Представлен метод контроля точности обработки резьбовых отверстий. Благодаря систематическому анализу каждого звена производственного процесса такие методы, как повышение уровня точности в состоянии детали, контроль точности резьбы и увеличение величины компенсации за счет обратного нарезания резьбы, а также разработка специальных защитных винтов позволили решить технические проблемы и были успешно применены. . для массового производства.
1 Преамбула
Оболочка камеры сгорания двигателя определенного типа состоит из переднего патрубка, тонкостенного вращающегося цилиндра, заднего патрубка и опоры, выполненной аргонно-дуговой сваркой, термообработкой и пескоструйной обработкой. Наружная поверхность тонкостенной обечайки камеры сгорания приварена 2-мя рядами осевых опор общим количеством 20 штук. Расчетный образец опор требует точности резьбы M4-6H. Резьба опоры используется для установки оболочки троса ракеты, при этом качество и надежность резьбового соединения должны быть высокими. Из-за ограничений опорной конструкции, материала и пространственной структуры сварной части с кожухом камеры сгорания для обработки резьбы используется традиционный процесс, а квалифицированная скорость продукта низкая. В этой статье анализ процесса и исследование проводятся на каждом звене обработки продукта, а разумный и эффективный метод контроля точности резьбы получается путем проверки, сравнения и анализа испытаний.
2 Характеристики структуры продукта и трудности обработки
2.1 Конструктивные особенности
Внешние размеры кожуха камеры сгорания относительно велики: внешний диаметр 500мм и длина 4500мм. Опора приварена вручную к наружной поверхности обечайки камеры сгорания, ее радиальный размах составляет (114±0,2) мм. Корпус камеры сгорания и опорные материалы изготовлены из сверхвысокопрочной стали Д406А. Конструкция опоры корпуса камеры сгорания показана на рис. 1. Форма опоры представляет собой продолговатую конструкцию, наружный диаметр 14 мм, ширина 1 мм, центр имеет внутреннюю резьбу М4-6Н с шаг 0,7 мм. Между нижним пазом с резьбой и тонкостенным корпусом имеется зазор всего 0,7 мм.
Рисунок Рис. 1 Опорная конструкция кожуха камеры сгорания
2.2 Сложности обработки
Технологическая схема обработки опоры представлена на рисунке 2. Если резьбовые отверстия опоры обрабатываются после сварки и термической обработки, возникают следующие трудности [1].
1) Зазор между нижней частью резьбового отверстия опоры и кожухом составляет всего 0,7 мм, и во время обработки легко повредить поверхность тонкостенного кожуха, что создает риск для качества.
2) Зазор между нижней канавкой резьбового отверстия опоры и корпусом небольшой, направляющая метчика короткая во время обработки резьбы, позиционирование нестабильное, нарезание резьбы затруднено, отклонение легко обрабатывать, а вертикальность 0.04 мм не может быть гарантирована.
3) Твердость материала после термической обработки составляет 48-52HRC, и метчик легко сломается во время обработки резьбы, а оболочка будет бракована из-за проблем с резьбой, что приведет к высокой стоимости производства и высокому качеству. риски.
На основании вышеприведенного анализа можно сделать вывод, что резьба опоры перед сваркой нуждается в обработке, а после сварки отжигу, пескоструйной обработке, закалке и отпуску вместе с обечайкой камеры сгорания. После закалки поверхность резьбы опоры окисляется, и к поверхности профиля резьбы прикрепляются избыточные остатки. Если перед сваркой резьба опоры обрабатывается на месте, то после обработки комбинации обечайки камеры сгорания метчиком М4-6Н зачистите излишки, прилипшие к поверхности профиля резьбы опоры, и при этом отпадет оксидный слой на поверхности профиля внутренней резьбы опоры. При использовании ограничителя резьбы M4-6H для обнаружения квалифицированный показатель составляет всего 67 процентов . Приведены статистические данные по обработке внутренней резьбы М4-6Н 17 опор корпуса камеры сгорания, данные приведены в табл. 1. Повышение точности обработки резьбы опоры стало актуальной технической задачей. которые необходимо решить при производстве и доставке продукции.
Рисунок Рисунок 2 Процесс обработки
Таблица 1 Статистика обработки внутренней резьбы M4-6H 17 опор корпуса камеры сгорания
картина
картина
3 Техническая схема и технологические испытания
3.1 Техническое решение
После повторного осмотра, испытаний, анализа и исследования различных процессов в корпусе камеры сгорания и обработке опоры, считается, что основной причиной чрезмерного допуска точности размера внутренней резьбы опоры M4-6H является : после закалки поверхность опорной резьбы окисляется, а поверхность зуба резьбы прикрепляется с избытком. При очистке излишков на поверхности резьбы оксидный слой на поверхности внутренней резьбы части суппорта будет отваливаться, в результате чего точность внутренней резьбы суппорта М4-6Н будет из толерантности.
По результатам технологического анализа были разработаны две технологические схемы.
Вариант 1: Настройте специальные ручные метчики, которые делятся на носовые конусы и вторые конусы, и контролируйте средний диаметр носовых конусов. Используйте носовой конус, чтобы нарезать резьбу в состоянии опорной детали и оставить припуск на обработку. После термической обработки обечайки камеры сгорания нарезают резьбу опоры вторым конусом, чтобы обеспечить окончательную точность резьбы.
Решение 2. Повысьте точность резьбы M4-6H на один уровень в состоянии опорной детали и обработайте в соответствии с M4-5H, эффективно компенсируя разницу между M4-6H и M{ {4}}H и соответствуют требованиям к точности резьбы [2].
