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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。5 [2 k( J" b" q( ?' [
关键词：转向节内孔椭圆 解决 2 }! Y e* k5 @' C' E$ O* j
1 问题描述2 M# H. }1 ]: \
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。& z: a, J' V% a) @/ p% [
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。
& ~! R1 W3 i; [. v 左件
- v4 z) q+ N, o/ b 序号 A B C D 椭圆度
/ t3 n- P# G3 f" E 1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.032
3 f! m" Y) M4 R6 q 2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.039' H; u5 ^6 a7 D% |4 x4 K5 s4 [2 k
3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.037
8 u0 X) g0 H3 Y 4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.031
* O, Q4 l8 p3 } 5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.045+ X3 n/ R# r- H% ?0 T6 \
左件椭圆均值：0.0368
" \ G; x. M* S. I5 p5 q/ o: P 右件8 }" j# j$ E/ B3 H
序号 A B C D 椭圆度
9 E9 l5 ]( L; s7 s, ^# w 1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033
6 E" _9 M* ^6 x; e4 m7 D 2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031
! X4 T3 [$ t6 I1 s7 k 3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.0416 v# a( _% c& ~' e0 g3 R3 ?
4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03
) P* _5 Z# v+ d9 x3 N 5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.042
2 b2 H8 f8 Z8 u) w$ v 右件椭圆均值0.0354
' Y, P0 X- X, ]. ?9 @ [ 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。8 B, |" Q7 h4 C
2 原因分析' }5 t; K O$ U6 Q* 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。* ` u& t) t8 ?/ K
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。
7 k0 r2 ~: r9 X0 ]# G# } 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。9 E" C% V5 r" v& h; y ]
3 热处理工艺% m+ s0 ?; P8 U) H2 W$ }! o/ n
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。
' n" e2 m$ b5 D8 D" j: g 4 试验结果
3 F) B3 T. S6 I* h' U1 I+ 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。% O0 a5 y& L" X2 `& ]6 g
左件
?) s% z# j( [ 序号 A B C D 椭圆度4 c; T2 \; N2 M
1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.016 b+ e7 d \0 c/ f
2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.01
2 D/ \( i/ A0 d4 G! f 3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013; S1 F$ Q& _1 P1 }( p! X
4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021
4 _9 ~; l @- T 5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.022 S% K7 M5 D; w
6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.035 [1 S" ^' Y# s! }" y$ _
7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.0178 U" e; m, n# p6 j* L6 t/ _
8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008
2 M4 s8 Q8 a9 A! ? 9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.02$ [. o2 c" Q+ T% a9 ]; n6 O$ j C9 d
10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016
2 {( g& T( A" ~, ^ G$ P 右件 6 k. i `; O: [6 a1 C2 T% c' G, X
序号 A B C D 椭圆度. m6 x. j' D i/ c7 L) P/ S1 W
1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02" {6 c4 v( w/ R8 Q6 f& h
2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014
& t& n+ t* l% V. w4 G) f8 ] 3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018
/ W, E# o+ C% {7 ?4 y 4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019# @: v8 i" ]( _, ?$ d0 A
5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
* U% @1 s' v9 { 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.0134 g6 ^8 k/ }1 t; }$ U
7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.0192 W3 a, }8 O* ]' G9 D4 d
8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.021
! I* o W, O( g2 D( V, E+ e 9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008
. K+ V' n+ Y' {- t8 z8 O- o! P 10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005
6 Q' L1 G) l2 e/ s1 n( } 右件椭圆均值：0.0154
1 D9 ?% ]. a+ t, j% m5 u; m4 q 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。9 U2 e3 m" |: j1 l' ]5 Z) p
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。
, N5 g6 p* S2 r" V# r+ t/ G+ | 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。( b! r' B3 ^( \/ B# F/ {
5 结论
# |: ?+ ~. O# x% X) o- q 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