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。
关键词：转向节内孔椭圆 解决   
    1 问题描述
! p& t" @& s! M9 s    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。
& F' l$ p4 f/ f* E2 d% o    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。
) c) r. R. a2 W( j         左件  
' w+ R( ]" l" `; J    序号    A        B        C        D    椭圆度
: ]) |5 o: q1 W) g2 T4 D     1   81.913   81.883   81.915   81.913  0.032
     2   81.923   81.887   81.926   81.923  0.039
7 X+ l4 e  O$ [     3   81.914   81.88    81.917   81.915  0.037
     4   81.914   81.883   81.914   81.905  0.031
     5   81.916   81.881   81.92    81.926  0.045
" s, U. Q8 |4 h1 h- n     左件椭圆均值：0.0368
         右件
+ w( r+ t/ U" \' {$ L) B+ K    序号      A       B        C        D      椭圆度
& F1 A1 r9 f- d0 l% @% u- A     1     81.897   81.877   81.91    81.895   0.033
     2     81.914   81.885   81.916   81.912   0.031
     3     81.919   81.884   81.925   81.924   0.041
     4     81.915   81.886   81.916   81.914   0.03
' y" V) X# z- I5 ?, q     5     81.921   81.885   81.927   81.917   0.042
$ d* ]0 B  u# O8 O5 \     右件椭圆均值0.0354
1 ^" i9 A& d4 E7 U    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。
5 l. {0 r9 w0 d) n' K9 }8 ?    2 原因分析
    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。
8 J( w& i: k. J% a) v: M3 p& d! m    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。
0 D8 k. r; w) P' e    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
/ B  ]# }- `% M; O) V+ p4 S    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。
* c& h# }5 W( k4 t9 v* ~: {, D, W    4 试验结果
; Y; G. A- t1 j5 \) n    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。
$ @& Y! T+ i& R  A" n7 [& A& Q        左件
" ]7 a- |0 \2 Z7 |  u3 s7 v    序号      A        B        C       D      椭圆度
     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
& H# _0 A6 B8 T: ~" f- O$ A     4     81.912   81.925   81.913   81.933   0.021
     5     81.9     81.91    81.907   81.922   0.022
* [0 F- L6 y% Q% ?5 J8 k& G     6     81.892   81.9     81.9     81.922   0.03
     7     81.9     81.9     81.903   81.917   0.017
3 M* G# z! ~8 f; E; Q8 p; V     8     81.891   81.89    81.895   81.898   0.008
& E8 c2 Z" o9 O. _# B! d" }     9     81.907   81.902   81.9     81.92    0.02
     10    81.897   81.902   81.891   81.913   0.016
        右件
! d1 P( Z. ]. q2 o, t. k7 n/ w) D    序号     A         B        C       D      椭圆度
     1     81.908   81.908   81.905   81.925   0.02
     2     81.908   81.913   81.91    81.922   0.014
     3     81.907   81.917   81.91    81.925   0.018
  ]* A0 t- d- Y4 i( R4 y- d" Q     4     81.912   81.918   81.915   81.931   0.019
" R1 V- ~7 b& n" t2 i     5     81.899   81.908   81.902   81.916   0.017
+ Z0 _  `7 U* _* ?3 E* L: g     6     81.89    81.9     81.892   81.912   0.013
& i4 o% ^. ?) w1 f) m: H  E9 L     7     81.895   81.908   81.897   81.914   0.019
     8     81.887   81.895   81.888   81.908   0.021
     9     81.902   81.903   81.905   81.91    0.008
     10    81.89    81.889   81.893   81.894   0.005
     右件椭圆均值：0.0154
     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。
    4.2 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。
     浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
4 G4 u! X3 }6 T$ i; k7 u7 J     5 结论
     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。