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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。
9 K, R3 U' t) [) k; C* |9 ^! I关键词：转向节内孔椭圆 解决
2 ]2 M+ R8 S# o, e( Y' Y$ w 1 问题描述/ o. g2 z ?7 k1 e
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。' P1 G+ S+ R* w; j+ I
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。
% B0 [8 q, B3 r6 X 左件 8 y% {8 K0 z# L9 { \1 ^, F z" w
序号 A B C D 椭圆度% V: h: ]+ ]: A4 y: F' }
1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.0322 y5 {1 ]$ O: ` k; q1 T7 H
2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.039
& S, T; M- a7 `, K# G$ m 3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.037
7 n+ o {9 T3 M9 B" s7 A) x6 d6 H 4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.031
/ V6 d$ s g6 A9 Q# R# o! X- g+ C4 V 5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.045
' \0 ^% z7 T' A3 s 左件椭圆均值：0.03685 ~9 }, _: \6 P1 ]& U; u
右件
' {" f: E) I; q. w& S 序号 A B C D 椭圆度
1 e% r) X. L/ R' p6 D 1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033 {: [) A. l5 R ~
2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031: L, L# a9 i3 D! W
3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.0417 c+ M) B' I: r$ ?+ u) R2 W
4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03
9 T6 d! Y+ f& x; L1 k' e 5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.042
. V& h, k1 q, a9 V. F' [2 M- v 右件椭圆均值0.0354
+ o* L+ n3 Y7 y) }( P- { 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。
; M7 V, Q& W' j" N* l; E 2 原因分析
- C( |. a$ l- f7 l2 y# u; j. o, 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。
. b4 N: \$ U2 i7 V1 N. 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。 9 _0 M6 X+ v5 C$ R, |! K8 F, 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。6 p/ o8 \# E3 J+ \' D+ o4 x
3 热处理工艺2 @+ l1 y* _; T; D2 t
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 V0 Y8 ]5 }( G1 Q$ f
4 试验结果
9 f6 q" A* t1 `7 b 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。 q* G8 S s/ j& w
左件
" v5 v2 j' ?! M+ D% W& C" y 序号 A B C D 椭圆度
2 ^/ M2 [2 ~6 G5 o$ ]! | 1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.01
& m% N* q; R6 Z) p 2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.01
( b+ Z7 E1 x5 }% z/ ^0 M7 `( d 3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013
6 P p: }, d& Y" w6 b 4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021
8 l# T6 `; R& \* n5 ^$ e G 5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.022
4 x/ M, `# q( u5 B 6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.03
2 k% a" [ ]1 f1 f! N6 v 7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.017 U& t% I* \! N
8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008
! D9 `5 N2 N; H# r( [4 j3 D, F/ b 9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.02
. |& W F2 |' o 10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016
! i5 `/ e& K; T* Y 右件 ) I2 I9 l" e. m2 @1 ]3 ?2 A' K7 }
序号 A B C D 椭圆度2 h, V/ X" m" a4 m) |- L, q
1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02& {0 N4 s0 \3 t( ^: ~" @) e
2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014& J* R" p8 q+ N8 u7 G) N* l3 Z
3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018+ C8 o- w6 b/ |
4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019" O9 E4 L6 {6 @% @8 I0 Q
5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
- c) g6 Y. U6 Q2 G$ i( \$ G 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.013* `" s- |3 X' s
7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.019) y3 A7 t' U; e3 T
8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.021
3 `2 `% `: N Z& D9 T 9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008) D+ _; }( F' i
10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005
% w5 B" ^' e+ S; w/ H 右件椭圆均值：0.0154
% M* n2 `6 a8 o. U* o 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。6 G5 u! [, ?# O; H% Z) d
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。
4 T1 Q6 T4 C% K) r9 D1 I; y9 { 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
7 y4 Q9 ?! N( x1 } 5 结论
! }" O, e, Z0 m$ J0 i. t2 J 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