转向节内孔椭圆解决方案

zpc64

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。
关键词：转向节内孔椭圆 解决   
    1 问题描述
    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。
6 q' W/ I* Q# g1 S" E    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。
5 V: H( K; e: H) Y0 D: [         左件  
    序号    A        B        C        D    椭圆度
* a7 Q/ t" @- W1 X& v! F     1   81.913   81.883   81.915   81.913  0.032
; u! A4 s0 l2 |4 Q" R     2   81.923   81.887   81.926   81.923  0.039
     3   81.914   81.88    81.917   81.915  0.037
     4   81.914   81.883   81.914   81.905  0.031
8 P0 L* [7 q0 C2 e$ v" m4 ]! ^7 U     5   81.916   81.881   81.92    81.926  0.045
2 j9 C! Q* M8 D3 f- n     左件椭圆均值：0.0368
) e" M7 C9 K* \$ ]6 c6 f8 f1 x# q- H         右件
& D8 S. |/ q4 k5 F% t0 y    序号      A       B        C        D      椭圆度
     1     81.897   81.877   81.91    81.895   0.033
: R4 I4 u6 ?  ]     2     81.914   81.885   81.916   81.912   0.031
+ U2 T2 }. o. X# p- \0 H. K0 q     3     81.919   81.884   81.925   81.924   0.041
$ p6 j! z2 D+ L0 V- x) s     4     81.915   81.886   81.916   81.914   0.03
     5     81.921   81.885   81.927   81.917   0.042
     右件椭圆均值0.0354
0 L/ D" E: c* G) o    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" `# K$ R8 d  h% }* O) S; T    2 原因分析
    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。
    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。
    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。
    3 热处理工艺
: a1 G* }& l# i1 y, O) ~5 M! A    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。
( u) S% o" y: o+ b$ l    4 试验结果
. H, F, I+ @) L& `# j    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。
1 J' k9 h1 S, s7 @        左件
0 T" l4 e* ~( h    序号      A        B        C       D      椭圆度
. n$ A+ M6 I/ K: w. z/ \     1     81.902   81.91    81.907   81.9     0.01
     2     81.908   81.918   81.913   81.915   0.01
# x( G: o, _2 l/ {& s     3     81.908   81.918   81.91    81.921   0.013
, ]7 v: W1 F4 W/ e* L/ j     4     81.912   81.925   81.913   81.933   0.021
     5     81.9     81.91    81.907   81.922   0.022
% @+ b, l% ^0 _% B6 t8 y# V/ K     6     81.892   81.9     81.9     81.922   0.03
     7     81.9     81.9     81.903   81.917   0.017
) D9 x/ C9 H. n# _; @. u* J$ A1 S2 ?     8     81.891   81.89    81.895   81.898   0.008
! Q/ M# V6 P5 c2 B     9     81.907   81.902   81.9     81.92    0.02
     10    81.897   81.902   81.891   81.913   0.016
9 t# N" W# l& D/ p7 [        右件
9 l, @+ e  [: }    序号     A         B        C       D      椭圆度
$ z9 b- q/ f+ S( k( B     1     81.908   81.908   81.905   81.925   0.02
+ |+ y: N, V6 n! R6 i: y     2     81.908   81.913   81.91    81.922   0.014
     3     81.907   81.917   81.91    81.925   0.018
     4     81.912   81.918   81.915   81.931   0.019
/ A- a  l3 M/ ?' z     5     81.899   81.908   81.902   81.916   0.017
* Q* e1 B- g3 h$ v     6     81.89    81.9     81.892   81.912   0.013
5 D. W& T+ W9 y     7     81.895   81.908   81.897   81.914   0.019
; C1 d+ m" l- X( ?7 U$ v     8     81.887   81.895   81.888   81.908   0.021
     9     81.902   81.903   81.905   81.91    0.008
     10    81.89    81.889   81.893   81.894   0.005
! k/ `3 s+ p, E1 |' P5 q2 g" M( C     右件椭圆均值：0.0154
     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。
    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。
     浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
     5 结论
, R* y. I0 q9 J, J# K/ G     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。