一種預防零件熱處理后螺紋損傷的保護夾具

張永亮　魏茹　佟明

摘 要：本論文設計了一種預防零件熱處理后螺紋損傷的保護夾具，具有保護帽，所述保護帽內分為螺紋容置腔和連接部容置腔，螺紋容置腔用于容納零件的螺紋部分，連接部容置腔用于容納零件上零件本體與螺紋之間的連接部，零件的螺紋部分具有一通孔Ⅰ，位于螺紋容置腔的保護壁上相對設有兩個與通孔Ⅰ相匹配的通孔Ⅱ和通孔Ⅲ，鐵絲依次穿過通孔Ⅱ，通孔Ⅰ和通孔Ⅲ將保護帽與零件連接；連接部容置腔的保護帽壁上均勻布設有數個安裝孔，安裝孔上設有頂絲，保護帽通過頂絲穿入安裝孔作用連接部，將保護帽固定在零件上，該保護夾具具有結構簡單，成本低，便于快速裝夾，快速拆卸，對零件螺紋進行有效保護，且不損傷螺紋的優點。

關鍵詞：容置腔；頂絲；保護帽；安裝孔

1 背景技術

目前用于航空航天領域的帶有螺紋類零件材料大部分為1Cr15Ni4Mo3N，16Co14Ni10Cr2Mo等，屬于高強度鋼，材料韌性大，不易切削，加工難度大，尤其在零件進行熱處理時，需要進行熱處理—冷處理—回火步驟，熱處理過程溫度變化很大，造成零件體積形狀和組織結構發生變化，極易造成零件變形。該類材質的螺紋類零件在熱處理時為了防止螺紋損傷，需要對螺紋進行保護，以往采用帶螺紋的保護帽方式進行保護，即將保護帽擰在螺紋處，但由于熱處理溫度較高，造成零件與保護帽螺紋處粘連，熱處理后的吹砂工序造成保護帽的螺紋中進入沙粒，沙粒增加了拆卸的困難，導致火后保護帽無法取下，如果強制拆卸保護帽，造成零件螺紋的損傷，存在一定的質量隱患。

2 分析問題

經過具體的分析，螺紋類零件熱處理后加工難點如下：

1）螺紋類零件材料為高強度結構鋼，材料難加工。

2）往采用帶螺紋的保護帽方式，造成零件與保護帽螺紋處粘連，存在一定的質量隱患。

3 制定方案

為了解決上述技術問題，設計了一種預防零件熱處理后螺紋損傷的保護夾具（圖1），具有保護帽1，保護帽1內分別為螺紋容置腔9和連接部容置腔10，螺紋容置腔9用于容納零件5的螺紋部分6，連接部容置腔10用于容納零件5上零件本體與螺紋之間的連接部Ⅱ，螺紋容置腔9和連接部容置腔10在保護帽1內形成階梯臺階狀。零件5的螺紋部分6具有一通孔Ⅰ，位于螺紋容置腔9的保護帽1壁上相對設有兩個與通孔Ⅰ相匹配的通孔Ⅱ8和通孔Ⅲ，鐵絲4依次穿過通孔Ⅱ8，通孔Ⅰ和通孔Ⅲ將保護帽1與零件5連接；螺紋容置腔9底部還設有數個排氣孔7.優選地，螺紋容置腔9底部的保護帽1壁上還均布4個排氣孔7，有利于領進啊在熱處理過程中氣體通流，熱量交換。連接部容置腔Ⅱ的保護帽1壁上壁上均勻布設有數個安裝孔2，安裝孔2上設有頂絲3，保護帽1通過頂絲3穿入安裝孔2作用連接部Ⅱ，將保護帽1緊固在零件5上，優選地，連接部容置腔10的保護帽1壁上相對設有兩個安裝孔2。保護帽1的熱膨脹系數與零件5的熱膨脹系數相匹配，防止由于熱膨脹系數不同造成的零件螺紋損壞。

保護夾具優點如下：

1）保護夾具螺紋容置腔底部和保護帽壁上均設有數個排氣孔，方便零件熱處理溫度平衡。

2）保護夾具連接部容置腔的保護帽壁上相對設有兩個安裝孔。

3）保護夾具螺紋容置腔和連接部容置腔在保護帽內形成階梯臺狀。

4）保護夾具的熱膨脹系數與零件的熱膨脹系數相匹配。

4 實施步驟

1）安裝時，將保護帽1套設在零件5的連接部，將保護帽2上的通孔Ⅱ8和通孔Ⅲ，與零件5上的螺紋部分6的通孔1相對應，利用鐵絲4將保護帽1與零件5連接，再利用頂絲3將保護帽緊固在零件5上。

2）保護夾具與零件一同進行熱處理。

3）拆卸時，先將鐵絲4從保護帽1和零件5上拆卸，再松開頂絲3對零件5的緊固，最后將保護帽1從零件5上取下。

5 結論

該螺紋保護夾具具有結構簡單，成本低，便于快速裝夾，快速拆卸，又能防止原有類型的保護帽粘連的現象，對零件螺栓進行有效保護，且不損傷螺紋的優點，還具有多次利用，廣泛推廣的優勢，同時節約加工成本，滿足零件的加工，為類似零件的熱處理保護提供了有力的依據。

參考文獻：

[1] 電機工程手冊編輯委員會編.機械工程手冊.機械工業出版社，2005.

[2] 趙志修.機械制造工藝學.機械工業出版社，1985.

[3] 沈飛標.工藝人員常用標準手冊.準化科.