Se presenta un método para controlar la precisión de mecanizado de agujeros roscados. A través del análisis sistemático del proceso de cada eslabón en el proceso de producción, los métodos como mejorar el nivel de precisión en el estado de la pieza, controlar la precisión de la rosca y aumentar la cantidad de compensación mediante roscado inverso y diseñar tornillos protectores especiales han superado los problemas técnicos y se han aplicado con éxito. . para la producción en masa.
1 Preámbulo
La carcasa de la cámara de combustión de cierto tipo de motor se compone de una pieza de conexión delantera, un cilindro giratorio de pared delgada, una pieza de conexión trasera y soporte mediante soldadura por arco de argón, tratamiento térmico y chorro de arena. La superficie exterior de la carcasa de paredes delgadas de la cámara de combustión está soldada con 2 filas de soportes axiales con un total de 20 piezas. El patrón de diseño de los soportes requiere una precisión de rosca de M4-6H. El hilo del soporte se usa para instalar la cubierta del cable de misiles, y se requiere que la calidad y la confiabilidad de la conexión del hilo sean altas. Debido a las limitaciones de la estructura de soporte, el material y la estructura espacial de la pieza de soldadura con la carcasa de la cámara de combustión, se utiliza el proceso tradicional para procesar el hilo y la tasa calificada del producto es baja. En este documento, se llevan a cabo análisis e investigaciones de procesos en cada eslabón del procesamiento de productos, y se obtiene un método de control de precisión de hilo razonable y efectivo a través de la verificación, comparación y análisis de pruebas.
2 Características de la estructura del producto y dificultades de procesamiento.
2.1 Características estructurales
Las dimensiones exteriores de la carcasa de la cámara de combustión son relativamente grandes, con un diámetro exterior de 500mm y una longitud de 4500mm. El soporte está soldado manualmente en la superficie exterior de la carcasa de la cámara de combustión y su luz radial es de (114±0,2) mm. La carcasa de la cámara de combustión y los materiales de soporte están hechos de acero de ultra alta resistencia D406A. La estructura del soporte de la carcasa de la cámara de combustión se muestra en la Figura 1. La forma del soporte es una estructura oblonga, el diámetro exterior es de 14 mm, el ancho es de mm y el centro tiene una rosca interna M4-6H con un paso de 0,7 mm. Solo hay un espacio de 0,7 mm entre la ranura inferior roscada y la carcasa de paredes delgadas.
Imagen Fig. 1 Estructura de soporte de la carcasa de la cámara de combustión
2.2 Dificultades en la tramitación
El flujo de proceso del procesamiento del soporte se muestra en la Figura 2. Si los orificios roscados del soporte se procesan después de la soldadura y el tratamiento térmico, existen las siguientes dificultades [1].
1) El espacio entre la parte inferior del orificio roscado del soporte y la carcasa es de solo 0,7 mm, y es fácil dañar la superficie de la carcasa de paredes delgadas durante el mecanizado, lo que representa un riesgo para la calidad.
2) El espacio entre la ranura inferior del orificio roscado del soporte y la carcasa es pequeño, la guía del grifo es corta durante el procesamiento del hilo, el posicionamiento es inestable, el golpeteo es difícil y es fácil procesar la desviación, y el no se puede garantizar una verticalidad de 0,04 mm.
3) La dureza del material después del tratamiento térmico es 48-52HRC, y es fácil que el grifo se rompa durante el procesamiento de la rosca, y la carcasa se desechará debido a problemas con la rosca, lo que resultará en un alto costo y calidad de fabricación. riesgos
Con base en el análisis anterior, se puede concluir que la rosca del soporte debe procesarse antes de la soldadura y, después de la soldadura, se recoce, se chorrea con arena, se templa y se templa junto con la carcasa de la cámara de combustión. Después del tratamiento de enfriamiento, la superficie de la rosca del soporte se oxida y quedan residuos en exceso adheridos a la superficie del perfil de la rosca. Si la rosca del soporte se procesa en el lugar antes de la soldadura, después de procesar la combinación de la carcasa de la cámara de combustión, use el grifo M4-6H para limpiar el exceso adherido a la superficie del perfil de la rosca del soporte, y al mismo tiempo, la capa de óxido en la superficie del perfil de rosca interna del soporte se caerá. Cuando se usa el indicador de tope de hilo M4-6H para detectar, la tasa calificada es solo del 67 por ciento. Se realizan estadísticas sobre el procesamiento de roscas internas M4-6H de 17 soportes de alojamiento de cámara de combustión, y los datos se muestran en la Tabla 1. Cómo mejorar la precisión de mecanizado de la rosca del soporte se ha convertido en un problema técnico urgente que necesita ser resuelto en la producción y entrega de productos.
