Запропоновано метод контролю точності обробки різьбових отворів. Завдяки систематичному аналізу процесу кожної ланки у виробничому процесі такі методи, як підвищення рівня точності в стані деталі, контроль точності різьблення та збільшення величини компенсації шляхом зворотного нарізування, а також розробка спеціальних захисних гвинтів, подолали технічні проблеми та були успішно застосовані. . для масового виробництва.
1 Преамбула
Оболонка камери згоряння певного типу двигуна складається з передньої з’єднувальної частини, тонкостінного обертового циліндра, задньої з’єднувальної частини та опори за допомогою аргонодугового зварювання, термічної обробки та піскоструминної обробки. Зовнішня поверхня тонкостінної оболонки камери згоряння зварена 2 рядами осьових опор загальною кількістю 20 штук. Конструкція опор вимагає точності різьби M4-6H. Різьба опори використовується для встановлення кришки кабелю ракети, якість і надійність різьбового з'єднання повинні бути високими. Через обмеження опорної конструкції, матеріалу та просторової структури зварювальної частини з оболонкою камери згоряння традиційний процес використовується для обробки різьби, а кваліфікована швидкість продукту низька. У цьому документі аналіз процесу та дослідження проводяться на кожній ланці обробки продукту, а розумний та ефективний метод контролю точності різьблення отримано шляхом тестової перевірки, порівняння та аналізу.
2 Особливості структури продукту та труднощі обробки
2.1 Конструктивні особливості
Зовнішні розміри оболонки камери згоряння є відносно великими із зовнішнім діаметром 500 мм і довжиною 4500 мм. Опора приварена вручну до зовнішньої поверхні оболонки камери згоряння, її радіальний проліт становить (114±0,2) мм. Корпус камери згоряння і опорні матеріали виготовлені з надвисокоміцної сталі D406A. Структура опори корпусу камери згоряння показана на малюнку 1. Форма опори — довгаста структура, зовнішній діаметр — 14 мм, ширина — мм, а в центрі — внутрішня різьба M4-6H з крок 0,7 мм. Між різьбовою нижньою канавкою та тонкостінним корпусом є зазор лише 0,7 мм.
Малюнок Рис. 1 Опорна конструкція оболонки камери згоряння
2.2 Труднощі в обробці
Процес обробки опори показаний на рисунку 2. Якщо різьбові отвори опори обробляються після зварювання та термічної обробки, виникають наступні труднощі [1].
1) Зазор між нижньою частиною різьбового отвору опори та оболонкою становить лише 0,7 мм, і під час обробки поверхню тонкостінної оболонки легко пошкодити, створюючи ризик для якості.
2) Зазор між нижньою канавкою різьбового отвору опори та оболонкою невеликий, напрямна мітчика коротка під час обробки різьби, позиціонування нестабільне, нарізування важке, і легко обробити відхилення, і вертикальність 0.04 мм не може бути гарантована.
3) Твердість матеріалу після термічної обробки становить 48-52HRC, і під час обробки різьби можна легко зламати мітчик, а оболонку буде знищено через проблеми з різьбою, що призведе до високої вартості виробництва та високої якості ризики.
Виходячи з наведеного вище аналізу, можна зробити висновок, що різьблення опори перед зварюванням потребує обробки, а після зварювання її відпалюють, піскоструминно обробляють, гартують і відпускають разом з оболонкою камери згоряння. Після загартування поверхня різьби опори окислюється, і до поверхні профілю різьби прикріплюються надлишкові залишки. Якщо різьблення опори обробляється на місці перед зварюванням, після обробки комбінації оболонки камери згоряння використовуйте мітчик M4-6H, щоб очистити надлишок, прикріплений до поверхні профілю різьби опори, і в той же час шар оксиду на поверхні профілю внутрішньої різьби опори відпаде. Якщо для виявлення використовувати датчик упору різьби M4-6H, кваліфікований показник становить лише 67 відсотків. Зроблено статистику обробки внутрішньої різьби M4-6H 17 опор корпусу камери згоряння, дані наведено в таблиці 1. Актуальною технічною проблемою стало підвищення точності обробки різьби опори. які необхідно вирішити при виробництві та доставці продукції.
Малюнок Рисунок 2 Процес обробки
Таблиця 1 Статистика обробки внутрішньої різьби M4-6H 17 опор корпусу камери згоряння
картина
картина
3 Технічна схема та випробування процесу
3.1 Технічне рішення
Після повторного огляду, випробування, аналізу та дослідження різних процесів в корпусі камери згоряння та обробці опори вважається, що основною причиною надмірного допуску точності розміру внутрішньої різьби опори M4-6H є : після гартуючої обробки поверхня опорної різьби окислюється, а поверхня зуба різьби прикріплюється з надлишком. Під час очищення надлишків на поверхні різьби оксидний шар на поверхні внутрішньої різьби частини опори відпаде, що призведе до зниження точності внутрішньої різьби опори M4-6H поза толерантністю.
Відповідно до аналізу процесу розроблено дві технологічні схеми.
Варіант 1: налаштуйте спеціальні ручні мітчики, які розділені на носові конуси та другі конуси, і контролюйте середній діаметр носових конусів. Використовуйте носовий конус, щоб нарізати різьбу в стані опорної частини та залишити припуск на обробку. Після термічної обробки оболонки камери згоряння нарізати різьбу опори другим конусом, щоб забезпечити остаточну точність різьби.
Рішення 2: підвищте точність різьблення M4-6H на один рівень у стані опорної частини та обробіть відповідно до M4-5H, ефективно компенсуйте різницю між M4-6H і M{ {4}}H, і відповідати вимогам точності різьби [2].
