗，金相組織、表面硬度、芯部硬度、表面硬化層深度按檢驗指導(dǎo)書執(zhí)行。

（3）變形量的控制：零件裝爐量及裝爐方式的控制、壓淬工裝的控制、淬火液的控制按工藝文件執(zhí)行；大螺旋內(nèi)孔尺寸及平面度的檢測按檢驗指導(dǎo)書執(zhí)行。

4.4.3 大螺旋熱后磨孔的改進

大螺旋內(nèi)孔熱后采用人工找正內(nèi)孔再磨內(nèi)孔，無法減少零件變形誤差，質(zhì)量不能滿足要求且生產(chǎn)效率低，工藝部門研究后改用以齒定位自動定心的高效工裝加工，提高大螺旋加工精度生產(chǎn)效率，以及接觸斑點的合格率。

4.4.4 大小螺旋配對質(zhì)量的控制

（1）大小螺旋裝配前按照工藝要求進行100%配對，嚙哈間隙和接觸斑點等關(guān)鍵特性必須符合圖紙要求。

（2）大小螺旋配對工裝的控制：工裝跳動、同軸度、定位尺寸要符合工藝要求。

4.4.5 大小螺旋裝配質(zhì)量的控制

（1）接觸斑點的控制：按照工藝文件進行100%的調(diào)整控制。

（2）嚙哈間隙的控制：按照工藝文件進行100%的調(diào)整控制。

（3）接觸斑點要求拍照存檔，以便進行跟蹤控制及改進。

4.5 大小螺旋增加強力噴丸

為了解決大小螺旋強度不足表面硬度稍低的問題，設(shè)計及工藝部門研究后決定增加齒面強力噴丸，提高齒輪強度，解決大小螺旋強度不足蹦齒的質(zhì)量問題。

5 效果驗證

通過質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用后，該機型的大小螺旋接觸斑點由之前的25%～40%增加到40%～60%，比改進前提高20%～30%，齒輪強度提高10%，大小螺旋早期斷裂反饋降低20%以上，大小螺旋早期失效的問題得到解決。

6 實施推廣及應(yīng)用

該機型的大小螺旋質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用成功后，便推廣應(yīng)用到柳工傳動件公司全部機型的大小螺旋上，20多種大小螺旋零件收到了顯著的效果，各種產(chǎn)品的大小螺旋關(guān)鍵質(zhì)量特性的合格率達到100%，各種產(chǎn)品都能合格進入用戶的手中，取得了顯著的成績。

7 結(jié)語

綜上所述，為保證大小螺旋的產(chǎn)品質(zhì)量，對其質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用是十分必要的，也是可行的，質(zhì)量控制方法是成功的，按上述方法實施控制的大小螺旋產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，具有較高的理論價值和推廣價值。