螺孔鑲套修復(fù)的工藝方案設(shè)計(jì)

摘 要：零部件在毛坯鑄造、工件加工和成品使用過程中會(huì)出現(xiàn)鑄造缺陷、加工失誤以及螺紋牙受損等問題，使得工件無法正常使用，嚴(yán)重的可能報(bào)廢。而本文通過一整套成熟而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男蘩矸桨傅脑O(shè)計(jì)和實(shí)施，使得缺陷孔成功修復(fù)，工件可以繼續(xù)組裝使用。

關(guān)鍵字：缺陷；設(shè)計(jì)；修復(fù)方案；螺套

1 工件螺孔缺陷概述及鑲套修復(fù)適用性分析

常見孔及螺孔缺陷種類主要有如下幾種：毛坯鑄造偏差，無加工余量；毛坯鑄造疏松，加工后仍有缺陷；制造、使用及拆解時(shí)螺紋牙受損；組裝及拆解時(shí)孔內(nèi)壁拉傷；加工失誤導(dǎo)致孔位置偏移；盲孔壁穿，發(fā)生泄露等。

當(dāng)出現(xiàn)以上質(zhì)量問題時(shí)，工件往往已是成品，不便擴(kuò)孔焊接，尤其鑄鐵件焊接性能較差，一般情況下選擇鑲套修復(fù)方案最佳。根據(jù)零部件的缺陷部位、缺陷深度、使用工況等要求，進(jìn)行螺套的材料選擇及尺寸精度設(shè)計(jì)，在滿足使用強(qiáng)度及功能的情況下，采用易操作實(shí)施的方案。

2 溫差法鑲套法和螺紋式鑲套法

根據(jù)鑲套的方式，一般情況下鑲套修復(fù)分兩種。一種是光孔套，采用溫差法裝入（一般用液氮冷凍裝入）；一種是螺紋套，即缺陷擴(kuò)孔消除后攻內(nèi)螺紋，套料加工外螺紋，旋入組裝。對于本身就是螺紋孔或者缺陷尺寸較小，內(nèi)孔擴(kuò)孔后易攻絲的一般采用螺紋套修復(fù)。對于本身就是光孔或者缺陷尺寸（孔徑）較大，易鏜孔擴(kuò)孔的一般采用光孔套。

3 鑲套修復(fù)工藝流程簡介

測量缺陷大小→測量最大可鑲套尺寸→選擇套料→設(shè)計(jì)螺套規(guī)格→設(shè)計(jì)擴(kuò)孔方案→輸出加工圖紙及工藝要求→輸出所用刀具、工裝、量具清單→套料加工及工件擴(kuò)孔→鑲套前各尺寸確認(rèn)→鉗工鑲套→后續(xù)加工及尺寸精度測量→工件清潔度→組裝及使用跟蹤→資料整理，方案歸檔。

4方案校核

方案設(shè)計(jì)后，要對螺套壁厚、螺紋規(guī)格、毛坯擴(kuò)孔后的壁厚、過盈量及鑲套時(shí)的干涉等情況進(jìn)行校對和核實(shí)，并對方案實(shí)施的每一個(gè)步驟仔細(xì)考慮，從加工設(shè)備、人員技能，使用刀具、工裝、量具、棒料等方面進(jìn)行方案的校核，確定方案實(shí)施的可行性。修復(fù)方案也要考慮加工實(shí)際，在滿足精度要求的條件下，盡量采用便捷方便的方案。

5 修復(fù)實(shí)例列舉

5.1拆解時(shí)內(nèi)孔拉傷

該孔是軸承座孔，孔徑￠186mm，寬度60mm，材料為球墨鑄鐵。圖1所示為拆解襯套時(shí)拉傷，測量拉傷痕跡深度約1.5mm。

圖1：孔內(nèi)拉傷

修理方案如下：考慮孔徑較大，且該孔為鏜孔加工工藝，因此鏜孔消除缺陷后，采用光孔套鑲套。測量毛坯外圓尺寸，并考慮強(qiáng)度因素，壁厚應(yīng)設(shè)計(jì)5mm，選取20#-40#作為套料。套加工時(shí)，內(nèi)孔加工至￠185mm留1mm余量，待鑲套后，再加工內(nèi)孔至圖紙尺寸￠186mm。對于形位公差要求較高的孔鑲套時(shí)，內(nèi)孔均要留余量，待鑲完套后，再按基準(zhǔn)加工，以便保證位置度和直線度等要求。