3.2 Процес і результати тестування
Перша схема процесу здійснюється в 3 прийоми. ① Індивідуальні спеціальні мітчики (головний конус і другий мітчик), зарезервовані поля для середнього діаметра головного мітчика 0.30 мм, 0.20 мм і {{10}}.10 мм відповідно. ② Використовуйте носовий конус, щоб натиснути на нитку під час обробки опорних частин. ③ Після термічної обробки використовуйте другий конус, щоб нарізати різьбу. Через високу твердість (48-52HRC) матеріалу після термічної обробки та вплив великого діаметра оболонки камери згоряння оператору важче нарізати різьбу, сила не збалансована, і силу різання легко відхилити від осі. Під час випробування, коли припуск на середній діаметр становив 0,30 мм, різьбовий отвір не можна було вирізати при постукуванні двома конусами; коли припуск на середній діаметр становив 0,20 мм і 0,10 мм відповідно, різьбовий отвір було відхилено або мітчик зламався, а якість продукту важко гарантувати [3].
Згідно з другим технологічним планом, точність різьблення опори покращено за рахунок обробки на один рівень, а також зроблено статистику обробки внутрішньої різьби M4-6H 10 опор оболонки камери згоряння. Дані наведено в таблиці 2. Точність різьблення значно покращено, а рівень кваліфікації продукції зріс з 67 відсотків до 95 відсотків.
Таблиця 2 Статистика обробки внутрішнього потоку підтримки на схемі 2
картина
3.3 Аналіз результатів випробувань
Узагальнюючи та аналізуючи результати випробувань Схеми 1 та Схеми 2, відповідно до методу обробки Схеми 2, рівень кваліфікації нитки опори значно покращується. Різьба, що виходить за межі допуску, перевіряється за допомогою різьбового калібру M4-7H, і всі вони кваліфіковані. Порівняйте точні розміри різьби M4-6H з M4-5H і M4-7H, дивіться таблицю 3 для деталей.
Таблиця 3 Точні розміри внутрішньої різьби M4×0.7 мм (одиниці: мм)
картина
Можна побачити, що середній діаметр різьби M{{0}}H на зображенні в мм, середній діаметр M4-6H на малюнку в мм, а середина діаметр M4-7H на зображенні в мм. Різниця між максимальним граничним відхиленням розміру 7H і 6H становить 0.032 мм, а різниця між максимальним граничним відхиленням розміру 6H і 5H становить 0.023 мм, тобто , відхилення точності некваліфікованої опорної різьби не перевищує 0,032 мм. Щоб компенсувати надмірний допуск, точність різьблення при фактичній обробці збільшено до 5H, а величина компенсації становить 0,023 мм, що в основному відповідає вимогам компенсації різьби. Для окремих випадків виходу за допуск точності різьби можна вважати, що величина виходу за межі допуску дуже мала, а точність становить від 6H до 7H [4].
4 Заходи з удосконалення та перевірка процесу
Процес обробки відсортовано, а метод процесу є розумним і можливим за умови, що рівень кваліфікації продукту був значно покращений. Завдяки аналізу елемента поза допуском вважається, що вихід за межі точності різьби викликаний деталями процесу обробки. Щоб повністю вирішити проблему точності різьблення опори, вдосконалення процесу здійснюється в наступних ланках процесу обробки опори.
1) Під час нарізування різьби на верстаті шпиндель злегка вібрує. Зі зміною глибини обробки час нарізання в гирлі різьби є відносно довгим, і буде невелика різниця в розмірі гирла та кореня. Для компенсації незначних змін гирла та корінця під час обробки прийнято метод обрізування із зворотного боку опорної нитки [5].
2) Підвищити точність виявлення датчика упору різьби. Нитка опори все ще обробляється відповідно до точності M4-5H. Необхідно, щоб при перевірці калібру різьбової пробки наскрізний калібр був повністю загвинчений і пройдений, а кількість нагвинчених витків упорного калібру була не більше 1.
3) Різьбу опори необхідно захистити в процесі піскоструминної обробки перед термічною обробкою оболонки камери згоряння. Попередній спосіб захисту за допомогою гвинтів M4 змінено, а спеціальні захисні гвинти перероблено з точністю M4-6f, а довжина різьби вгвинчування контролюється в межах 1 оберту, щоб уникнути повторного зносу гвинтів.
4) Змініть спосіб очищення. Після комбінованої механічної обробки оболонки камери згоряння за допомогою стисненого повітря видаліть надлишки в різьбовому отворі опори, а потім перевірте його за допомогою різьбової пробки M4-6H загального калібру. Якщо він не проходить, спочатку очистіть його гвинтом M4, потім очистіть краном M4-5H, а після очищення перевірте за допомогою різьбової пробки M4-6H.
Після кількох технологічних випробувань і перевірок точність різьби опори повністю відповідає вимогам до точності продукту, а рівень кваліфікації продукту зріс до 100 відсотків, що повністю вирішило проблему точності різьби опори.
5 Висновок
Щоб забезпечити високу надійність опорної різьби після зварювання та термічної обробки, точність різьби контролюють наступними заходами.
1) У стані деталі точність різьби покращується за допомогою одного рівня обробки, а точність різьби опори регулюється від M4-6H до M4-5H.
2) Обробіть різьбову опору з поверхні зварювання (задня сторона) і виявіть передню сторону після термічної обробки та загартування, щоб компенсувати різницю розмірів між гирлом і коренем під час обробки.
3) Спеціальні захисні гвинти призначені для процесу піскоструминної обробки, щоб зменшити екструзію різьбових отворів.
Завдяки застосуванню різних технологічних заходів контролюється точність обробки різьби, надійність різьбового з’єднання пройшла оцінку льотних випробувань ракети, а якість продукту є стабільною та надійною.
