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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。 ?$ ?7 I! m7 t' C% h
关键词：转向节内孔椭圆 解决
* T9 t/ e( b* T: d 1 问题描述% E5 e+ }7 t8 v( U6 X2 h9 v7 J% K: x
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。0 Y0 l- N- j/ Z s+ w: {! 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。
% M2 P% {; ?1 j+ L/ h5 }* E 左件
1 \3 x0 C; m+ h5 } 序号 A B C D 椭圆度4 g" x7 j. e) ~( _
1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.032
: Y% I& [% r: ` 2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.039! n9 \5 C# C, ?, a! J7 n! [
3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.037+ C5 S6 l- C0 m; O! w% X8 @2 O
4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.031
3 a l! z) z7 O' X 5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.0455 |2 B& p4 X* _; @) {% N- b
左件椭圆均值：0.0368
7 K" q7 A+ } G4 @: B! o 右件
) c" B0 Z) b( l/ `0 F 序号 A B C D 椭圆度
- M0 [1 Z; m. u9 g 1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033/ D% d) s9 K5 w1 Z/ ` Q9 b
2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031
* N, ~1 |6 z2 H% M 3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.041
9 _1 h" T# v4 U V 4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03
6 h3 T- W" Y5 S' b" X 5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.042- t$ Z8 y# _. a0 O' w4 g! F
右件椭圆均值0.0354
! L+ a. o/ D, b2 f5 R) S 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。
' ?6 z \: x+ G4 h/ k- @ 2 原因分析' M5 {. o) n7 i, t) j
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。; G$ u4 l7 x" Q9 y$ t
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。 . o, _. z( X6 r/ X1 Z
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。
! |2 P1 z- t- Y* X! i) ^* Y; _ 3 热处理工艺9 n8 R+ i; |* P, l1 z9 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。4 R5 S; D/ f( {& }1 B2 d
4 试验结果: f7 q/ o* f# N: L; T5 W. K
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。, l3 A2 a" Z2 O) E: N0 r+ c+ j8 k
左件
3 B! H: s( q! @4 D 序号 A B C D 椭圆度3 `, L" p- S% x5 H: T- V4 g
1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.01$ `2 Z2 S& `2 k2 V; W7 u
2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.018 e4 ^$ B6 }! H+ G1 Q+ t
3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013' N2 j8 z, E7 k6 N! W, T
4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021
8 a% S" y1 z+ D& ~$ x 5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.022
/ U) a! f( l" G9 W: z% c% D 6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.03
9 t- z' K) d# ] q- V+ T 7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.0177 n3 F) ?2 \. b: @9 c
8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008; f, v: }. ]" ~' ~. O
9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.023 G( g- B c* Q
10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016
& @6 B' l3 \" g 右件
E# f1 d% h) i2 ~ 序号 A B C D 椭圆度/ P& B: i2 V& j
1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02
; b! l! v, V9 ~% B 2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014
7 z+ A2 g+ c; `: B 3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018$ t3 {* I& w/ A7 w& ^
4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019
7 D8 k, r8 R2 Y. B% U 5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
( S2 m# F+ ^; K 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.0132 K3 s2 I/ |8 _4 y4 ?
7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.019
- ]" [* j5 e5 p+ ?9 w 8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.0218 x3 e; y k Y7 H, T+ R( b
9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008
$ v* z8 c8 D& v. J 10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005
+ d, Q+ d: R- }: \; B% d 右件椭圆均值：0.0154
5 R2 z( n, X& a6 b% ?# v 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。2 Z; [% d3 |8 G' r
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。
# m7 K w8 h! e! ]# {; F3 P3 e 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
|) ?3 ^# y9 ^% @5 Q 5 结论2 r9 Q% F# m& `$ h3 k. y7 v$ Y
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