文／白景富·中國第一汽車股份有限公司發(fā)展部動(dòng)力總成室

轉(zhuǎn)向節(jié)上臂鍛件質(zhì)量問題研究

文／白景富·中國第一汽車股份有限公司發(fā)展部動(dòng)力總成室

轉(zhuǎn)向節(jié)上臂是中重型汽車及變型車前橋轉(zhuǎn)向系中的保安件，該件形狀復(fù)雜，工藝流程為：5000kN剪床剪切下料→20000kN鍛壓機(jī)模鍛→2500kN切壓床熱切邊→調(diào)質(zhì)→清理→冷校正→探傷→入庫。鍛件圖如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)向節(jié)上臂鍛件圖

鍛件在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題

⑴表面質(zhì)量不合格；

⑵鍛件錯(cuò)差；

⑶尺寸或落差不合格；

⑷硬度不合格；

⑸鍛件變形，加工后孔偏。

問題的產(chǎn)生原因及解決辦法

表面質(zhì)量不合格

經(jīng)常出現(xiàn)的是氧化坑，產(chǎn)生原因是型槽內(nèi)氧化皮堆積，這時(shí)需要增加風(fēng)管吹凈型槽內(nèi)的氧化皮。

鍛件切邊時(shí)有壓痕、過切或留有毛刺，產(chǎn)生原因是切邊模與鍛模不配套，這時(shí)需要調(diào)整、修磨或更換切邊模。

鍛件錯(cuò)差

如上下模在裝配時(shí)錯(cuò)移，需要重新調(diào)整；如導(dǎo)柱導(dǎo)套間隙大，需要重新更換。另外，為防止鍛件錯(cuò)差，可設(shè)計(jì)帶有鎖扣的模具。

尺寸或落差不合格

尺寸不合格首先要檢查模具的閉合高度是否需要調(diào)整，坯料的直徑大小是否合格，坯料的加熱溫度是否合適，最后再檢查模具是否合格。

落差不合格首先要檢查切邊模是否合格，然后再檢查鍛模。在鍛打時(shí)將鍛件的落差公差控制在最終鍛件的1.5倍，冷校正不合格要依據(jù)具體情況修磨冷校正模。

硬度不合格

根據(jù)鍛件的實(shí)際硬度，依據(jù)作業(yè)文件調(diào)整淬火溫度或淬火介質(zhì)的溫度；也可以根據(jù)淬火硬度的高低調(diào)整回火的溫度或冷卻介質(zhì)的溫度。

鍛件變形，加工后孔偏

此問題是鍛件經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題，也是所要解決的重點(diǎn)問題。轉(zhuǎn)向節(jié)上臂自大批量生產(chǎn)以來，個(gè)別件在檢查時(shí)上夾具抽檢不合格，不合格率在10%以上，最多達(dá)50%。上夾具不合格的鍛件在冷加工單位加工后圓中間錐孔偏向一側(cè)，由于壁厚超差而報(bào)廢，影響正常生產(chǎn)，給企業(yè)鍛件質(zhì)量信譽(yù)造成極大影響。

⑴原因分析。

1)鍛模公差。鍛模公差是鍛件產(chǎn)生變形(上夾具不合格)的主要原因。根據(jù)《鍛模、切邊模、校正模、平鍛模制造、修復(fù)技術(shù)條件》中鍛模的制造、修復(fù)技術(shù)條件，尺寸在20～50mm時(shí)終鍛型槽的寬或直徑方向公差為+0.4-0.2mm，由下文的打磨量與變化量的關(guān)系(表1)可以看出，鍛模在制造中的公差可以造成鍛件上夾具不合格。

2)切邊變形。由于切邊凸模型槽部分的公差按終鍛型槽的公差制造，以及切邊凸模與鍛件存在不緊貼間隙(尺寸在30～50mm時(shí)，間隙為0.4mm)，因此切邊時(shí)產(chǎn)生的鍛件壓痕也會(huì)造成鍛件上夾具不合格。

3)切邊毛刺。切邊毛刺會(huì)影響鍛件的定位從而造成鍛件上夾具不合格。

⑵糾正措施。

對(duì)已生產(chǎn)的鍛件所采取的糾正措施如下：

1)采用冷加工調(diào)整加工尺寸的方法進(jìn)行試加工，由于鍛件偏差方向不一致，效果不理想。

2)采用熱校正的方法。這時(shí)鍛件需要重新加熱，溫度控制不好的話容易造成鍛件氧化坑、尺寸不合格等缺陷，校正后需要重新進(jìn)行熱處理、清理、校正、探傷，工藝流程長，浪費(fèi)動(dòng)能、工時(shí)。

3)采用打磨的方法進(jìn)行試驗(yàn)。打磨后到冷加工單位試加工，加工結(jié)果證明此方法可行。打磨不需要加熱等其他工序，縮短了修復(fù)時(shí)間，減少了動(dòng)能及工時(shí)的浪費(fèi)。

綜上所述，采用打磨的方法是解決已生產(chǎn)鍛件變形的有效方式。

⑶打磨的規(guī)律。

1)加工后孔向外偏。

①鍛件不錯(cuò)差時(shí)，打磨小圓外下側(cè)或大圓內(nèi)下側(cè)，如圖2所示。

②鍛件錯(cuò)差如圖3所示，應(yīng)先打磨小圓外下側(cè)，如上夾具不合格，再打磨大圓內(nèi)下側(cè)。

圖2 加工后孔向外偏打磨情況1

圖3 加工后孔向外偏打磨情況2

圖4 加工后孔向外偏打磨情況3

③鍛件錯(cuò)差如圖4所示，應(yīng)先打磨大圓內(nèi)下側(cè)，如上夾具不合格，再打磨小圓外下側(cè)。

2)加工后孔向內(nèi)偏。

①鍛件不錯(cuò)差時(shí)，打磨小圓內(nèi)下側(cè)或大圓外下側(cè)，如圖5所示。

②鍛件錯(cuò)差如圖6所示，應(yīng)先打磨大圓外下側(cè)，如上夾具不合格，再打磨小圓內(nèi)下側(cè)。

③鍛件錯(cuò)差如圖7所示，應(yīng)先打磨小圓內(nèi)下側(cè)，如上夾具不合格，再打磨大圓外下側(cè)。

圖5 加工后孔向內(nèi)偏打磨情況1

圖6 加工后孔向內(nèi)偏打磨情況2

圖7 加工后孔向內(nèi)偏打磨情況3

表1 打磨量

⑷預(yù)防措施。

依據(jù)糾正措施制訂預(yù)防措施方案，堅(jiān)持首件必檢，生產(chǎn)過程按頻次檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，避免批量問題的重復(fù)發(fā)生和返工或返修所造成的浪費(fèi)。依據(jù)上文所提及的打磨規(guī)律分別打磨模具與之相反的部位，打磨量見表1。

由上表可見，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)只要對(duì)模具進(jìn)行少量的打磨，就可以避免大批量鍛件質(zhì)量問題的發(fā)生，將問題消滅在萌芽中。

結(jié)束語

通過對(duì)以上問題的研究與解決，可以使企業(yè)避免重大質(zhì)量問題的發(fā)生，為企業(yè)解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的類似質(zhì)量問題提供辦法和工藝參數(shù)。