ねじ穴の加工精度を管理する方法を紹介します。 生産プロセスの各リンクの体系的なプロセス分析を通じて、部品状態の精度レベルの向上、ねじ精度の管理と逆タップによる補正量の増加、特殊な保護ねじの設計などの方法が技術的課題を克服し、成功裏に適用されています。 。 大量生産用。
1 前文
ある種のエンジンの燃焼室シェルは、前部接続部品、薄肉スピニングシリンダー、後部接続部品、およびアルゴンアーク溶接、熱処理、サンドブラストによるサポートで構成されています。 燃焼室の薄壁シェルの外面には、2 列の合計 20 個の軸方向サポートが溶接されています。 サポートの設計パターンには、M4-6H のねじ精度が必要です。 ミサイルケーブルカバーの取り付けにはサポートのネジが使用されており、ネジ接続には高い品質と信頼性が要求されます。 燃焼室シェルとの溶接部の支持構造、材料、空間構造の制限により、ねじの加工には従来のプロセスが使用されており、製品の合格率は低いです。 本論文では,製品加工の各リンクについて工程分析と研究を実施し,試験検証,比較,分析を通じて合理的かつ効果的なねじ精度管理方法を獲得した。
2 製品構造の特徴と加工難易度
2.1 構造的特徴
燃焼室シェルの外形寸法は比較的大きく、外径は 500mm、長さは 4500mm です。 サポートは燃焼室シェルの外面に手動で溶接されており、その半径方向のスパンは (114±0.2) mm です。 燃焼室シェルとサポート材は D406A 超高張力鋼製です。 燃焼室ハウジングサポートの構造を図1に示します。サポートの形状は長円形構造で、外径14mm、幅mm、中心に雌ねじM4-6Hが刻まれています。ピッチは0.7mm。 底部のネジ溝と薄肉ハウジングとの間にはわずか 0.7 mm の隙間しかありません。
写真図1 燃焼室シェルの支持構造
2.2 処理の難しさ
サポート加工の工程フローを図2に示します。サポートのねじ穴を溶接・熱処理後に加工する場合、以下のような問題があります[1]。
1) サポートのねじ穴の底部とシェルの間の隙間はわずか {{1}}.7 mm であり、機械加工中に薄肉シェルの表面に損傷が発生しやすく、品質リスクが発生します。
2）サポートのねじ穴の底溝とシェルの隙間が小さく、ねじ加工時のタップガイドが短く、位置決めが不安定で、タップ加工が難しく、加工ズレが生じやすい。 0.04mm の垂直度は保証できません。
3) 熱処理後の材質の硬さは48-52HRCであり、ねじ加工時にタップ折れを起こしやすく、またねじの問題によりシェルが廃棄されるため、製造コストと品質が高くなります。リスク。
上記の分析に基づいて、サポートのねじ山は溶接前に加工する必要があり、溶接後に燃焼室シェルと一緒に焼きなまし、サンドブラスト、焼き入れ、焼き戻しを行う必要があると結論付けることができます。 焼入れ処理後、支持体のネジ山表面は酸化されており、ネジ山形状の表面には余分な残留物が付着している。 溶接前にサポートのねじ山が所定の位置で加工されている場合は、燃焼室シェルの組み合わせが加工された後、M4-6H タップを使用してサポートのねじ山プロファイルの表面に付着した余分な部分を取り除きます。同時に、支持体の雌ねじ輪郭の表面の酸化物層が剥がれ落ちます。 M4-6H ネジ停止ゲージを使用して検出する場合、合格率はわずか 67% です。 17 個の燃焼室ハウジングサポートの M4-6H 雌ねじの加工統計を作成し、そのデータを表 1 に示します。サポートのねじ山の加工精度をいかに向上させるかが緊急の技術課題となっています。それは製品の生産と配送において解決する必要があります。
写真図2 加工工程
表1 17個の燃焼室ハウジングサポートのM4-6H雌ねじ加工の統計
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3 技術スキームとプロセステスト
3.1 技術的解決策
燃焼室シェルおよびサポート加工におけるさまざまなプロセスの再検査、テスト、分析、調査の結果、サポート M4-6H の雌ねじサイズ精度の過度の公差の主な理由は次のとおりであると考えられます。 ：焼入れ処理後、支持ねじの表面が酸化し、ねじ歯面に余分なねじが付着しています。 ねじ表面の余分な部分を洗浄する際に、サポート部品のめねじ表面の酸化被膜が脱落し、サポートめねじの精度 M4-6H が低下します。許容範囲外。
プロセス分析によれば、2 つのプロセススキームが開発されました。
オプション 1: ノーズ コーンと 2 番目のコーンに分かれている特別なハンド タップをカスタマイズし、ノーズ コーンの中央の直径を制御します。 サポート部の状態でノーズコーンを使用してねじをタップし、加工代を確保します。 燃焼室シェルの熱処理後、サポートのねじ山に 2 番目のテーパーを付けてタップし、ねじ山の最終精度を確保します。
解決策 2: サポート パーツの状態でねじ精度 M4-6H を 1 レベル向上させ、M4-5H に従って処理し、M4-6H と M{ {4}}H であり、ねじ精度要件 [2] を満たしています。
3.2 テストのプロセスと結果
