轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋產(chǎn)品質(zhì)量攻關(guān)

蔣春霞，曾金峰

（廣東省韶鑄集團(tuán)有限公司，廣東韶關(guān) 512031）

1 簡介

以下轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋產(chǎn)品是德國公司開發(fā)的產(chǎn)品，用于重型卡車裝配，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周身加工后焊接在橋殼的兩端，原來是采用鋼板組裝焊接的方式，如圖1所示。這種方式成本高，效率低，加之產(chǎn)品需求量有所增長，所以想和我公司聯(lián)合開發(fā)改成鑄件，這樣可以降低成本，節(jié)省時間，減少人力投入。兩種鑄件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4。

研究鑄件結(jié)構(gòu)，在滿足客戶使用強(qiáng)度和裝配的基礎(chǔ)上使鑄件的結(jié)構(gòu)更有利于鑄造過程的實(shí)施。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)角結(jié)合面較多，因此我們選用呋喃樹脂寶珠砂造型和制芯。因?yàn)閷氈樯笆乔驙钪行陨?，熱膨脹小，不易產(chǎn)生裂紋及其他膨脹類缺陷，而且可以確保內(nèi)腔的芯砂潰散性好，容易脫落，降低后續(xù)清理的工作。

產(chǎn)品的材質(zhì)是GS24Mn6V[1]，化學(xué)成分為：C:0.20% ～0.25% ；Si≤0.6% ；Mn：1.5% ～1.8% ；P ≤0.02%；S≤0.015%。產(chǎn)品要求調(diào)質(zhì)處理，機(jī)械性能要求：抗拉強(qiáng)度 610～800MPa，屈服強(qiáng)度＞450MPa，延伸率＞18%，沖擊韌性（－20℃）＞15J/cm2。 產(chǎn)品要求100%周身熒光磁粉探傷無裂紋，產(chǎn)品周身超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)ASTM A609 2級并且加工表面不允許有缺陷[2]。由于產(chǎn)品P，S含量要求嚴(yán)格控制，而且要求做本體機(jī)械性能檢測，因此冶煉的過程需要嚴(yán)格控制鋼水的夾雜物含量及合金的氧化度和吸氣量。

圖1 焊接件圖片

圖2 鑄件產(chǎn)品照片

圖3 左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋

圖4 右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋

2 生產(chǎn)及加工過程存在的問題

（1）鑄造工藝設(shè)計(jì)補(bǔ)縮的位置多，但超聲波探傷檢查和加工后時常會發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷。

（2）該產(chǎn)品安裝的配合面較多，產(chǎn)品裝夾和定位面要求穩(wěn)定性好，因此對產(chǎn)品尺寸的一致性要求很高，也對鑄造工藝模具的設(shè)計(jì)及手工造型操作過程的質(zhì)量控制帶來很大難度。

（3）前期生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋產(chǎn)品在德國公司加工后，存在的質(zhì)量問題如下：

1）左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋側(cè)面的凸臺位置超聲波探傷和加工后的缺陷率較高并且深淺不一，如圖5所示。

2）左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋頭部環(huán)形位置氣縮孔，如圖6所示。

3）左頂部條形位置加工后缺陷，如圖7所示。

4）客戶反饋毛坯裝夾定位基準(zhǔn)的問題，如圖8和圖9所示。

圖5 左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋凸臺加工后

圖6 左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋氣縮孔缺陷

3 原因分析

（1）左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋凸臺位置，由于產(chǎn)品左右結(jié)構(gòu)不對稱，有凸臺一側(cè)的底部存在一塊厚板，不利于外側(cè)凸臺位置的補(bǔ)縮[3]，如圖9和圖10所示。

（2）氣縮孔產(chǎn)生的原因是環(huán)形位置與其他部位不連貫，在鋼水充型過程中無法排出型腔中的氣體，導(dǎo)致型內(nèi)壓力增大，無法充滿鋼水。

（3）條形位置的頂部未能直接延長至四方臺開口位置，導(dǎo)致條形頂部位置通道不順暢。

（4）左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋加工定位點(diǎn)不平是由于此位置放置外冷鐵，所以外觀形狀不整。右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋是由于拔模斜度的存在導(dǎo)致夾緊和定位的兩個面不平行，實(shí)際存在拔模角。兩種產(chǎn)品的夾緊面有高低不平均是因?yàn)槭止ぴ煨停止づ淠：舷洳环€(wěn)定所致。

