一種螺紋安裝孔的修復(fù)新工藝

夏朝霞，程煒明，龐偉

（長沙五七一二飛機(jī)工業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410111）

設(shè)計(jì)部門一般將鋼絲螺套用于鋁合金材料制作的機(jī)件的安裝螺紋孔，采用在鋁合金基體螺紋孔內(nèi)加裝鋼絲螺套，來提高螺紋連接強(qiáng)度，避免因鋁合金的強(qiáng)度較低拆裝時(shí)損壞部件上的螺紋孔。針對(duì)機(jī)件的螺紋安裝孔損壞的傳統(tǒng)修理方法的弊病，可以將鋼絲螺套應(yīng)用到修理工作，成為一種新的修復(fù)工藝。

1 機(jī)件螺紋安裝孔損壞時(shí)的修理現(xiàn)狀

在飛機(jī)維修中，經(jīng)常會(huì)遇到機(jī)件的螺紋安裝孔損壞的現(xiàn)象，有的是底徑變大，有的是螺紋爛牙，傳統(tǒng)的修理方法是：

（1）將原螺紋孔用鉆頭鉆成光孔，重新攻絲，加大螺紋，配加大螺栓。缺點(diǎn)：機(jī)件壁厚變薄，有時(shí)機(jī)件壁厚限制不能加大螺紋孔；如果相配的是成組多個(gè)螺栓，加大螺栓與原螺栓互換性差。

（2）將原螺紋孔用焊接的方法堵孔，重新制作螺紋孔。缺點(diǎn)：焊接產(chǎn)生變形，損壞機(jī)體的形位公差，并且有些材料不允許焊接，無法實(shí)施修理。

（3）將原螺紋孔擴(kuò)孔后，加裝帶螺紋的襯套，襯套與孔為緊配合。缺點(diǎn)：由于襯套內(nèi)加工螺紋，為保證有一定的強(qiáng)度，襯套外徑至少比螺紋外徑要大1 毫米以上，機(jī)件擴(kuò)孔可能邊距不夠影響強(qiáng)度，而且襯套與孔配合精度要求高，有松脫的風(fēng)險(xiǎn)。

2 鋼絲螺套介紹

鋼絲螺套是由一種高強(qiáng)度、高精度、表面光潔的冷軋菱形不銹鋼絲精確成形的螺旋線圈，為高精度內(nèi)、外螺紋同心體，能形成標(biāo)準(zhǔn)的螺紋，螺紋護(hù)套裝好后能形成一個(gè)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的高精度內(nèi)螺紋，其各項(xiàng)性能均優(yōu)于攻絲形成的螺紋。鋼絲螺套旋入金屬或非金屬材料的特制螺紋孔中，以形成高強(qiáng)度、耐磨損、耐高溫、抗震、抗腐蝕性能的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋，并能分散應(yīng)力，保護(hù)基體螺紋，可以全面提高螺紋孔的使用性能，延長機(jī)件使用壽命。鋼絲螺套工作原理：鋼絲螺套外徑比螺紋孔大，當(dāng)安裝時(shí)，螺紋套被壓縮收緊，安裝完成后彈回原狀，令螺套永久固定于螺紋孔內(nèi)，由于它的直徑較大，所以螺紋套具有較大的接觸面，不銹鋼絲強(qiáng)度較高，特別是基體材料為鋁件時(shí)，比直接在基體上加工螺紋孔更牢固，強(qiáng)度更高，更耐磨損。為了提高鋁合金材料機(jī)件的安裝螺紋孔的連接強(qiáng)度，以及耐磨性能，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)選擇使用鋼絲螺套，這種結(jié)構(gòu)在二代機(jī)產(chǎn)品上沒有使用，在近年來的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中開始使用。

