局部滲碳類(lèi)螺栓生產(chǎn)工藝分析與改進(jìn)

項(xiàng)云波，方軍，汪亦凡，張書(shū)豪，高茂洋

（安徽天航機(jī)電有限公司， 安徽蕪湖 241000）

局部滲碳類(lèi)螺栓為飛機(jī)修理過(guò)程中的常用螺栓，應(yīng)用于飛機(jī)修理過(guò)程中的眾多重要環(huán)節(jié)，是飛機(jī)修理中的重要組成部分。一直以來(lái)，某單位生產(chǎn)的該類(lèi)螺栓合格率普遍較低，隨著新機(jī)型的陸續(xù)上線(xiàn)，飛機(jī)修理任務(wù)日趨加重，該類(lèi)螺栓的合格情況已無(wú)法滿(mǎn)足飛機(jī)的維修需求。本文就局部滲碳類(lèi)螺栓生產(chǎn)合格率低的原因進(jìn)行了剖析，并對(duì)相關(guān)工藝進(jìn)行分析研究。

1 分析與討論

對(duì)2020年上半年某單位生產(chǎn)的該類(lèi)螺栓合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，合格情況見(jiàn)表1。

由表1可以看出，該類(lèi)螺栓生產(chǎn)合格率不超過(guò)40%，生產(chǎn)合格率低。針對(duì)該情況，將6個(gè)批次局部滲碳類(lèi)螺栓的不合格情況按不合格類(lèi)別進(jìn)一步分層，見(jiàn)表2。

表1 不同批次局部滲碳類(lèi)螺栓合格率統(tǒng)計(jì)表

由表2可以看出，局部滲碳類(lèi)螺栓光桿軸向尺寸收縮大的不合格占比為89.47%，為該類(lèi)螺栓不合格的主要類(lèi)型。

2 原因分析

針對(duì)該類(lèi)螺栓不合格的主要原因—光桿軸向尺寸收縮大，現(xiàn)場(chǎng)排除了人為因素、專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)不足等原因后，從生產(chǎn)工藝著手，對(duì)螺栓不規(guī)則擺放導(dǎo)致光桿變形、熱處理工藝溫度間隔設(shè)置較長(zhǎng)及機(jī)加工藝中熱加工前光桿軸向尺寸留余量小三方面進(jìn)行剖析［1］。

表2 不合格類(lèi)別統(tǒng)計(jì)表

2.1 螺栓不規(guī)則擺放導(dǎo)致光桿變形

調(diào)查研究了熱加工過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在淬火前，需要對(duì)螺栓進(jìn)行綁扎，以方便投放爐內(nèi)，而工藝中螺栓的綁扎沒(méi)有明確綁扎要求，綁扎過(guò)程較隨意。為研究螺栓擺放方式對(duì)光桿的影響，參照其他零件的爐內(nèi)擺放情況提出了“平行綁扎”的思路進(jìn)行試驗(yàn)，見(jiàn)圖1。

對(duì)試驗(yàn)號(hào)SY-****-0011的30件螺栓進(jìn)行熱加工，加工結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 螺栓綁扎方式對(duì)光桿尺寸L收縮影響的對(duì)比

根據(jù)表3可以看出，兩種螺栓綁扎方式對(duì)尺寸L收縮的影響無(wú)明顯差別。

2.2 熱處理工藝溫度間隔設(shè)置較長(zhǎng)

查閱相關(guān)熱處理工藝發(fā)現(xiàn)，該類(lèi)螺栓淬火時(shí)的爐內(nèi)溫度要求為（850±10）℃。為探究熱處理溫度設(shè)置對(duì)尺寸收縮的影響程度，選取了30件螺栓，并將其分成3個(gè)分批次（P1、P2、P3），分別投放至3種溫度區(qū)間（840℃～846℃、847℃～853℃、854℃～860℃）進(jìn)行熱處理試驗(yàn)，測(cè)量其熱處理前后光桿尺寸L，得出溫度范圍對(duì)尺寸L影響，見(jiàn)表4。

表4 不同溫度范圍對(duì)尺寸L影響

由表4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以看出，三個(gè)溫度范圍內(nèi)加工出來(lái)的螺栓軸向尺寸收縮程度沒(méi)有明顯區(qū)別。

2.3 機(jī)加工藝中熱加工前光桿軸向尺寸留余量小

取2020年02月加工的同一批次的50件局部滲碳螺栓，對(duì)其進(jìn)行1-50編號(hào)，并統(tǒng)計(jì)其熱處理前后光桿尺寸L，熱處理完磨削后尺寸L（因熱處理工序工藝不進(jìn)行光桿尺寸L標(biāo)注及尺寸檢測(cè)），試驗(yàn)得出螺栓熱處理后光桿尺寸合格程度見(jiàn)5。

表5 熱處理后螺栓光桿尺寸合格程度表

通過(guò)以上分析可以看出，螺栓經(jīng)熱處理后光桿尺寸變化超出機(jī)加工藝公差許可范圍的共30件，占該批螺栓總件數(shù)的60%，前期分析，該批螺栓的不合格率為1-36%=64%，二者比值為60%/64%=93.75%，由此推斷，機(jī)加工藝熱處理前光桿軸向尺寸留余量小是造成該類(lèi)螺栓不合格的主要原因。

3 工藝改進(jìn)

3.1 確定螺栓軸向尺寸收縮范圍

對(duì)表5中的50件螺栓展開(kāi)調(diào)查分析，確定熱加工后光桿軸向尺寸收縮范圍，得出尺寸收縮范圍為（0～0.37）mm，為最大程度保證尺寸加工合格，在滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，決定將尺寸收縮范圍定為（0～0.4）mm。

3.2 設(shè)計(jì)工藝尺寸公差

3.3 工藝驗(yàn)證

按新編工藝對(duì)任務(wù)號(hào)為25-****-1752的50件、25-****-3214的40件、25-****-1531的50件螺栓進(jìn)行加工，并對(duì)其合格情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表6。

計(jì)算該3個(gè)批次的平均合格率為

（94%+95%+96%）/3=95%

4 結(jié)語(yǔ)

局部滲碳類(lèi)螺栓生產(chǎn)合格率低，一方面影響了飛機(jī)的修理周期，另一方面還導(dǎo)致了公司生產(chǎn)成本上升，造成了人力、設(shè)備資源的大量浪費(fèi)。本文研究分析了造成該生產(chǎn)現(xiàn)象的原因，并通過(guò)工藝改進(jìn)，有效解決了合格率低問(wèn)題，提升了單位質(zhì)量形象，增加了生產(chǎn)效益。