劉立志

摘要：這些年我國(guó)汽車行業(yè)獲得快速地發(fā)展，汽車零部件硬件檢測(cè)關(guān)系到汽車的質(zhì)量安全，因此必須要保障汽車零部件滿足相應(yīng)的力學(xué)性能，才能更好提高零件的使用壽命。本文主要就汽車零部件硬件的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及在線檢測(cè)的相關(guān)問題做了一些探索，從而更好地促進(jìn)我國(guó)行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車零部件;硬度;現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè);在線檢測(cè)

0? 引言

一輛汽車主要是由很多配件組裝起來的。為了提高零件的加工精度和效率，其中很多金屬部件都是通過鑄造、鍛造的方式制造的，需要經(jīng)過熱處理、機(jī)加工、二次熱處理和精加工等工序組成的，通過這些工序能夠加工好一個(gè)完整的零件。而且汽車的零件大多被比較復(fù)雜的環(huán)境中，其中包括了外在的因素作用，包括了大范圍溫度影響、強(qiáng)烈的震動(dòng)和沖擊等，這種零件需要在各種物理性能得到相應(yīng)的要求，也就是需要滿足拉力、壓力、剪切力及扭矩等相關(guān)參數(shù)的要求。因此根據(jù)零件的各種性能參數(shù)來開展零件設(shè)計(jì)，從而更好地滿足相應(yīng)的力學(xué)性能，更好地提高零件的使用壽命。

為了使得零件性能滿足相應(yīng)的要求，需要做好各種力學(xué)性能的檢測(cè)和測(cè)試，從而來有效判斷零件是否滿足實(shí)際的需求，檢測(cè)的指標(biāo)主要包括了抗拉強(qiáng)度或硬度。在檢測(cè)過程中為了降低檢測(cè)的難度，需要在零件上進(jìn)行相應(yīng)的取樣，然后制作成相應(yīng)的樣本，這些樣品只能夠在一些指定的實(shí)驗(yàn)室完成硬度試驗(yàn)。但是這種測(cè)試試驗(yàn)效率低，而且只能在實(shí)驗(yàn)室完成。而硬度試驗(yàn)?zāi)軌蛴行П苊膺@個(gè)弊端。硬度試驗(yàn)可以直接在現(xiàn)成環(huán)境中開展檢測(cè)試驗(yàn)，而且這種檢測(cè)就技術(shù)操作簡(jiǎn)單，效率高，能夠在短時(shí)間獲得零件的硬度值，同時(shí)也不會(huì)破壞零件。

1? 汽車行業(yè)常用的硬度試驗(yàn)方法

汽車零部件行業(yè)使用的硬度測(cè)試方法主要有布氏硬度、洛氏硬度和萊氏硬度測(cè)試，相應(yīng)的測(cè)試儀器有布氏硬度、洛氏硬度和萊氏硬度測(cè)試儀。其中，布氏硬度試驗(yàn)和洛氏硬度試驗(yàn)是基本的、標(biāo)準(zhǔn)化的試驗(yàn)方法。里氏硬度試驗(yàn)是一種非標(biāo)準(zhǔn)的替代試驗(yàn)方法。只適用于工件較大、取樣不方便或要求不高的場(chǎng)合。

1.1 布氏硬度試驗(yàn)

布氏硬度試驗(yàn)的試驗(yàn)方法過程是：首先按照試驗(yàn)規(guī)定將碳化鎢合金球壓入工件表面，然后向工作面施加一定的試驗(yàn)力，保持一定的時(shí)間后，去除施加的試驗(yàn)力。在工作面會(huì)形成一定的壓痕，這些壓痕的直徑可以使用光學(xué)儀器進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，在通過計(jì)算之后可以通過計(jì)算然后查找表布氏硬度值得到相應(yīng)的硬度值。布氏硬度試驗(yàn)最大的優(yōu)勢(shì)在于：在開展試驗(yàn)過程中可以施加交大的試驗(yàn)力和測(cè)量較大的球壓頭直徑，同時(shí)還能夠測(cè)量金屬各成分之間的平均硬度值，測(cè)量結(jié)果的表征性和精度方面更具有優(yōu)勢(shì)。這種測(cè)量方法可以廣泛應(yīng)用于鑄造、鍛造等機(jī)械工藝生產(chǎn)的鋼鐵產(chǎn)品以及一些有色金屬的硬度檢測(cè)方面。布氏硬度試驗(yàn)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于部件硬度測(cè)試能夠反應(yīng)一些部件之間的力學(xué)關(guān)系，即布氏硬度值與部件拉伸強(qiáng)度值之間的函數(shù)關(guān)系。也就是可以通過測(cè)量部件的布氏硬度的數(shù)值，通過他們之間的函數(shù)關(guān)系就能夠估算出材料之間的抗拉強(qiáng)度數(shù)值。但是這種布氏硬度試驗(yàn)也存在著很大的缺點(diǎn)，就是試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，效率低。因?yàn)閴毫υ斐傻膲汉凼切枰鈱W(xué)儀器進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，這樣導(dǎo)致操作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)而且效率低。另外如果施加壓力過大，容易導(dǎo)致零件表面的壓痕過大，對(duì)于零件本身都會(huì)造成相應(yīng)的損傷，這種測(cè)試方法無法對(duì)于零件成品進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 洛氏硬度試驗(yàn)

