较大直径螺纹孔“烂牙”的修复方法- .pdf

较大直径螺纹孔 烂牙 的修复方法 南 昌凯马柴油机有限公司 江西3 3 0 0 1 3 徐敬军 我厂生产的某型号机组零件叶轮体外形尺寸大 材 料为 Z G 2 7 0 5 0 0 其端面在圆周 ff 9 8 2 5 m m均布 1 0个 M7 2 4 6 H不通螺纹孔 为机组重要紧固联接螺纹 金加工车间在执行此钻孑 L 攻螺纹工序后 发现有一个 M 7 2 X 4螺孑 L 出现了较大面积的 缺肉 与 烂牙 1 问题分析 经检查烂牙是因铸造缩松缺陷导致 但缺陷没有进 一 步延伸至本体更深部位 考虑到加工 1 0个 M 7 2 X 4螺 纹孔为最后一道工序 之前的工序完工交检合格 因一 个螺纹孔烂牙而报废这样重要的零件确实不经济 故决 定对烂牙螺纹实施修复 由于缺陷部位不利于焊接操 作 且补焊后焊缝硬度高 属单边切削 加工会相当困 难 补焊修复方案一开始就被否定 由此解决的办法就 集中到用镶套修复的方案上 即钻大孑 L 去除缺陷层后再 镶一个与本体材料接近的钢套 具体尺寸如图 1所示 兰 一 0 9 8 0 一 8 2 5 b 6 0 0 M7 2 4 6 I J I 钢 I t 量 l 体 L 图1 2 修复方案确定 慎重考虑后提出两种镶套修复方案 镶钢丝螺套与 镶过盈钢套 现简单阐述两种方法的修复机理 1 钢丝螺套是由高精度菱形截面的钢丝精确加工 成的一种螺旋状同心体螺纹 其紧固原理为 稍大于安 装孔的螺套外径进入螺纹孑 L 后 螺套就如弹簧一样能自 动轴向与径向调节 从而紧固联接件 2 过盈钢套是内圆事先精确加工出所需螺孔 外 圆与安装孑 L 过盈配合 冷套安装后 钢套与本体之间产 生相互压紧的装配压力 所形成的摩擦力与摩擦力矩以 克服其所受的轴向力或扭矩而不至于脱出本体 从而紧 固联接件 从理论经验判断 镶钢丝螺套的安全系数较大 应 为首选 但生产厂家 M 7 2 X 4的规格没有现货需定制 同时螺套的安装孔 M 7 6 螺纹需我们精确加工 本厂的刀 具库没有制造此螺纹的一套钻头与丝锥 需外购定作 以上两项外购定作成本较高 且采购周期最少也要 2 天 我们只好采用第二套方案镶过盈钢套 材料为4 5 A钢 此方案的使用前提是过盈联接件不在高温和高转速 及交变载荷而使过盈量减少甚至消失的工作环境内 强 度校核工作的重点为三个步骤 按钢材的屈服极限 计算出材料开始出现塑性变形时的极限过盈量 6及此时 的装配应力 P 选择合理的过盈量便于冷套装配 并 计算出此过盈量下所产生的摩擦力与摩擦力矩 摩擦 力及摩擦力矩和所承受的轴向力及扭矩比较并计算出工 作安全系数 查本厂机组相关资料 单个 M 7 2 X 4螺栓所受的外 界轴向力 Q 8 0 k N 此螺纹预紧力 Q 3 8 0 k N 所以钢 套安装后所承受的总的轴向力为 Q Q q 4 6 0 k N 由于叶轮体与主轴法兰接合面有多个 b S 0 m m的销钉传 递扭矩 所以过盈钢套不承受外界扭矩 校核扭矩时只 考虑螺纹的拧紧力矩 3 强度计算 由图 l 转化成的 材料力学中厚壁筒过 盈计算简图 如图 2 所示 其中 b为被包 容件外径的一半 亦 即包 容 件 内径 的一 参磊 工 jn r 兰 笪 兰 塑 w m ot a wor k ing 7 9 50 c o r n 圈 王 羔 半 n为被包容件内径的一半 c为包容件外径的一半 日为配合面高度 其数值分别为 n 3 6 m m 6 6 5 ra m c 7 7 5 