球錐式MJ外螺紋管接頭的加工與測(cè)量

楊引鋒

摘要：通過(guò)對(duì)球錐式MJ外螺紋管接頭結(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合圖紙的要求，給出了合理的加工參數(shù)及檢查方法，滿足了產(chǎn)品質(zhì)量及加工經(jīng)濟(jì)性各方面的要求。研制加工交付的零件，裝機(jī)長(zhǎng)試后管路密封性能得到了大大提升，圓滿完成了燃油附件接口的改進(jìn)工作。

關(guān)鍵詞：MJ螺紋;密接度;著色

0 ?引言

為優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能和部分功能，提高管路裝配性，按照主機(jī)廠將HB 8333《發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管連接用74°錐面和球面連接的陰端頭》和HB 8323《發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管74°連接用外套螺母》配合使用的發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管連接設(shè)計(jì)總要求，將對(duì)所有外螺紋執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)Q/2S 522-2013《發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管連接用球錐式外螺紋接頭》。本單位將與發(fā)動(dòng)機(jī)接口配合的所有外接管接頭由74°錐面改為球錐面，并將鈦合金材料的管接頭螺紋改為MJ加強(qiáng)螺紋。基于以上要求，改進(jìn)后球錐式管接頭的加工和測(cè)量需要我們急智攻關(guān)，研究出球錐式管接頭的加工工藝以及相應(yīng)的測(cè)量方法，制造出滿足設(shè)計(jì)要求的管接頭，完成燃油附件接口的改進(jìn)工作，提高發(fā)動(dòng)機(jī)管路的裝配性。

1 ?球錐式MJ外螺紋管接頭的結(jié)構(gòu)分析

1.1 球錐式MJ外螺紋管接頭的關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)如圖1所示，材料為鈦合金。

可根據(jù)接口的大小選擇不同規(guī)格，按表1進(jìn)行選擇。

MJ外螺紋的基本尺寸按GJB3.1A-82;公差與配合按GB/T 197-1981、MJ外螺紋首尾按GJB 52-1985;肩距、退刀槽、引導(dǎo)及倒角按HB 5829-1983 執(zhí)行。

1.2 MJ外螺紋基本牙型

GJB 3.1A-2003中 MJ外螺紋基本牙型見圖2所示。

2 ?MJ外螺紋的加工及測(cè)量

2.1 MJ外螺紋的加工

MJ外螺紋對(duì)牙底圓弧半徑和螺紋底徑有嚴(yán)格的公差要求，在確保螺紋中徑d2合格的前提下，大徑d、底徑d1（普通螺紋僅要求最大值）、牙底圓弧半徑R（R為0.15011～0.18042P）都必須滿足圖紙要求，見圖3。對(duì)應(yīng)螺距的螺紋底徑公差、大徑及牙底圓弧半徑見表2。

根據(jù)切削三要素，確定好轉(zhuǎn)速，吃刀量根據(jù)公式V=1000/ΠDn確定切削速度，分別選擇了三種加工參數(shù)試切削，見表3。

通過(guò)表3可以看出，1000n（r/min）在試切時(shí)刀具磨削很快;800n（r/min）試切時(shí)刀具磨損相對(duì)較小，但經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)積削瘤的情況，螺紋報(bào)廢率高;600n（r/min）試切時(shí)刀具磨損較前面有了很大改善。在吃刀量的選擇上，一次進(jìn)刀0.2或0.1對(duì)刀具磨損還是較大，只有第三種進(jìn)給方式，先大吃刀進(jìn)給0.2，再進(jìn)給0.1，最后進(jìn)給0.05，這樣逐級(jí)遞減的方式進(jìn)行切削，刀具磨損最小，每把刀片可加工合格零件60件，經(jīng)濟(jì)性很高。轉(zhuǎn)速600n（r/min），0.2-0.1-0.05這組加工參數(shù)是加工MJ外螺紋的最佳參數(shù)，能較好的保證螺紋的精度和粗糙度。

2.2 MJ外螺紋的測(cè)量

對(duì)于MJ外螺紋，從其旋合角度出發(fā)，主要是對(duì)螺紋中徑的檢查，螺紋中徑公差是螺紋幾何精度的重要參數(shù)之一，其中包括單一中徑誤差、螺距誤差，半角誤差的中徑當(dāng)量及中徑錐度圓度等誤差。因此，按以下三條指標(biāo)來(lái)判斷MJ外螺紋中徑的合格與否。