Imagen Figura 2 Proceso de procesamiento
Tabla 1 Estadísticas del procesamiento de rosca interna M4-6H de 17 soportes de carcasa de cámara de combustión
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3 Esquema técnico y prueba de proceso
3.1 Solución técnica
Después de volver a examinar, probar, analizar e investigar varios procesos en la carcasa de la cámara de combustión y el procesamiento del soporte, se cree que la razón principal de la tolerancia excesiva de la precisión del tamaño de la rosca interna del soporte M4-6H es : después del tratamiento de enfriamiento, la superficie del hilo de soporte se oxida y la superficie del diente del hilo se une con exceso. Mientras se limpia el exceso en la superficie de la rosca, la capa de óxido en la superficie de la rosca interna de la parte del soporte se caerá, provocando que la precisión de la rosca interna del soporte M4-6H sea fuera de la tolerancia.
De acuerdo con el análisis del proceso, se desarrollaron dos esquemas de proceso.
Opción 1: personalice los grifos manuales especiales, que se dividen en conos de nariz y segundos conos, y controle el diámetro medio de los conos de nariz. Utilice la punta cónica para roscar la rosca en el estado de la pieza de apoyo y reserve una tolerancia de mecanizado. Después del tratamiento térmico de la carcasa de la cámara de combustión, golpee la rosca del soporte con un segundo cono para garantizar la precisión final de la rosca.
Solución 2: Mejore la precisión del hilo M4-6H en un nivel en el estado de la pieza de soporte y procese de acuerdo con M4-5H, compense efectivamente la diferencia entre M4-6H y M{ {4}}H, y cumplir con los requisitos de precisión de hilo [2].
3.2 Proceso de prueba y resultados
El primer esquema de proceso se lleva a cabo en 3 pasos. ① Machos especiales personalizados (cono de cabeza y segundo macho), los márgenes reservados para el diámetro medio del macho de cabeza son 0.30mm, 0.20 mm y {{10}}.10mm respectivamente. ② Utilice la punta cónica para roscar la rosca cuando procese las piezas de soporte. ③ Después del tratamiento térmico, utilice un segundo cono para roscar la rosca. Debido a la alta dureza (48-52HRC) del material después del tratamiento térmico y la influencia del gran diámetro de la carcasa de la cámara de combustión, es más difícil para el operador tocar la rosca, la fuerza está desequilibrada y el la fuerza de corte es fácil de desviar del eje. Durante la prueba, cuando la tolerancia del diámetro medio era de 0,30 mm, el orificio roscado no se podía cortar cuando se golpeaba con dos conos; cuando la tolerancia del diámetro medio era de 0,20 mm y 0,10 mm respectivamente, el orificio roscado se desviaba o el grifo se rompía, y la calidad del producto era difícil de garantizar [3].
De acuerdo con el segundo plan de proceso, la precisión de la rosca del soporte se mejora en un nivel de procesamiento, y las estadísticas se realizan sobre el procesamiento de la rosca interna M4-6H de 10 soportes de la carcasa de la cámara de combustión. Los datos se muestran en la Tabla 2. La precisión de la rosca ha mejorado mucho y la tasa de calificación del producto ha aumentado del 67 al 95 por ciento.
Tabla 2 Estadísticas de procesamiento de hilos internos de apoyo en el esquema 2
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3.3 Análisis de los resultados de las pruebas
Al resumir y analizar los resultados de las pruebas del Esquema 1 y el Esquema 2, de acuerdo con el método de procesamiento del Esquema 2, la tasa de calificación del hilo del soporte mejora considerablemente. La rosca fuera de tolerancia se inspecciona con calibre de rosca M4-7H y todas están calificadas. Compare las dimensiones de precisión de rosca de M4-6H con M4-5H y M4-7H, consulte la Tabla 3 para obtener más detalles.
