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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。
) [/ o0 ~" r2 _' Q, C Q关键词：转向节内孔椭圆 解决
# o2 L F% L k! A: u 1 问题描述
+ \) p4 U0 q3 S& e0 q/ 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。
) b/ S2 Z1 g+ e0 D* k! f: j 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。7 v! Q) o# {1 I% `2 z
左件
7 K/ p; Q3 m+ m: @. [: j 序号 A B C D 椭圆度5 [$ V+ M" l8 o$ b" v5 K* v+ t
1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.032
9 F1 G9 v# c8 ]& Y$ I9 m 2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.0393 ~) O: E: q+ w
3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.037
" `' N# T2 S. T, u' G 4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.031
2 @% o6 n0 K R+ F) S 5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.045$ b$ k, S3 j& a2 U( G' R
左件椭圆均值：0.0368
, b5 V7 D/ t: t% m& O* q 右件
. s" R6 p& y$ K& x. \2 o7 N 序号 A B C D 椭圆度, x/ k/ V1 J% o6 g9 P8 n! F
1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033( _5 \, N# p+ ^
2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031
4 ~ o, H5 i! A: i 3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.041! j8 }3 c4 m" x3 M& t. K7 ?" ?
4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03
4 J$ k) j0 @9 z2 ]' H3 Q 5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.042
1 j/ Q0 Q, I1 r b3 O 右件椭圆均值0.0354
& w% \4 J8 ]6 U% {- X 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。
9 K& ~; r) V/ Z$ V2 X ]/ P 2 原因分析% s6 u6 U& R$ g5 `; h0 p/ I" k
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。1 T& ^& H% N; t( Z t1 z: S( h- E& H, @
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。
& t* p$ _6 T/ V+ d$ v% x9 b; c 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。( a. X1 A1 v) V. y. e
3 热处理工艺: n( E D# b0 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。
/ s4 y0 T7 w2 G0 X. r& t) K3 @ 4 试验结果
- y# H' D+ g# 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。2 M- h4 c% |$ b( I! `$ \
左件+ j U9 i6 s% Q; _# l' Q: O
序号 A B C D 椭圆度
H$ s: [7 k. N0 G 1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.01
& \" |7 k6 k5 l/ \: N; u- |: F/ [ 2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.015 z3 ~/ ^/ ^& B) m& D2 c6 |
3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013
; {& B0 ~5 T# V- G 4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021
* C% n# y6 O- W5 C: S5 \. L 5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.0228 r" G8 ?" f! F% [* N* v- W
6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.03$ J( ?2 T& v' G6 o+ o3 f7 N- D
7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.017
1 k- m; m6 O, {4 f2 a/ a! N' ]6 y 8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008% ?. G* Z M7 y+ a- [& ?
9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.021 ` K4 X% E$ N! Y: n: O$ B
10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016) o% a J3 s4 V; S& p d3 I* m
右件
7 G* E# s* @# D' n# a 序号 A B C D 椭圆度
' d( O( E; |5 _4 c5 o8 `$ V: O/ ? 1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02
/ X v9 K% ]* r9 k( I& Y8 s, A 2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014, Y- w- t6 H; e* }" }
3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018
$ B8 M; t* Q; c+ o 4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019) @$ m3 I% L, M9 E
5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
p$ l% t# m9 a2 t0 O5 e 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.013
0 Y* W' o9 J1 k% l. v6 N 7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.0193 Y% ?+ l* U% g0 }5 c5 B6 v
8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.021% R9 I7 o: y- I9 ?5 `: O
9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008
; j I3 X& W( s% m f9 Q4 b2 a 10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005
1 O* [5 d- A- ^8 C- a$ H; y$ F 右件椭圆均值：0.0154
8 d- D+ ?$ r0 m: H 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。
: a Z; n3 _: T K0 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。
& B+ v" K3 J4 c 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。& A @% D' u1 L- R% u% C8 _
5 结论8 `/ `, C) ~7 h$ x1 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