①實(shí)際螺紋的作用中徑不大于最大實(shí)體牙型中徑，實(shí)際螺紋的任何部位的單一中徑不能超出最小實(shí)體牙型中徑;

②在MJ螺紋中徑的公差范圍內(nèi)，積累誤差（螺距誤差、圓度誤差、錐度誤差、半角誤差等對(duì)應(yīng)的中徑當(dāng)量的總和）不能超出中徑公差的50%;

③實(shí)際螺紋的螺距誤差、半角誤差各自中徑的當(dāng)量均不允許超出中徑公差的40%。

2.2.1 MJ外螺紋測(cè)量方法

MJ外螺紋中徑的檢驗(yàn)常用的有4種方法，分別是極限量規(guī)法、作用中徑檢測(cè)法、單一要素測(cè)量法、差值測(cè)量法。在生產(chǎn)中，應(yīng)用最廣泛的方法是極限環(huán)規(guī)檢測(cè)法。

2.2.2 極限環(huán)規(guī)法

MJ外螺紋通端環(huán)規(guī)是檢查MJ外螺紋的作用中徑不超過(guò)最大實(shí)體牙型中徑，達(dá)到MJ螺紋在裝配時(shí)有可互換性。

MJ外螺紋止端環(huán)規(guī)是檢查MJ外螺紋不超過(guò)最小實(shí)體牙型的中徑，止端螺紋環(huán)規(guī)的作用中徑控制MJ外螺紋的最小實(shí)體牙型的中徑，當(dāng)MJ外螺紋螺距半角、圓度、錐度誤差比較小時(shí)，止端螺紋環(huán)規(guī)可將MJ外螺紋中徑控制在最小實(shí)體牙型的中徑之內(nèi)。

2.2.3 作用中徑測(cè)量法

作用中徑測(cè)量法是測(cè)量MJ外螺紋的實(shí)際作用中徑值。在生產(chǎn)過(guò)程中，需要配備具有實(shí)際牙型的螺紋中徑測(cè)具。作用中徑法只能判析MJ外螺紋的實(shí)際螺紋作用中徑的任何部位是否超出最大牙型的中徑，卻不能判斷單一中徑是否超出最小實(shí)際牙型的中徑。

2.2.4 單一要素測(cè)量法

單一要素測(cè)量主要檢查MJ外螺紋的單一中徑、螺距、半角、中徑錐度、圓度各項(xiàng)參數(shù)。

2.2.5 差值測(cè)量法

通過(guò)使用具有不同類型測(cè)量頭的螺紋中徑測(cè)具所測(cè)得的2個(gè)螺紋參數(shù)相比較的測(cè)量方法。此法在生產(chǎn)中是一種很經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單易行的方法。

2.3 螺距、半角誤差的測(cè)量

檢驗(yàn)MJ外螺紋的螺距，半角誤差可采用下列任意一種方法進(jìn)行：

①剖切MJ外螺紋試件投影檢查;

②做MJ外螺紋的牙模投影檢查;

③差值法測(cè)量。

3 ?球錐面的加工與檢查

3.1 球錐面的加工

在加工球面時(shí)，球錐面的中心沿零件的中心做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如果無(wú)合適的加工參數(shù)，零件就會(huì)出現(xiàn)輕微擺動(dòng)、中心不穩(wěn)，造成螺紋底徑R變大、球面中心相對(duì)零件中心偏移等問(wèn)題，影響零件加工質(zhì)量。結(jié)合MJ螺紋的加工參數(shù)，采用程序如下：這樣既能保證MJ螺紋合格，又能保證球錐面中心相對(duì)零件中心偏移。

T0505;

M13S600;

G0X15Z2;

G92X14Z-14F1;

X13.8;

X13.6;

X13.4;

X13.3;

X13.2;

X13.15;

X13.1;

X13.05;

X13;

X12.95;

X12.9;

X12.85;

;

G0X150Z200;

T1111;

M13S2000;

G0G42X15Z2;

G70P1Q2F0.06;

G0G40X150Z200;

T0505;

M13S600;

G0X15Z2;