最初のプロセススキームは 3 つのステップで実行されます。 ① カスタマイズされた特殊タップ (ヘッドコーンと第 2 タップ)、ヘッドタップの中径の予約マージンは 0.30mm、0.20 ですそれぞれ mm と {{10}}.10mm。 ② サポート部品の加工時にノーズコーンを使用してネジ山をタッピングします。 ③ 熱処理後、第２テーパを用いてねじ山をタップ加工します。 熱処理後の材料の高硬度 (48-52HRC) と燃焼室シェルの大径の影響により、作業者がねじ山をタップするのが難しくなり、力のバランスが崩れ、切削抵抗が軸からずれやすい。 試験中、中間直径の許容値が 0.30 mm の場合、2 つのコーンでタップしてもねじ穴を切断できませんでした。 中径公差がそれぞれ0.20mm、0.10mmの場合、ねじ穴のズレやタップの折れが発生し、製品の品質を保証することが困難でした[3]。
第 2 工程計画では、サポートのねじ精度を 1 レベル加工で向上させ、10 個の燃焼室シェルサポートの M4-6H 雌ねじの加工について統計を作成します。 データを表 2 に示します。ねじの精度は大幅に向上し、製品の合格率は 67 パーセントから 95 パーセントに増加しました。
表 2 スキーム 2 におけるサポートの内部スレッド処理の統計
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3.3 テスト結果の分析
方式１と方式２のテスト結果を集計して分析し、方式２の処理方法に従ってサポートのスレッドの合格率が大幅に向上する。 公差外のねじはM4-7Hねじゲージで検査され、すべて合格です。 M4-6H のねじ精度寸法を M4-5H および M4-7H と比較してください。詳細は表 3 を参照してください。
表3 M4×0.7mmめねじ精度寸法（単位：mm）
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写真では、ネジの中央の直径 M{{0}H が mm で示されており、写真では M4-6H の中央の直径が mm で示されており、中央の直径が mm であることがわかります。写真の M4-7H の直径は mm です。 7H と 6H の最大限界寸法偏差の差は 0.032mm、6H と 5H の最大限界寸法偏差の差は 0.023mm です。 、認定されていないサポートねじの精度の偏差は 0.032 mm を超えません。 オーバー公差を補正するために、実際の加工におけるねじ精度は5Hまで高められ、補正量は0.023mmであり、基本的にねじ補正要件を満たします。 個々のねじの精度が公差外となる状況では、公差外の量は非常に小さく、精度は 6H から 7H の間であると考えられます [4]。
4 改善策とプロセスの検証
加工プロセスが整理され、製品の合格率が大幅に向上した条件下で、プロセス方法が合理的かつ実行可能です。 公差外項目の解析により、ねじ精度の公差外は加工工程の内容に起因すると考えられます。 サポートのねじ精度の問題を完全に解決するため、サポート加工工程の以下のリンクにおいて工程改善を実施いたします。
1) タッピングマシンでねじをタップすると、主軸がわずかに振動します。 加工深さの変更に伴い、ねじ口部の切削時間が比較的長くなり、ねじ口部と根元の大きさに若干の差異が生じます。 加工時の口元や根元の微妙な変化を補うために、支持糸の裏側からタッピングする方法を採用しています[5]。
２）糸停止ゲージの検出精度を向上させます。 サポートのスレッドは M4-5H の精度に従って処理されます。 ねじプラグゲージを検査に使用する場合、貫通ゲージは完全にねじ込まれて通過し、ストップゲージのねじ込み回数は1回転以内であることが必要です。
３）サポートのねじ山は、燃焼室シェルの熱処理前のサンドブラスト工程で保護する必要がある。 従来のM4ネジによる保護方法を変更し、特殊保護ネジをM4-6fの精度で再設計し、ネジのねじ込み長さを1回転以内に管理することで、繰り返しのねじ込みによる磨耗を防ぎます。
4) 洗浄方法を変更します。 燃焼室シェルの複合加工後、サポートのねじ穴内の余分な部分を圧縮空気で吹き飛ばし、ねじプラグゲージM4-6H一般ゲージで検査してください。 合格しない場合は、まずM4ねじで洗浄し、次にタップM4-5Hで洗浄し、洗浄後にねじプラグゲージM4-6Hで確認してください。
いくつかのプロセステストと検証の後、サポートのねじ精度は製品精度要件を完全に満たし、製品認定率は100パーセントに増加し、サポートのねじ精度の問題は完全に解決されました。
5。結論
溶接・熱処理後の支持ねじの高い信頼性を確保するため、以下のような工夫によりねじ精度を管理しています。
1) 部品状態では、ねじ精度が 1 レベル加工で向上し、サポートのねじ精度が M4-6H から M4-5H に調整されます。
2）ねじサポートを溶接面（裏側）から加工し、加工時の口元と根元の寸法差を補正するために熱処理・焼入れ後に表側を検出します。
3) 特別な保護ネジはサンドブラストプロセス用に設計されており、ネジ穴のはみ出しを軽減します。
さまざまな技術的手段の採用により、ネジ加工の精度が管理され、ネジ接続の信頼性はミサイル飛行試験の評価に合格し、製品の品質は安定して信頼できます。