圖紙輸出見下圖2：光套加工圖

圖2

工件鏜孔時(shí)，實(shí)測套的外圓尺寸，控制過盈量0.16mm-0.19mm，加工￠196mm內(nèi)孔。鑲套前，復(fù)測光套尺寸及過盈量，光套鑲?cè)攵说菇恰⑷ッ蹋ぜ蠑U(kuò)孔處去毛刺。將擴(kuò)好的孔及套用酒精擦洗干凈。光套放入液氮內(nèi)冷卻，工件內(nèi)孔處涂抹厭氧密封膠，液氮冷卻15-20min后，鉗工穿戴防護(hù)用品，取出光套，將倒角一端對準(zhǔn)工件上的孔，迅速放入孔內(nèi)，銅棒輕輕敲擊裝入。套鑲好后，檢查確認(rèn)平面是否對齊。工件放置2h后，以相鄰檔孔為基準(zhǔn)，校調(diào)零點(diǎn)，按圖紙要求加工￠186mm內(nèi)孔，并進(jìn)行后續(xù)相關(guān)工序如深油孔的加工。

該方案已在多臺(tái)柴油機(jī)修理機(jī)體中應(yīng)用實(shí)施，跟蹤組裝及整車運(yùn)行，鑲套部位質(zhì)量安全可靠。

5.2 加工失誤，螺孔位置偏移

圖3：螺孔加工偏差及鑲套尺寸示意圖

如圖3所示，M24螺孔加工失誤，Z向中心偏差10mm，宜采用螺紋套修復(fù)，材料選用工件同材料球墨鑄鐵。按圖示方法，將正確孔和錯(cuò)誤孔繪制好，然后按錯(cuò)誤孔處1mm余量，正確孔處2mm余量確定擴(kuò)孔外圓，測量為￠37，再測量偏心距4.4mm（即擴(kuò)孔中心與正確孔中心的距離）。因底孔￠37，即選取螺紋規(guī)格M39X2。螺套端部留3.5mm臺(tái)階止口，鑲套更可靠。退刀槽要按圖加工，保證鑲套時(shí)平面能完全接觸。

擴(kuò)孔及鑲套尺寸要求見下圖：

方案設(shè)計(jì)后，需再次確認(rèn)壁厚，以及擴(kuò)孔時(shí)干涉等情況。尤其對工藝準(zhǔn)備情況要進(jìn)行梳理，確認(rèn)該方案實(shí)施的可行性。

方案確認(rèn)后，按設(shè)計(jì)圖紙及工藝要求加工，鑲套前校對各尺寸，鉗工去除毛刺翻邊，酒精清理干凈，手動(dòng)旋M39X2螺套到底，其￠42法蘭面需高出工件平面0.5mm。然后旋出螺套，工件孔口涂壓氧密封膠，螺紋旋到底，然后用節(jié)能扳手按規(guī)定扭矩值（50N·M）扳緊。待膠水凝固后，校調(diào)零點(diǎn)，按圖紙尺寸加工M24X3螺孔，平面光刀，孔口去毛刺和孔內(nèi)鐵屑清理干凈。

6 結(jié)語

本文通過兩個(gè)鑲套案例的介紹，引出了缺陷孔鑲套修復(fù)的方案設(shè)計(jì)和過程實(shí)施的一整套工藝流程，其中鑄鐵套壁厚6-8mm，鋼套壁厚5mm的選擇，具有推廣意義。尤其螺套端部留止口，并涂抹壓氧密封膠密封的方案，屬于創(chuàng)新型應(yīng)用，杜絕了螺套松動(dòng)以及油液泄露的隱患，使得螺孔鑲套修理質(zhì)量更可靠。

作者簡介

王寧剛（1985-），男，助理工程師，2009年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)機(jī)械系，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)從事機(jī)加工工藝管理工作。