G92X12.85Z-14F1;

X12.83;

G0X150Z200;

M30;

3.2 球錐面密接度的檢查

航空發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管組件與各部件、導(dǎo)管與導(dǎo)管之間連接的接頭形式有嚴(yán)格的要求，在高度振動(dòng)的狀態(tài)下，既要保證連接強(qiáng)度，又要保證密封性要求。因此，對(duì)管接頭的配合表面加工精度要求非常高。我們通常使用著色檢查的方法來(lái)檢查配合表面的密接度。

著色檢查方法（又稱：研配法），常用于（內(nèi)、外圓錐及球）表面、平面等的精密檢查，是利用精度較高的圓錐體或球面體或平面進(jìn)行著色的檢查零件表面質(zhì)量的方法。用著色法檢查零件表面時(shí)，著色量具與被檢查零件的結(jié)構(gòu)相似，與零件使用情況接近，所以檢查結(jié)果可靠、檢查方法簡(jiǎn)便。

3.2.1 密接度檢測(cè)量具

模擬管接頭的裝配環(huán)境，我們?cè)O(shè)計(jì)了著色量具，結(jié)構(gòu)如圖4，進(jìn)行密接度檢查。其中件1為工作量規(guī)，件2為校對(duì)量規(guī)。

3.2.2 著色涂料的選取

球面管接頭在生產(chǎn)制造過(guò)程中，球面按設(shè)計(jì)圖尺寸精度加工完成后，均需要著色檢查球面接觸的密接度，保證管接頭在高度振動(dòng)的狀態(tài)下保證密封性要求。以往的著色檢查涂料采用紅印油，雖然其吸附能力強(qiáng)，但是流動(dòng)性差，用著色量規(guī)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)紅印油的涂抹厚度不受控，易造成合格的假象。通過(guò)對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)附件外部管路接頭漏油問(wèn)題的分析，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終選擇著色涂料為普魯士藍(lán)、鈦白粉、蓖麻油按1：1：1配比的混合物，將混合物攪拌至醇奶油狀密度，然后裝在密封容器內(nèi)，放置24小時(shí)后使用，需要注意的是著色檢查前需要將著色涂料重新攪拌均勻。

3.3 密接度檢測(cè)方法

3.3.1 清潔著色表面

進(jìn)行著色檢查前，將被檢球錐面、著色量規(guī)、校對(duì)規(guī)表面擦拭干凈，保證球錐面清潔，并用干燥空氣吹干。

3.3.2 涂覆著色層

在檢查貼合度前，用棉球或麂皮將著色涂料均勻擦抹在校對(duì)量規(guī)上，通過(guò)著色量規(guī)與著色校對(duì)量規(guī)貼合旋轉(zhuǎn)（對(duì)研）確保著色涂料均勻，通過(guò)去除其中一個(gè)量規(guī)的部分著色涂料來(lái)改變涂層厚度，在滿足檢驗(yàn)要求的前提下盡量減小厚度。

3.3.3 檢查校對(duì)量規(guī)

使用前，先用著色量規(guī)檢查校對(duì)規(guī)，應(yīng)能100%著色。

3.3.4 著色檢查

將著色量規(guī)緊貼在被檢零件的表面上，并轉(zhuǎn)動(dòng)15～45°角度，再反向，來(lái)回不少于4次，做出著色痕跡，密接度沿圓周無(wú)間斷。

球錐面首次檢查不合格，需至少進(jìn)行3次反復(fù)檢驗(yàn)，以便確認(rèn)是否存在問(wèn)題。

3.3.5 著色層的去除

檢查完成后，將零件著色表面擦拭干凈，并用干燥空氣吹干，或結(jié)合后續(xù)的清洗工序，在產(chǎn)品交付前去除著色層，著色層去除應(yīng)徹底，不允許殘留。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

此次為優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能和部分功能，提高管路裝配性而改進(jìn)的球錐式MJ外螺紋管接頭，經(jīng)過(guò)研制加工交付的零件，裝機(jī)長(zhǎng)試后管路密封性能得到了大大提升，圓滿完成了燃油附件接口的改進(jìn)工作，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)管路的裝配性。球錐式MJ外螺紋的加工工藝及測(cè)量方法為其他型號(hào)的零件研制提供了技術(shù)支持。

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