鋼絲螺套有國軍標(biāo)準(zhǔn)和航空標(biāo)準(zhǔn)，以國軍標(biāo)為例，涉及的標(biāo)準(zhǔn)有：GJB 119.1A-2001 普通型有折斷槽鋼絲螺套；GJB 119.2A-2001 普通型無折斷槽鋼絲螺套；GJB 5109-2002 鎖緊型有折斷槽鋼絲螺套；GJB 5110-2002 鎖緊型無折斷槽鋼絲螺套；GJB 119.3A-2001 安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋；GJB 119.4A-2001 普通型鋼絲螺套通用規(guī)范；GJB 5107-2002 鎖緊型鋼絲螺套通用規(guī)范；GJB 5108-2002 鋼絲螺套安裝要求。從功能上可分為普通性和鎖緊型，鎖緊型絲套符合標(biāo)準(zhǔn)GJB5107-2002 的鎖緊力矩，制造時(shí)有振動(dòng)試驗(yàn)要求；從結(jié)構(gòu)上可以分為有折斷槽螺套和無折斷槽螺套，有通孔要求需將安裝直柄去掉的選用有折斷槽的螺套。

3 采用鋼絲螺套進(jìn)行修復(fù)的工藝

針對(duì)機(jī)件的螺紋安裝孔損壞的傳統(tǒng)修理方法的弊病，引進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)造性工作，將鋼絲螺套應(yīng)用到修理工作，成為一種新的修復(fù)工藝。

3.1 適用范圍

基體螺紋安裝孔損壞、加裝鋼絲螺套的修理工藝適用于原基體材料為各種鋁合金、鋁鎂合金材料的修復(fù)，修復(fù)后可以提高原機(jī)件螺紋安裝孔的強(qiáng)度，并耐磨損；不適用于基體材料是高溫合金、磁性材料、導(dǎo)電材料等特殊材料。

3.2 工藝流程

選擇合適的鋼絲螺套→鉆底孔→用ST 系列特殊絲錐攻絲→檢查內(nèi)螺紋孔→安裝鋼絲螺套→檢查鋼絲螺套后所形成的內(nèi)螺紋。

3.3 選擇合適的鋼絲螺套

（1）鋼絲螺套有4 種類型，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。螺栓長度大于螺紋長度的選擇有折斷槽型的鋼絲螺套，安裝柄上有折斷槽，安裝后易于折斷安裝柄，否則，無須折斷安裝柄；鎖緊型的螺紋有自鎖功能。比如，普通型有折斷槽鋼絲螺套標(biāo)記示例：公稱直徑4mm、螺距0.7mm、自由狀態(tài)圈數(shù)8：無鍍層鋼絲螺套4×0.7×8GJB119.1A；鍍鎘鋼絲螺套4×0.7×8GJB119.1A-Cd；鍍銀鋼絲螺套4×0.7×8GJB119.1A-Ag。

（2）原螺紋孔為M10×1，鋼絲螺套可仍選相同規(guī)格為10×1。

（3）從《安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋GJB119.3A-2001》選取鋼絲螺套自由狀態(tài)圈數(shù)，并且安裝后長度應(yīng)符合圖2 的要求。

3.4 鉆底孔

按《安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋GJB119.3A-2001》中的安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋小徑D1s尺寸鉆底孔。比如，原螺紋孔為M10×1，鉆底孔為φ10.22mm。

3.5 用ST 系列特殊絲錐攻絲

使用ST 系列的特殊絲錐，用絲錐攻絲時(shí)和普通螺紋方法一致，比如，按以上示例的螺紋，應(yīng)使用絲錐ST10×1 攻絲。鋼絲螺套用內(nèi)螺紋標(biāo)記為：“ST”及公稱直徑×螺距-公差帶。

標(biāo)記示例：

ST 10 × 1 － 5H

ST: 表示安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋

10：表示鋼絲螺套的內(nèi)螺紋公稱直徑為10mm

1：表示鋼絲螺套內(nèi)螺紋螺距為1mm

5H：表示安裝鋼絲螺套后形成的內(nèi)螺紋公差帶為5H

3.6 檢查內(nèi)螺紋孔

（1）檢查基體內(nèi)螺紋應(yīng)無損傷，符合《安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋GJB119.3A-2001》的規(guī)定，可用塞規(guī)檢查。

