转向节内孔椭圆解决方案

zpc64

摘  要：转向节机构不对称，导致机加工后内径尺寸椭圆变差大；通过退火处理，消除毛坯铸造应力，达到工件综合性能及尺寸要求。
/ g4 X, b7 r9 F0 z5 M" f. u2 v关键词：转向节内孔椭圆 解决   
    1 问题描述
    转向节材料：QT450-10，表面喷丸强化处理。现加工工艺为：镗φ82-0.078mm内孔，再以内孔定位，套车外径。问题点：镗孔完成后，内孔尺寸合格，椭圆0.01mm，套车后测量内孔尺寸，椭圆0.03-0.045mm。为便于查找变差点和数据分析，在内孔的内外侧和垂直方向上分为4个部位，对称方向上的8点作为测量内径的测量点，分别为A、B、C、D。
    抽取5套（左右各5件），使用测量工具：内径千分表，精度：0.001。尺寸见表1。
         左件  
" N! u6 q9 m2 u1 G    序号    A        B        C        D    椭圆度
     1   81.913   81.883   81.915   81.913  0.032
     2   81.923   81.887   81.926   81.923  0.039
. j: n* N( T" _* }     3   81.914   81.88    81.917   81.915  0.037
; D& h) s3 T8 U, p; m( ^7 d     4   81.914   81.883   81.914   81.905  0.031
     5   81.916   81.881   81.92    81.926  0.045
1 ^. j0 S# W$ V( l0 t3 T9 C     左件椭圆均值：0.0368
- X- i0 ^8 F' k/ T+ e         右件
    序号      A       B        C        D      椭圆度
     1     81.897   81.877   81.91    81.895   0.033
     2     81.914   81.885   81.916   81.912   0.031
, ?4 z7 O5 L: s5 d: r     3     81.919   81.884   81.925   81.924   0.041
" h: {( P) J: p8 E8 A# a# }     4     81.915   81.886   81.916   81.914   0.03
     5     81.921   81.885   81.927   81.917   0.042
6 j% V9 e: k4 j7 \. ^4 }     右件椭圆均值0.0354
    通过表1数据显示，尺寸主要变差点在B部位，且左右件变差部位一致。
0 b, m* O- L  U$ K; i- Z' {    2 原因分析
7 F: m) X9 T2 T; s5 B% K4 G    2.1 化学成分及金相分析：检测工件化学成分：C：3.8%，Si：2.6%，Mn：0.28%，P：0.03%，S：0.03%，Mg：0.03%化学成分符合产品标准。金相分析：基体组织：铁素体，珠光体≤25%，符合产品要求。浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
    2.2 结构分析：铸造结构工艺性分析，Y—Y方向结构不对称；单边加工量4.5-5.5mm，加工量大。
    根据以上现状分析，由于铸件结构不对称，铸造过程中，各部分的冷却速度不同，在同一时期内铸件各部分的收缩不一致。但铸件各部分彼此相连，互相制约，不能自由收缩，因而产生热应力。经切削加工后，应力释放，是造成内孔椭圆变差的主要原因。为解决椭圆大的问题，通过热处理方式，对铸造毛坯进行退火处理，成功解决了这个问题。
    3 热处理工艺
& m7 F/ w- x# Q6 y. @; W  F    将工件随炉缓慢加热到Ac1以下的温度，约600±10℃，经4-6小时保温，随炉缓慢冷却至250-300℃出炉空冷。
3 ], x9 P1 R) o    4 试验结果
" v9 s) D6 U0 Z* K; J) y. t    4.1 对退火后的工件进行机加工：镗孔、套车外圆后，检测内孔尺寸，见表2。
8 ^% V% J0 Q/ v# Z* a8 B        左件
    序号      A        B        C       D      椭圆度
& |/ m" {% h8 f! e; P) ^     1     81.902   81.91    81.907   81.9     0.01
     2     81.908   81.918   81.913   81.915   0.01
     3     81.908   81.918   81.91    81.921   0.013
$ y( t; V' L2 T: n3 z* ^     4     81.912   81.925   81.913   81.933   0.021
7 v" `4 W5 r" J     5     81.9     81.91    81.907   81.922   0.022
     6     81.892   81.9     81.9     81.922   0.03
     7     81.9     81.9     81.903   81.917   0.017
3 {7 u0 t8 ^) k( B+ L     8     81.891   81.89    81.895   81.898   0.008
     9     81.907   81.902   81.9     81.92    0.02
     10    81.897   81.902   81.891   81.913   0.016
        右件
    序号     A         B        C       D      椭圆度
& u  |6 _3 Y; ]: i- @5 \     1     81.908   81.908   81.905   81.925   0.02
9 h! c( y6 y, C; q2 G; g     2     81.908   81.913   81.91    81.922   0.014
" h, q- x% |4 }2 Y     3     81.907   81.917   81.91    81.925   0.018
     4     81.912   81.918   81.915   81.931   0.019
     5     81.899   81.908   81.902   81.916   0.017
- ~( E# ~, t7 _+ H0 V* a     6     81.89    81.9     81.892   81.912   0.013
     7     81.895   81.908   81.897   81.914   0.019
& Y: s# O6 x  k  N0 {6 d     8     81.887   81.895   81.888   81.908   0.021
, _' f; G4 v9 M& `8 [/ H0 i3 `" M- g     9     81.902   81.903   81.905   81.91    0.008
     10    81.89    81.889   81.893   81.894   0.005
' E# C& D7 ~- w/ k     右件椭圆均值：0.0154
+ G7 p8 ?/ J6 b0 J; m     左件椭圆均值：0.0167数据表明，工件通过退火处理，椭圆明显减小。
4 P- q  F* i& A  b1 [! x2 f    4.2 金相分析：对退火后的转向节进行金相分析，基体组织：铁素体，珠光体≤25%，符合产品要求。
+ W9 a- X0 @+ ~4 W5 ~* H4 @     浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
     5 结论
7 ~$ h: U) d  K3 ]     生产实践证明，球墨铸铁转向节经退火处理后再进行机械加工，有效的控制了工件的加工应力，椭圆明显减小，且基体组织合格，保证了产品品质。