mm H 1 5 0 ram 1 计算过盈产生的装配应力P 由材料力学公式 得出 P 钢材 的屈 服 极 限 2 8 0 M P a 计 算 出 P 9 7 0 5 6 MP a 2 计算极限过盈量 按材料力学公式 JP 2 2 b 一 f c 一n 钢材 的弹 性 模 量 E 2 8 0 G P a 计 算 得 出 6 0 2 2 9 m m 所选的实际过盈量一般不能超过此数值 3 选择合适的实际过盈量 6 0 由于钢套的安装孔 用本厂现有的 q S 1 3 0 H 6旧铰刀铰孔 加工出的尺寸为 4 1 3 o 0 0 5 m m 对照优先过盈配合 q S 1 3 0 H 7 u 6最大过盈 与最小过盈量 分别为 0 1 3 m m与0 1 9 5 m m 我们选 取实际过盈量为0 1 8 0 2 0 mm 那么钢套的外径加工 尺寸就定为 1 3 0 00 2l 08 m m 4 计算实际过盈量在配合面产生的摩擦力 F及工 作安全系数 n 计算公式 F F S f v s 3 式中 单位面积摩擦力 产 摩擦系数 取0 1 5 P 装配应力 S 过盈配合面积 由式 2 可以看出装配应力 P与过盈量 6成线性 关系 P 9 7 0 5 6 MP a对应 的 占 0 2 2 9 m m 那 么 占 0 1 8 ram就可以算出对应的 P 9 7 0 5 6 0 1 8 0 2 2 9 7 6 2 8 9 MP a 再由式 3 计算出F 7 0 0 6 7 6 k N 按前面所述钢套所受的轴向力 p 4 6 0 k N 求得 安全系数 n P Q 7 0 0 6 7 6 4 6 0 1 5 2 3 因此按最 小实际过盈 0 1 8 ra m安装的钢套其工作安全系数大于 1 5 5 计算摩擦力 F对轴心线的摩擦力矩 计算公 式 M F o S b f e S b 可算出 6 0 1 8 m m 时的 M 4 6 8 k N m 而按经验公式估算 M 7 2 x 4 螺纹的拧紧力 矩 M O 1 5 Q 2 2 a 0 1 5 X 3 8 0 x 7 2 4 1 k N 11 1 此数 幽 笪 塑 WWW met a wo r k ing1 95 0 c om 参磊 工冷 加 工 值也可以近似认为用丝锥攻 M 7 2 X 4的所需的扭矩 由 于远小于摩擦力矩 所以不管是钻孔攻螺纹还是拧紧螺 纹 钢套都不会有在本体内打滑的趋势 4 施工细节处理 1 钢套内孔收缩的控制 过盈钢套进人安装孔 后 由于内壁收缩影响到螺纹的尺寸精度 建议钢套装 配后再进行螺纹的加工 2 钢套与本体的接缝处理钢套冷装后 在本体 端面形成环形接缝 与其他螺纹的端面产生鲜明的对 比 为统一外观质量 消除用户的疑虑 我们对接缝处 小面积封焊处理 因此处的焊接量不宜过大 在钢套的 接缝端外圆倒 2 m m X 4 5 坡 口 用变形小的氩弧焊 焊 后精心打磨平整 保证了外观质量 让用户放心 MW 收稿 日期 2 0 1 0 0 6 2 3 防止磨 削裂纹 的 操作方法 北京二七轨道交通装备有限责任公司 1 0 0 0 7 2 黄利达 曲轴在磨削时易产生磨削裂纹 原因是砂轮不锋 利 对刀或进刀过快 使轴颈表面温度瞬间急剧变化而 产生的 为防止曲轴磨削过程中裂纹的产生 笔者总结 了一套行之有效的操作方法 能够确保曲轴的精加工质 量 1 勤打砂轮 为降低磨削轴颈时产生的切削热 量 应保证砂轮锋利 每磨削两个轴颈修整 砂轮一 次 2 缓慢对刀对刀时应关闭切削液 在轴颈