转向节内孔椭圆解决方案

转向节内孔椭圆解决方案

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：如图1示：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。见示意图2。

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。

左件

序号 A B C D 椭圆度

1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.032

2 81.92

3 81.887 81.926 81.923 0.039

3 81.91

4 81.88 81.917 81.91

5 0.037

4 81.914 81.883 81.914 81.90

5 0.031

5 81.91

6 81.881 81.92 81.926 0.045

左件椭圆均值：0.0368

右件

序号 A B C D 椭圆度

1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033

2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031

3 81.919 81.88

4 81.92

5 81.924 0.041

4 81.91

5 81.88

6 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

通过表1数据和折线图显示，尺寸主要变差点在B部位，且左右件变差部位一致。

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：如图，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：见图3、图4所示，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

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。见图5

4 试验结果

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。

左件

序号 A B C D 椭圆度

1 81.90

2 81.91 81.907 81.9 0.01

2 81.908 81.918 81.91

3 81.915 0.01

3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013

4 81.912 81.92

5 81.913 81.933 0.021

5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.022

6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.03

7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.017

8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008

9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.02

10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016

右件

序号 A B C D 椭圆度

1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02

2 81.908 81.91

3 81.91 81.922 0.014

3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018

4 81.912 81.918 81.91

5 81.931 0.019

5 81.899 81.908 81.902 81.91

6 0.017

6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.013

7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.019

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

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，组织如图示，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

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。

参考文献：

[1]国家钢铁产品质量监督检验中心.金属材料金相热处理标准汇编.中国标准出版