洛氏硬度試驗(yàn)方法和布式硬度測(cè)試方法都是屬于靜態(tài)測(cè)試方式。它也是以一定的初式應(yīng)力加大碳化鎢合金球表面，然后加上另一個(gè)外力，保持一定的時(shí)間，撤出外力，只保持原始的應(yīng)力，然后測(cè)量這兩個(gè)力導(dǎo)致的深度產(chǎn)值。通過這個(gè)深度差值就能夠確定最終的洛氏硬度。這種方式在布式硬度的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的拓展和延伸，最大的特點(diǎn)就是不需要使用光學(xué)儀器來測(cè)量，可以通過兩次差值來得到相應(yīng)的洛氏硬度值，這樣就有效提高了試驗(yàn)的效率。洛氏硬度試驗(yàn)在開展試驗(yàn)過程中不需要施加太大的應(yīng)力，這樣就能夠減少對(duì)于部件的損害，這樣就不會(huì)影響著零件的正常使用，這樣方法就可以被應(yīng)用于成品或者半成品的檢測(cè)環(huán)節(jié)。由于這種試驗(yàn)方法導(dǎo)致的部件表面壓痕較淺，這樣就能夠?qū)τ谝恍B碳、高頻淬火的部件進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。因此被廣泛應(yīng)用于汽車部件的檢測(cè)過程當(dāng)中。

1.3 里氏硬度試驗(yàn)

里氏硬度試驗(yàn)是另一種部件硬度的測(cè)量方法。它的主要原理是通過速度和壓力之間的關(guān)系來測(cè)得部件的硬度值。主要原理是將一個(gè)硬質(zhì)合金球壓頭以一定速度沖擊到工件表面，然后利用相關(guān)裝置測(cè)量球壓頭反彈速度和沖擊速度之間的比值，在通過乘上一個(gè)變換系數(shù)，就可以得到里氏硬度值。這種方法不同于布式硬度測(cè)量的方法，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)測(cè)試方式。這樣就導(dǎo)致很多因素都會(huì)影響著最終的測(cè)量結(jié)果，每一次試驗(yàn)得到的結(jié)果之間可能存在著一定的偏差，使得試驗(yàn)的可靠性降低。另外為了更好測(cè)試反彈速度，還需要工件的體積要盡量大，而且部件表面還要盡可能的光滑。但是這種測(cè)試方法也具有很多優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在操作簡(jiǎn)便、效果高、可現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。而且這種硬度測(cè)試的原理和布氏硬度、洛氏硬度存在著很大的差異，主要使用動(dòng)態(tài)速度之間的關(guān)系，使得最終測(cè)量的結(jié)果和硬度值之間不存在著很強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣就導(dǎo)致?lián)Q算之間的誤差很大。因此，這就導(dǎo)致里氏硬度測(cè)量方法具有一定的局限性。

2? 汽車零部件檢測(cè)專用硬度計(jì)

2.1 剎車盤硬度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

制動(dòng)盤硬度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要包括了：試驗(yàn)裝置、吸片裝置和控制柜。一般的測(cè)試裝置主要包括了測(cè)量臺(tái)和門架。測(cè)量臺(tái)有一個(gè)工件支架，能夠在水平方向進(jìn)行相應(yīng)的伸縮、移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)。而在門框上設(shè)有相應(yīng)的部件檢測(cè)設(shè)別裝置、銑削裝置、硬度測(cè)試裝置和壓痕測(cè)量裝置，這些裝置都可以在垂直方向進(jìn)行移動(dòng)。系統(tǒng)的工作過程如下：①檢查員將制動(dòng)盤鑄件夾;②按下測(cè)試鍵;③夾下橫向移動(dòng)工件識(shí)別裝置和旋轉(zhuǎn);④視覺傳感器對(duì)工件識(shí)別設(shè)備自動(dòng)識(shí)別工件模型，工件表面位置和加勁肋分布;⑤工件的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，銑設(shè)備工廠幾個(gè)測(cè)試磁盤表面的表面。磨粉過程中，吸屑裝置將鐵屑吸出;⑥工件的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，硬度測(cè)試設(shè)備是在一系列的布氏硬度壓痕銑削表面縮進(jìn)，每個(gè)縮進(jìn)位于加固板的正上方;⑦工件的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，每個(gè)縮進(jìn)的壓痕直徑測(cè)量裝置測(cè)量并顯示布氏硬度值;⑧工件返回到初始位置;顯示器顯示顯示了檢驗(yàn)報(bào)告;⑩檢查員打開夾具，取出工件，并完成測(cè)試。

2.2 汽車曲軸硬度

曲軸是是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零部件，保障它的硬件性能是保障發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。不同性能的汽車可以選用不同型號(hào)的曲軸，主要包括了鍛造曲軸、鑄造曲軸和調(diào)質(zhì)鋼曲軸。無論是哪一種的曲軸，都對(duì)它表面硬度進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定。不同材料和不同形狀的曲軸就加大了硬度測(cè)試的難度。一些特殊形狀的曲軸就不能夠使用普通的方式進(jìn)行硬件試驗(yàn)，常見的軸頸硬度試驗(yàn)就不能夠使用普通的硬度計(jì)測(cè)量。我國(guó)還沒有研發(fā)專門的曲軸硬度計(jì)，而對(duì)于曲軸的測(cè)試方式都是通過采樣的方法在臺(tái)式硬度計(jì)上做相關(guān)測(cè)試，還有一些廠家采用的是不規(guī)則的萊布硬度計(jì)。單只這兩種測(cè)試方式都存在著很大的局限性，第一測(cè)試方式耗時(shí)長(zhǎng)、效率低。第二測(cè)試方式測(cè)試誤差大一級(jí)可靠性差，都無法滿足實(shí)際的需求。

3? 結(jié)論

綜上所述，汽車零件質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)汽車的安全，加強(qiáng)汽車零部件硬件的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)能夠有效提高檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和效率性，從而更好地促進(jìn)汽車行業(yè)的健康發(fā)展。

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