Tabla 3 Dimensiones de precisión de rosca interna M4×00,7 mm (unidad: mm)
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Se puede ver que el diámetro medio del hilo M{{0}}H está en mm en la imagen, el diámetro medio de M4-6H está en mm en la imagen y el diámetro medio el diámetro de M4-7H está en mm en la imagen. La diferencia entre la desviación máxima del tamaño límite de 7H y 6H es 0.032 mm, y la diferencia entre la desviación máxima del tamaño límite de 6H y 5H es 0.023 mm, es decir , la desviación de la precisión de la rosca de soporte no calificada no supera los 0,032 mm. Para compensar la sobretolerancia, la precisión del hilo en el procesamiento real aumenta a 5H, y la cantidad de compensación es de 0,023 mm, lo que básicamente puede cumplir con los requisitos de compensación del hilo. Para situaciones de fuera de tolerancia de precisión de hilo individual, se puede considerar que la cantidad de fuera de tolerancia es muy pequeña y la precisión está entre 6H y 7H [4].
4 Medidas de mejora y verificación de procesos
El proceso de procesamiento se resuelve y el método de proceso es razonable y factible bajo la condición de que la tasa de calificación del producto haya mejorado considerablemente. A través del análisis del elemento fuera de tolerancia, se considera que la precisión del hilo fuera de tolerancia es causada por los detalles del proceso de procesamiento. Para solucionar por completo el problema de la precisión de hilo del soporte, se realiza la mejora del proceso en los siguientes eslabones del proceso de procesamiento del soporte.
1) Cuando se golpea el hilo en la máquina de roscar, el husillo vibrará ligeramente. Con el cambio de la profundidad de procesamiento, el tiempo de corte en la boca del hilo es relativamente largo y habrá una ligera diferencia en el tamaño de la boca y la raíz. El método de golpeteo desde la parte posterior del hilo de soporte se adopta para compensar los ligeros cambios en la boca y la raíz durante el procesamiento [5].
2) Mejora la precisión de detección del indicador de tope de rosca. El hilo del soporte todavía se procesa de acuerdo con la precisión de M4-5H. Se requiere que cuando se use el calibrador de tapón de rosca para la inspección, el calibrador pasante esté completamente atornillado y pasado, y el número de vueltas atornilladas del calibrador de tope no sea más de 1.
3) Es necesario proteger la rosca del soporte en el proceso de arenado antes del tratamiento térmico de la carcasa de la cámara de combustión. Se cambia el método anterior de protección con tornillos M4, y los tornillos de protección especial se rediseñan con una precisión de M4-6f, y la longitud de rosca de las roscas se controla dentro de 1 vuelta para evitar el desgaste repetido del atornillado.
4) Cambie el método de limpieza. Después del mecanizado combinado de la carcasa de la cámara de combustión, use aire comprimido para soplar el exceso en el orificio roscado del soporte y luego inspeccione con el calibre de tapón roscado M4-6H calibre general. Si no pasa, primero límpielo con el tornillo M4, luego límpielo con el grifo M4-5H y verifíquelo con el calibre del tapón roscado M4-6H después de la limpieza.
Después de varias pruebas y verificaciones del proceso, la precisión del hilo del soporte cumple completamente con los requisitos de precisión del producto, y la tasa de calificación del producto ha aumentado al 100 por ciento, lo que resolvió por completo el problema de la precisión del hilo del soporte.
5. Conclusión
Para garantizar la alta confiabilidad del hilo de soporte después de la soldadura y el tratamiento térmico, la precisión del hilo se controla mediante las siguientes medidas.
1) En el estado parcial, la precisión de la rosca mejora un nivel de procesamiento y la precisión de la rosca del soporte se ajusta de M4-6H a M4-5H.
2) Procese el soporte roscado de la superficie de soldadura (lado posterior) y detecte el lado frontal después del tratamiento térmico y el enfriamiento para compensar la diferencia de tamaño entre la boca y la raíz durante el procesamiento.
3) Los tornillos protectores especiales están diseñados para el proceso de arenado para reducir la extrusión de orificios roscados.
Mediante la adopción de varias medidas tecnológicas, se controla la precisión del procesamiento del hilo, la confiabilidad de la conexión del hilo ha pasado la evaluación de prueba de vuelo de misiles y la calidad del producto es estable y confiable.
