轉(zhuǎn)桿加工工藝研究

（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

轉(zhuǎn)桿加工工藝研究

何東敏 常久青 閆 龍 朱德生 朱 穎

（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

本文研究了轉(zhuǎn)桿的加工工藝方法和加工技巧，通過工藝分析和加工試驗(yàn)，攻克了轉(zhuǎn)桿深孔加工精度難以保證、特殊螺紋加工及波紋的控制、螺紋噴丸表面質(zhì)量控制等難題。介紹了特殊螺紋的加工和螺紋波紋控制方法，以及螺紋噴丸表面質(zhì)量控制方法，加工出符合技術(shù)要求的轉(zhuǎn)桿，完成了轉(zhuǎn)桿加工工藝研究，有效提升了零件的制造水平，同時(shí)也為今后類似零件的研制提供技術(shù)支持。

轉(zhuǎn)桿；加工；工藝；研究

1 轉(zhuǎn)桿零件分析

1.1 零件結(jié)構(gòu)分析

零件Φ230（外徑）×Φ160（內(nèi)徑）×1300（長(zhǎng)度），該深孔軸類零件的深孔加工，因系統(tǒng)剛性差，強(qiáng)度低，切削易產(chǎn)生振動(dòng)、波紋，影響深孔加工精度。

左端內(nèi)孔為特殊內(nèi)螺紋，右端內(nèi)孔為特殊內(nèi)左螺紋，中間為特殊外螺紋，螺紋標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)特，類似于API螺紋，螺紋牙型為梯形錐度螺紋，錐度小，螺距大，零件加工余量大，屬于復(fù)雜螺紋加工。螺紋部位要求噴丸，通過得到規(guī)定位置的殘余壓應(yīng)力，從而增強(qiáng)疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力。

1.2 加工工藝分析及難點(diǎn)

（1）深孔加工中因系統(tǒng)剛性差，強(qiáng)度低，切削易產(chǎn)生振動(dòng)、波紋，影響深孔加工精度。

（2）特殊螺紋錐度極小，螺紋軸向尺寸難以控制是加工研制難點(diǎn)。

（3）解決特殊螺紋振紋問題是加工難點(diǎn)。

（4）螺紋噴丸表面質(zhì)量控制是研制難點(diǎn)。

2 轉(zhuǎn)桿加工方法及加工技巧

2.1 深孔加工

深孔加工是封閉式加工，其加工狀態(tài)不可視，加工時(shí)是否順利只能靠加工者的經(jīng)驗(yàn)和聲音來(lái)判斷，若刀桿的震動(dòng)情況加大，切屑也翹起了花邊，就應(yīng)該及時(shí)更換刀片，否則有可能損傷刀體。

首先必須解決深孔加工中因系統(tǒng)剛性差，強(qiáng)度低，切削易產(chǎn)生振動(dòng)、波紋，影響深孔加工精度的問題。實(shí)心棒料鉆孔時(shí)去除余量較多，零件的變形控制和零件的同軸度保證成為加工難點(diǎn)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在鉆孔前要在零件的一端加工坡口，坡口主要是用于與深孔鉆鏜床的授油器配合，起到支撐和密封的作用，這樣在鉆孔時(shí)不容易把孔鉆偏，在加工坡口的同時(shí)加工找正帶，找正帶與坡口為同一次加工，同軸度即可保證。

2.2 轉(zhuǎn)桿特殊螺紋的加工

2.2.1 特殊螺紋軸向尺寸控制

螺紋類似于API螺紋，精度高，牙型為梯形錐度，錐度很小，螺距大，加工中還必須嚴(yán)格控制螺紋軸向尺寸，針對(duì)試制中出現(xiàn)的軸向尺寸超差問題，采取相應(yīng)措施，通過錐度可以知道徑向進(jìn)刀0.01，軸向可走0.32，根據(jù)錐度掌握軸向與徑向的關(guān)系，換算確定進(jìn)刀量，加工中勤用螺紋量規(guī)測(cè)量量規(guī)到零件端面的距離，經(jīng)過試驗(yàn)掌握了規(guī)律，取得很好效果。