3.2 Процесс испытаний и результаты
Первая схема процесса осуществляется в 3 этапа. ① Индивидуальные специальные метчики (наконечник и второй метчик), зарезервированные поля для среднего диаметра метчика составляют 0,30мм, 0,20 мм и {{10}}.10 мм соответственно. ② Используйте носовой конус, чтобы нарезать резьбу при обработке опорных частей. ③ После термической обработки нарежьте резьбу вторым конусом. Из-за высокой твердости (48-52HRC) материала после термообработки и влияния большого диаметра кожуха камеры сгорания оператору труднее нарезать резьбу, усилие неуравновешено, а сила резания легко отклоняется от оси. При испытании при допуске по среднему диаметру 0,30 мм резьбовое отверстие не могло быть прорезано при нарезании резьбы двумя конусами; когда припуск на средний диаметр составлял 0,20 мм и 0,10 мм соответственно, резьбовое отверстие было отклонено или метчик был сломан, а качество продукции трудно гарантировать [3].
Согласно второму технологическому плану точность резьбы опоры улучшается на один уровень обработки, и ведется статистика по обработке внутренней резьбы M4-6H 10 опор кожуха камеры сгорания. Данные представлены в Таблице 2. Точность резьбы была значительно улучшена, а уровень квалификации продукта увеличился с 67 до 95 процентов.
Таблица 2 Статистика обработки внутренней резьбы суппорта по схеме 2
картина
3.3 Анализ результатов испытаний
Обобщая и анализируя результаты испытаний по Схеме 1 и Схеме 2, в соответствии со способом обработки по Схеме 2, значительно улучшается квалификационная скорость резьбы опоры. Резьба, выходящая за пределы допуска, проверяется резьбовым калибром M4-7H, и все они проходят квалификацию. Сравните размер резьбы M4-6H с размерами M4-5H и M4-7H, подробности см. в Таблице 3.
Таблица 3 Прецизионные размеры внутренней резьбы M4×0,7 мм (единица измерения: мм)
картина
Видно, что средний диаметр резьбы M{{0}}H на рисунке указан в мм, средний диаметр M4-6H на рисунке в мм, а средний диаметр M4-7H указан в мм на рисунке. Разница между максимальным предельным отклонением размера 7H и 6H составляет 0.032 мм, а разница между максимальным предельным отклонением размера 6H и 5H составляет 0.023 мм, т.е. , отклонение неквалифицированной точности опорной резьбы не превышает 0,032 мм. Чтобы компенсировать чрезмерный допуск, точность резьбы при фактической обработке увеличена до 5H, а величина компенсации составляет 0,023 мм, что в основном соответствует требованиям компенсации резьбы. Для отдельных ситуаций, когда точность резьбы выходит за пределы допуска, можно считать, что величина отклонения от допуска очень мала, а точность составляет от 6H до 7H [4].
4 Меры по улучшению и проверка процесса
Процесс обработки отсортирован, а метод процесса является разумным и выполнимым при условии, что уровень квалификации продукта значительно улучшен. При анализе элемента с отклонением от допуска считается, что отклонение от допуска по точности резьбы вызвано деталями процесса обработки. Чтобы полностью решить проблему точности резьбы суппорта, усовершенствование процесса осуществляется в следующих звеньях процесса обработки суппорта.
1) При нарезке резьбы на нарезном станке шпиндель слегка вибрирует. С изменением глубины обработки время нарезания в устье резьбы относительно велико, и будет небольшая разница в размере устья и корня. Метод нарезания резьбы с тыльной стороны опорной нити принят для компенсации незначительных изменений устья и корня во время обработки [5].
2) Улучшить точность обнаружения резьбового упора. Резьба опоры по-прежнему обрабатывается с точностью M4-5H. Требуется, чтобы при использовании для контроля резьбового калибра-пробки сквозной калибр был полностью ввернут и пройден, а число ввернутых витков стопорного калибра было не более 1.
3) Резьба опоры должна быть защищена в процессе пескоструйной обработки перед термической обработкой кожуха камеры сгорания. Прежний метод защиты винтами М4 изменен, а специальные защитные винты переработаны с точностью M4-6f, а длина ввинчивания резьбы контролируется в пределах 1 оборота во избежание многократного износа ввинчивания.
4) Измените метод очистки. После комбинированной обработки обечайки камеры сгорания сжатым воздухом продуйте излишки в резьбовом отверстии опоры, а затем осмотрите ее резьбовым калибром-пробкой М4-6Н общего калибра. Если он не проходит, сначала очистите его с помощью винта M4, затем очистите его с помощью метчика M4-5H и после очистки проверьте его с помощью пробки с резьбой M4-6H.
После нескольких технологических испытаний и проверок точность резьбы суппорта полностью соответствует требованиям к точности продукта, а уровень квалификации продукта увеличился до 100 процентов, что полностью решило проблему точности резьбы суппорта.
5. Вывод
Для обеспечения высокой надежности опорной резьбы после сварки и термической обработки точность резьбы контролируют следующими мероприятиями.
1) В состоянии детали точность резьбы повышается на один уровень обработки, а точность резьбы суппорта регулируется с M4-6H до M4-5H.
2) Обработайте резьбовую опору со стороны сварки (обратная сторона) и определите переднюю сторону после термической обработки и закалки, чтобы компенсировать разницу в размерах между устьем и корнем во время обработки.
3) Специальные защитные винты предназначены для процесса пескоструйной обработки, чтобы уменьшить выдавливание резьбовых отверстий.
Благодаря принятию различных технологических мер контролируется точность обработки резьбы, надежность резьбового соединения прошла оценку летных испытаний ракеты, а качество продукции является стабильным и надежным.