圖7 左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋條形位置加工后缺陷

圖8 右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋裝夾位置不平

圖9 有凸臺一側(cè)的內(nèi)腔形狀

圖10 無凸臺一側(cè)的內(nèi)腔形狀

（5）現(xiàn)場操作缺少圖文并茂的作業(yè)指導(dǎo)，導(dǎo)致操作人員操作過程有差別，質(zhì)量忽好忽壞，不穩(wěn)定。對重點(diǎn)控制的加工裝夾定位沒有重點(diǎn)考慮打磨工序的控制。

4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝、模具改進(jìn)及生產(chǎn)驗(yàn)證過程

（1）左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋由于內(nèi)腔板狀凸起和外側(cè)頂部凸臺連接，造成產(chǎn)品熱節(jié)過大，冒口補(bǔ)縮不夠。經(jīng)過與客戶溝通，取消內(nèi)腔的板狀凸起，減少外側(cè)凸臺的熱節(jié)，確保冒口能充分補(bǔ)縮外側(cè)凸臺位置。經(jīng)過現(xiàn)場解剖產(chǎn)品及UT過程發(fā)現(xiàn)：取消內(nèi)腔板狀凸起的鑄件，外側(cè)凸臺內(nèi)部質(zhì)量致密，縮松消失。發(fā)給客戶樣品加工未發(fā)現(xiàn)此凸臺有缺陷，如圖11所示。

（2）左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋將條形位置延長至四方框頂部，冒口補(bǔ)貼的正下方，使冒口補(bǔ)縮通道[3]順暢，消除條形頂部縮孔。經(jīng)過解剖和超聲波探傷及客戶現(xiàn)場加工反饋，發(fā)現(xiàn)條形位置無缺陷。如圖12和圖13。

圖11 修改后未發(fā)現(xiàn)有缺陷

圖12 現(xiàn)場解剖產(chǎn)品

圖13 客戶反饋加工后的產(chǎn)品

（3）通過跟客戶溝通在環(huán)形位置頂部增加兩個?15的排氣孔，觀察環(huán)形位置的缺陷是否消失。經(jīng)過鑄件解剖，和客戶加工驗(yàn)證，增加了排氣孔的產(chǎn)品，氣縮孔消失，鑄件合格。如圖14和圖15所示。

（4）通過修改左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋冷鐵位置和將右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋模具的定位面改成拆活[4]，沒有拔模斜度，從而確保定位及夾緊面的表面平整。通過模具和工藝修改，經(jīng)過粗加工測量，3處定位基準(zhǔn)面厚度尺寸控制在1mm以內(nèi)，模具修改及現(xiàn)場測量如圖 16、17、18、19 所示。

（5）通過制作現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)書，并培訓(xùn)各工序操作者[5]，使操作者對產(chǎn)品要求能準(zhǔn)確把握。減少客戶加工前對產(chǎn)品的返修和調(diào)整。

圖14 現(xiàn)場解剖產(chǎn)品

圖15 客戶反饋加工后的產(chǎn)品

圖16 右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋模具修改前

圖17 右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋模具修改后

圖18 左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋冷鐵位置修改前

圖19 左轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋冷鐵位置修改后

（6）經(jīng)過采取以上的各項(xiàng)措施，左右轉(zhuǎn)向節(jié)端蓋產(chǎn)品得到客戶的認(rèn)可。同時產(chǎn)品質(zhì)量得到了很好的控制，也大大降低了各工序的處理成本，提高了生產(chǎn)效率。

5 總結(jié)

通過此次質(zhì)量攻關(guān)，我們與客戶相互配合成功開發(fā)了端蓋的鑄件產(chǎn)品，把PDCA循環(huán)[6]貫穿到整個實(shí)施過程，并形成相應(yīng)文件及制度；使用呋喃樹脂寶珠砂做出的端蓋產(chǎn)品內(nèi)外表面光潔無裂紋，加工面無砂孔氣孔等缺陷，客戶加工過程尺寸穩(wěn)定，并且達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，攻關(guān)取得了圓滿的成功；與此同時為了鞏固成果，對車間管理人員及現(xiàn)場的操作者進(jìn)行專題培訓(xùn)，提高大家的技術(shù)水平；為了使質(zhì)量水平穩(wěn)步提高，我們將本次質(zhì)量攻關(guān)活動的經(jīng)驗(yàn)加以整理歸納，作為以后有關(guān)技術(shù)規(guī)程編制的依據(jù)。