2.2.2 特殊螺紋表面波紋控制

由于該螺紋加工余量大，加工中出現(xiàn)螺紋表面嚴(yán)重波紋，主要是由于長(zhǎng)細(xì)管結(jié)構(gòu)剛性不足，在工藝上提高加工剛度，車螺紋刀具按美制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)專用螺紋刀具，加工工藝在試制中針對(duì)出現(xiàn)的問題采取相應(yīng)措施，采取去余量時(shí)采用偏刀，較大的前、后角，減少擠壓變形，將零件纏膠皮，刀桿纏膠皮防震、制作專用防震堵頭，自制刀夾，刀桿制作防震刀套，加工軸類零件內(nèi)腔，自制特殊螺紋減震刀套，自制刀架等措施減少特殊螺紋刀具刀桿振動(dòng)，并修整中心架接觸部位的磨損，防止加工中發(fā)生振動(dòng)，有效解決了螺紋表面波紋問題。

3 螺紋噴丸表面質(zhì)量控制

轉(zhuǎn)桿螺紋部位通過噴丸，得到規(guī)定位置的殘余壓應(yīng)力，從而增強(qiáng)疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力，在噴丸加工中必須明確規(guī)定以下控制要求：

（1）加工前轉(zhuǎn)桿在移動(dòng)和懸掛的時(shí)候，特殊螺紋表面必須帶著螺紋保護(hù)套，吊裝的時(shí)候，內(nèi)孔不允許放置任何東西，在外徑上允許使用皮帶吊裝。

（2）噴丸前，零件的噴丸區(qū)域所有輪廓線必須完成，所以毛刺必須去除，所以尖邊和轉(zhuǎn)角必須有一個(gè)適合半徑，必須在尺寸和表面狀態(tài)的要求內(nèi)，所有熱處理，機(jī)加和磨拋必須在噴丸前完成，使得噴丸后能得到完整的覆蓋率，且不能有變形。

（3）對(duì)不需要噴丸區(qū)域進(jìn)行遮蔽，封嚴(yán)面不允許噴丸。

（4）為了控制特殊螺紋噴丸后尺寸和表面狀態(tài)的微小變化影響螺紋量規(guī)的通過，螺紋在加工中，中徑尺寸應(yīng)內(nèi)控在公差范圍內(nèi)，尺寸偏小預(yù)留0.01余量。

（5）螺紋退刀槽和螺紋鉆鋌卸荷槽必須進(jìn)行噴丸。對(duì)這些表面的狀態(tài)規(guī)定，參考噴丸前的表面狀態(tài)。所以其它表面，除了鄰近螺紋的O環(huán)槽，都必須滿足噴丸過后規(guī)定的粗糙度值。

（6）內(nèi)螺紋和外螺紋連接件必須噴丸，按照要求的噴丸區(qū)域噴丸完成以后，需要有完整目視覆蓋率，零件表面覆蓋率200%，噴丸以得到規(guī)定位置的殘余壓應(yīng)力，從而增強(qiáng)疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力。

（7）控制噴丸的工藝方法對(duì)噴丸質(zhì)量影響較大，特別是螺紋零件，噴丸強(qiáng)度與壓應(yīng)力層的深度有密切的關(guān)聯(lián)，必須嚴(yán)格控制噴丸強(qiáng)化工藝參數(shù)，噴丸材料和規(guī)格、噴丸壓力、彈丸流量、噴射角度、噴射時(shí)間及噴嘴的尺寸結(jié)構(gòu)等。

結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)桿的試制成功，標(biāo)志著黎明公司在轉(zhuǎn)桿加工方面取得了豐富的工藝實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這一類產(chǎn)品在軍民用工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景和很大的市場(chǎng)需求，可為企業(yè)贏得更大經(jīng)濟(jì)效益，特別是在特殊螺紋加工等方面，取得了技術(shù)創(chuàng)新成果。

[1] 李敏.等壁厚螺桿鉆具定子加工工藝研究[D].西南石油大學(xué)， 2006.

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