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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。
' f! L* W( @" L- v4 [! R关键词：转向节内孔椭圆 解决
* r. L7 j" d9 U3 d( Z j 1 问题描述
% e( Q( G! v* f 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。
8 k* j& E! q9 t! U/ A" V 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。
! I4 C) Z; I" f- D" ^. k 左件 3 N" D5 q: W* ~: Q I1 n. t U
序号 A B C D 椭圆度
5 }' B4 W4 R8 } ^; z 1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.032
+ w( G- n& K# L: Y. E 2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.039
. a0 |1 F9 f. z7 j 3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.0374 s5 i& x: Z) n; ^! s0 [
4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.0318 h6 @& C d. ^+ T& ]4 X( ~. y
5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.045
1 z' c! T8 t0 S4 K& V 左件椭圆均值：0.0368( w* l, ^2 C0 u" \
右件8 C7 a8 q }7 c M6 }
序号 A B C D 椭圆度
7 D+ h/ h9 k+ b" s8 z ^' y5 I- ` 1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.0337 I3 n; h5 D" S L, A
2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031
; K* K( ]7 |& t8 B+ e7 O2 B 3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.041! X! l5 W5 v( C+ i/ F
4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03- O. H# r6 X: c
5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.0420 K- o. G5 O: M$ `1 S$ M0 y
右件椭圆均值0.0354
3 V+ X( t y" Q n" V 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。
! J- S3 {! A( v! [( R. ^" o 2 原因分析
v6 M7 n: F0 c# C( R: G# d 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。
7 Z2 t2 c+ k O3 v& t* A 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。 5 A0 E2 ~$ E& Y) B7 b+ 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。
) p, [% V# f1 _, a 3 热处理工艺- o3 K' t* n1 N' q
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。1 [& T0 R c+ V! D- v8 J& |/ d
4 试验结果, Q9 B5 r4 r2 q
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。( Q4 _8 n/ H: Y3 w0 o
左件, @+ d$ ?4 \( y
序号 A B C D 椭圆度
8 j( P7 k" H/ L( [4 l 1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.01! i# e! j5 o A* X, \- p, C
2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.01
8 P r" p2 b& z- G. E3 `! u 3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.0138 j" Z3 P- K$ _5 d+ B
4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021! l2 ?0 X8 b% C- V1 A' z a
5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.022
* s# N- r* z/ e: ~3 T: ~! q 6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.035 J* B" X7 l% j& [
7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.017
% ?: S. L. K' b 8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008
) S$ n0 B2 F- o/ g {- T; o 9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.024 A# Y* m, `/ N
10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016" h7 a& ?5 q! T* m. a/ i3 w) ~
右件 ) ~1 w: }+ r9 E7 J! r: b
序号 A B C D 椭圆度. @, Y0 c8 U/ H; d& J; m0 W
1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.020 O3 _2 n' b" S4 D8 w+ d
2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014+ U' d! {- c* N8 F$ K3 R
3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018# Z* m( [* z6 J$ v3 }/ d8 v" E
4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019/ B* x4 Y/ x+ k# [( q5 T8 d$ d% z" L
5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
+ i1 p, L) b; f2 G2 i# Y3 Q 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.0134 Q$ b) H6 n6 i
7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.019
7 Y& h7 z9 V" D. L 8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.021
3 P1 a& L3 z7 |2 O. N6 I$ _ 9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008
' p0 b$ [' ?& w# `; j 10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005
\# C, T5 ]3 {$ Q 右件椭圆均值：0.01545 t7 [& ~% W4 M" 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。
& U( q- _6 t3 W5 f8 g9 e1 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。
) E/ w. \% e: \ ~ 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。) w& ?! k ^0 W9 a5 h; s9 T
5 结论
. F3 {" \- i" K: g) W; K) L 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