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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。
; K$ Y( E4 X; D0 U7 `& Q0 a关键词：转向节内孔椭圆 解决 9 ~8 _/ L( e0 c) U0 E4 p2 h
1 问题描述+ a7 V3 y: O1 o
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。
1 p8 L- Q; A" v x) U0 A3 Y 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。
! H* C: W o! t, j2 H 左件
$ s0 ^6 i' {1 Q: H. y) d! \ F 序号 A B C D 椭圆度
" U; z8 ]" Y( f 1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.0320 Q) m7 v" r# _; z3 ?3 ?
2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.039
% o" w/ S; c6 s 3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.0378 M* Y4 \/ h; O! W4 ]
4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.031
- \2 k( E8 O" Q: c/ e$ O6 B 5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.045; `! v& p p$ i( e9 x& f
左件椭圆均值：0.0368. i4 V3 A3 r; v' W, L1 V6 f
右件
: F: b6 Y3 e7 H8 q* Z! G 序号 A B C D 椭圆度+ q9 C) s; N& J# B: n
1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033/ p7 }- E( `% m: g$ D3 ~
2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031
# d0 C, h" C6 { 3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.0414 u" t' C* u8 I% u f/ i6 ?9 p2 ?
4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03. _" i+ i' {5 F+ U, y. Z! h
5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.0426 e5 d9 |/ ? X+ @ H4 f0 C
右件椭圆均值0.0354
# V6 h! O+ W. t' Y' ]5 j 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。
% R$ M5 v8 I) R! i 2 原因分析
: d2 A7 [) M* x# k2 h* p 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。
& h( [" d7 y# L# c) I$ c 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。
# p+ N. @; `6 F$ h% c& j 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。
! n4 @, V ?& @$ ^2 ~$ z% d, m5 a3 f 3 热处理工艺6 _0 \: @* a- L1 T: B: u
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。% O1 `5 r! `/ O) E# P- `' o
4 试验结果0 }8 _2 U X5 m3 ~# q+ ^, A
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。
% [0 @. M2 X: V3 X. E 左件
$ }% X1 c4 W- m) j( o& y: |' \+ ? 序号 A B C D 椭圆度6 X. K" ~( R9 w. K1 ~% _ U
1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.01) C# q& v( C' K) M
2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.01
3 q8 s4 u7 y' f! { 3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013
$ x7 W j, W' u/ l# {1 d* F 4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021% k& q, }9 `# Z% p0 [
5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.0228 k- {6 A) O8 g) p
6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.03
) c/ D, l8 I5 N# U8 | 7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.017
' e7 A' H3 K, y9 K/ l9 q: b 8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008
% n9 Q a/ ~7 T& }. y/ T" D' y) X 9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.02
) O, m( q' _2 d# ]& I( X7 I3 ~ 10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016/ U' M2 o6 e- l8 T* p- L- Z3 m
右件 6 W% K! ^( S5 H* G. |
序号 A B C D 椭圆度& I6 c; C! q. L. H) o
1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02. k+ Y* `. P0 C4 k- E5 @
2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014: A( s9 K. ^2 f/ [3 H0 x
3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018
6 R" B) {" O' M$ L8 T* |) n0 s 4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019
% H* }) X7 N+ w) O1 B4 `9 b8 s' T 5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
# \! `6 @5 K+ N* j: ~, P 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.013
H5 X0 u" j* u2 V 7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.019
! u( V; `; F0 d+ W0 | 8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.0217 u& t4 f; x9 N
9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008
- _" x+ u' f7 j 10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005$ R8 K+ X- }3 O* @8 _* d7 J
右件椭圆均值：0.0154$ ^9 V' A+ b- }6 \9 R
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。
" t" s" O- h+ h, A4 o' f% U 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。7 Z0 n- P# U9 n: ?# ^! C
浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
' x4 e) U; U: R3 o/ q6 ` 5 结论; w! Q+ \, b# e
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。 |
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发表于 2010-11-12 23:51:41