斷螺栓提取工藝探討

杜永進(jìn)， 李臣偉

（南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 轉(zhuǎn)向架分廠，山東 青島266111）

0 引言

一般提取斷螺栓方法有：銼平行面法、雙螺母法、鉆孔退卸法、反向敲擊法、焊接法、斷螺栓取出器法、電火花法，這七種方法各存在一定的局限性。經(jīng)過多年的取斷螺栓經(jīng)驗和不斷探索，掌握了一種有效提取斷螺栓的方法-鉆孔打磨法，該方法僅對斷螺栓部分進(jìn)行打磨處理，斷螺栓和內(nèi)螺紋之間不存在相對運動，避免強(qiáng)行退卸已粘連的螺紋而加劇對內(nèi)螺紋牙型的損傷并導(dǎo)致內(nèi)螺紋中徑變大的不良后果，最終不僅不改變內(nèi)螺紋的使用功能，又能滿足產(chǎn)品組裝質(zhì)量。

1 操作方法

具體操作方法包括4個步驟：鉆中心孔、擴(kuò)孔、打磨斷螺栓孔壁、處理殘留部分。具體工藝過程如下：

1.1 鉆中心孔

在斷螺栓中心打樣沖眼，供鉆孔時定心使用。一般情況下使用手電鉆或風(fēng)鉆先鉆小孔，鉆孔時易發(fā)生中心偏移，需要將手電鉆向偏移方向傾斜，糾偏后再將鉆頭正立，直至鉆透斷螺栓。

1.2 擴(kuò)孔

需要選擇比底孔直徑小的鉆頭（手電鉆允許夾持），將鉆頭刃磨對稱，增加對中效果，最好將鉆頭磨出副切削刃，鉆孔時要觀察斷螺栓中心孔壁厚情況。擴(kuò)孔時極易發(fā)生中心偏移現(xiàn)象，如果偏離中心，將大鉆頭向偏離方向傾斜進(jìn)行糾偏。如果鉆孔對中和垂直度把握不好，可以選擇較小直徑鉆頭，使斷螺栓壁厚余量較大以減小傷及內(nèi)螺紋的可能性，然后再用打磨法將斷螺栓孔壁磨薄。

在條件允許情況下盡量使用鉆床磁力鉆鉆孔，但要考慮磁力座吸附面與斷螺栓孔的垂直度是否滿足要求。當(dāng)無法保證鉆頭的垂直度時，也可以借助工裝保證。如圖1所示，制作簡易磁力座吸附鉆孔工裝。

1.3 打磨斷螺栓孔壁

1）選擇砂輪磨頭并裝夾好，啟動風(fēng)動或電動工具后用砂輪片、磨石等修磨砂輪頭，以確保砂輪頭的圓整度，否則打磨時跳動嚴(yán)重難以控制磨削量。

圖1 磁力座吸附鉆孔

2）拿穩(wěn)打磨工具，使磨頭慢慢伸入斷螺栓已鉆孔中，然后將磨頭靠近斷螺栓孔壁一邊，貼緊孔壁磨削，沿圓周方向慢慢移動磨頭，由一側(cè)向圓周、由外向內(nèi)磨薄斷螺栓孔壁。磨削時應(yīng)注意保證磨頭不能晃動，以免磨頭跳動。圖2為磨削圖。

圖2 磨削圖

3）根據(jù)實際操作情況，如果余量較大可以選用螺旋銼快速磨削，如果材質(zhì)較硬可以使用金剛石磨具，如圖3。

圖3 圓柱形、錐形螺旋銼

4）磨削時要及時觀察孔壁狀態(tài)，盡量保證壁厚均勻，最好使用手電筒配合觀察。當(dāng)磨至斷螺栓孔壁隱約出現(xiàn)螺旋線的痕跡時應(yīng)停止磨削。磨削后示意圖如圖4。

1.4 處理殘留部分?jǐn)嗦菟?/h3>

用尖銳工具將斷螺栓沿螺紋方向撬起一絲頭，用尖嘴鉗或手鉗夾住絲頭，緩緩用力沿螺紋拉出斷螺栓殘留部分，如圖5所示。如果絲頭拉斷，露出兩扣絲左右可以考慮旋入絲錐，用絲錐攻掉斷螺栓殘留部分，絲錐攻不動時要旋出絲錐，取出斷絲部分，再繼續(xù)攻絲，直至全部取出斷螺栓。必要時好要繼續(xù)打磨斷螺栓剩余部分，直至全部取出斷螺栓。

2 關(guān)鍵點或主要技術(shù)參數(shù)

1）鉆頭刃磨要注意對稱良好，否則鉆孔或擴(kuò)孔時中心容易偏移。

2）鉆頭最大直徑應(yīng)比螺紋底孔直徑小0.5 mm以上。加工鋼件或塑性較大的材料時，d=D-P；加工鑄鐵或塑性較小的材料時，d=D-（1.05～1.1）P。式中：d為螺紋底孔用鉆頭直徑，mm；D 為螺紋大徑，mm；P為螺距，mm。

圖4 螺紋磨削示意圖

3）一般斷螺栓部分與螺紋底孔存在一定的軸向距離，鉆頭將要鉆透時要適當(dāng)減少進(jìn)給量。鉆孔過程還要及時退出鉆頭觀察鉆孔狀態(tài)，盡量保證鉆孔中心與斷螺栓軸線同軸，不傷及內(nèi)螺紋牙型。

4）磨削斷螺栓部分時要及時觀察斷螺栓中心孔壁厚情況，保證殘余部分?jǐn)嗦菟ɡ锿?、圓周方向壁厚均勻，磨削時任何地方不能磨透，否則會傷及內(nèi)螺紋孔牙型并使之前功盡棄。

5）熟悉需要處理的斷螺栓的螺距，選取正確規(guī)格的絲錐進(jìn)行處理，避免螺紋亂扣。

圖5 斷螺栓取出狀態(tài)示意圖

3 效果介紹

使用傳統(tǒng)方法，螺紋一般受到不同程度的損傷，返修時需要焊接、加工、鉗工等多工序參與。例如M16螺紋損傷，需3個工序10余名員工參與，大約耗時12 h，占用加工中心兩次約4 h。采用本方法之后，僅需一人操作即可，提高效率20倍以上。使用鉆孔打磨方法已經(jīng)成功處理很多生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)的斷螺栓或者退卸不出的螺栓，小的有M5的螺栓，大的有M36的螺栓。經(jīng)過鉆孔、打磨培訓(xùn)的較高技能人員，完全可以保證斷螺栓提取后內(nèi)螺紋的正常使用。

4 結(jié)語

在機(jī)械加工制造業(yè)經(jīng)常會遇到螺栓斷在螺紋孔內(nèi)的現(xiàn)象，如果提取方法不當(dāng)，就會導(dǎo)致工件報廢，影響生產(chǎn)順利進(jìn)行，如果是重要工件，則會造成更為重大的損失，實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的斷螺栓，一定要理清其中的原因，不能冒然動手，使用鉆孔打磨地方法提取斷螺栓一般可以確保原內(nèi)螺紋不受損傷，可最大限度地減少損失。