转向节上臂锻件质量问题研究

文／白景富·中国第一汽车股份有限公司发展部动力总成室

转向节上臂锻件质量问题研究

文／白景富·中国第一汽车股份有限公司发展部动力总成室

转向节上臂是中重型汽车及变型车前桥转向系中的保安件，该件形状复杂，工艺流程为：5000kN剪床剪切下料→20000kN锻压机模锻→2500kN切压床热切边→调质→清理→冷校正→探伤→入库。锻件图如图1所示。

图1 转向节上臂锻件图

锻件在生产中经常出现的质量问题

⑴表面质量不合格；

⑵锻件错差；

⑶尺寸或落差不合格；

⑷硬度不合格；

⑸锻件变形，加工后孔偏。

问题的产生原因及解决办法

表面质量不合格

经常出现的是氧化坑，产生原因是型槽内氧化皮堆积，这时需要增加风管吹净型槽内的氧化皮。

锻件切边时有压痕、过切或留有毛刺，产生原因是切边模与锻模不配套，这时需要调整、修磨或更换切边模。

锻件错差

如上下模在装配时错移，需要重新调整；如导柱导套间隙大，需要重新更换。另外，为防止锻件错差，可设计带有锁扣的模具。

尺寸或落差不合格

尺寸不合格首先要检查模具的闭合高度是否需要调整，坯料的直径大小是否合格，坯料的加热温度是否合适，最后再检查模具是否合格。

落差不合格首先要检查切边模是否合格，然后再检查锻模。在锻打时将锻件的落差公差控制在最终锻件的1.5倍，冷校正不合格要依据具体情况修磨冷校正模。

硬度不合格

根据锻件的实际硬度，依据作业文件调整淬火温度或淬火介质的温度；也可以根据淬火硬度的高低调整回火的温度或冷却介质的温度。

锻件变形，加工后孔偏

此问题是锻件经常出现的质量问题，也是所要解决的重点问题。转向节上臂自大批量生产以来，个别件在检查时上夹具抽检不合格，不合格率在10%以上，最多达50%。上夹具不合格的锻件在冷加工单位加工后圆中间锥孔偏向一侧，由于壁厚超差而报废，影响正常生产，给企业锻件质量信誉造成极大影响。

⑴原因分析。

1)锻模公差。锻模公差是锻件产生变形(上夹具不合格)的主要原因。根据《锻模、切边模、校正模、平锻模制造、修复技术条件》中锻模的制造、修复技术条件，尺寸在20～50mm时终锻型槽的宽或直径方向公差为+0.4-0.2mm，由下文的打磨量与变化量的关系(表1)可以看出，锻模在制造中的公差可以造成锻件上夹具不合格。

2)切边变形。由于切边凸模型槽部分的公差按终锻型槽的公差制造，以及切边凸模与锻件存在不紧贴间隙(尺寸在30～50mm时，间隙为0.4mm)，因此切边时产生的锻件压痕也会造成锻件上夹具不合格。

3)切边毛刺。切边毛刺会影响锻件的定位从而造成锻件上夹具不合格。

⑵纠正措施。

对已生产的锻件所采取的纠正措施如下：

1)采用冷加工调整加工尺寸的方法进行试加工，由于锻件偏差方向不一致，效果不理想。

2)采用热校正的方法。这时锻件需要重新加热，温度控制不好的话容易造成锻件氧化坑、尺寸不合格等缺陷，校正后需要重新进行热处理、清理、校正、探伤，工艺流程长，浪费动能、工时。

3)采用打磨的方法进行试验。打磨后到冷加工单位试加工，加工结果证明此方法可行。打磨不需要加热等其他工序，缩短了修复时间，减少了动能及工时的浪费。

综上所述，采用打磨的方法是解决已生产锻件变形的有效方式。

⑶打磨的规律。

1)加工后孔向外偏。

①锻件不错差时，打磨小圆外下侧或大圆内下侧，如图2所示。

②锻件错差如图3所示，应先打磨小圆外下侧，如上夹具不合格，再打磨大圆内下侧。

图2 加工后孔向外偏打磨情况1

图3 加工后孔向外偏打磨情况2

图4 加工后孔向外偏打磨情况3

③锻件错差如图4所示，应先打磨大圆内下侧，如上夹具不合格，再打磨小圆外下侧。

2)加工后孔向内偏。

①锻件不错差时，打磨小圆内下侧或大圆外下侧，如图5所示。

②锻件错差如图6所示，应先打磨大圆外下侧，如上夹具不合格，再打磨小圆内下侧。

③锻件错差如图7所示，应先打磨小圆内下侧，如上夹具不合格，再打磨大圆外下侧。

图5 加工后孔向内偏打磨情况1

图6 加工后孔向内偏打磨情况2

图7 加工后孔向内偏打磨情况3

表1 打磨量

⑷预防措施。

依据纠正措施制订预防措施方案，坚持首件必检，生产过程按频次检查，发现问题及时解决，避免批量问题的重复发生和返工或返修所造成的浪费。依据上文所提及的打磨规律分别打磨模具与之相反的部位，打磨量见表1。

由上表可见，发现问题时只要对模具进行少量的打磨，就可以避免大批量锻件质量问题的发生，将问题消灭在萌芽中。

结束语

通过对以上问题的研究与解决，可以使企业避免重大质量问题的发生，为企业解决生产中出现的类似质量问题提供办法和工艺参数。