（2）螺紋孔應(yīng)根據(jù)機(jī)件工作環(huán)境要求用洗滌汽油或酒精徹底清理。

3.7 安裝鋼絲螺套

（1）領(lǐng)取螺套，在安裝前應(yīng)清洗干凈，在自由狀態(tài)下，圈與圈之間允許有間隙，間隙量不大于0.2P（P 為螺矩），螺套型面?zhèn)缺砻娲植诙葹镽a0.8μm，兩頂部表面粗糙度為Ra3.2μm，不允許有毛刺、壓痕、起層、劃傷、裂紋等缺陷。

（2）使用專用鋼絲螺套安裝扳手時(shí)，用槽口卡住鋼絲螺套安裝柄對(duì)準(zhǔn)基體的螺孔，用手扶住鋼絲螺套，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)扳手，將鋼絲螺套擰入螺孔中。

（3）在安裝過程中，不應(yīng)施加軸向力，以免鋼絲螺套出現(xiàn)跳扣現(xiàn)象。

（4）鋼絲螺套安裝后應(yīng)低于基體表面1 ～1.5 倍螺距。

（5）對(duì)于有折斷柄的鋼絲螺套應(yīng)去除安裝柄。應(yīng)采用專用鋼絲螺套安裝柄折斷工具，將專用工具放入裝好的鋼絲螺套中，并頂住安裝柄，用沖頭沖去安裝柄，不允許有突起。在任何情況下，都不允許用安裝工具逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)方法，來折斷安裝柄，以免螺紋端部變形引起螺栓或螺釘安裝困難。

（6）如果螺孔是盲孔，應(yīng)將折斷的安裝柄取出，避免多余物。

3.8 檢驗(yàn)方法

（1）安裝鋼絲螺套后所形成的內(nèi)螺紋，應(yīng)用普通螺紋塞規(guī)檢查精度符合GB196-1981、GB197-1981 中的粗牙5H、細(xì)牙6H：對(duì)于普通型鋼絲螺套，螺紋塞規(guī)通端通、止端止。對(duì)于鎖緊型鋼絲螺套，螺紋塞規(guī)通端應(yīng)能順利旋至鎖緊圈。

（2）鋼絲螺套沉入基體孔表面，測量其距基體表面深度。（3）目視檢查鋼絲螺套安裝柄的折斷，以及折斷安裝柄時(shí)螺套的最后一扣距基體表面深度。

3.9 螺栓或螺釘安裝

螺栓或螺釘安裝后其螺紋終止線應(yīng)凸出鋼絲螺套端面不小于1 倍螺距。對(duì)于有折斷槽的鋼絲螺套，螺栓或螺釘安裝后，其螺桿端頭應(yīng)同出鋼絲螺套端面不小于1 倍螺距。

4 結(jié)語

采用鋼絲螺套修復(fù)螺紋孔，對(duì)強(qiáng)度的影響很小，而且可保持原安裝孔尺寸不變。對(duì)比修復(fù)M10×1 螺紋孔的兩種方法：

（1）加大螺紋孔。

（2）用鋼絲螺套修復(fù)，對(duì)基體的影響如表1。

表1

用鋼絲螺套修復(fù)M10×1 螺紋孔，螺紋底徑由φ10 增加至φ11.3，壁厚只減少了0.65mm，影響很小。使用安裝鋼絲螺套的方法修復(fù)損壞的螺紋孔，是引進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，并進(jìn)行創(chuàng)造性工作，成為一種新的修理工藝。特別是對(duì)于鋁制構(gòu)件的螺紋安裝孔的修復(fù)，是一種簡單易行的方法，還可以提高螺紋孔的強(qiáng)度和耐磨性。但對(duì)于特殊材料，需從強(qiáng)度、防松動(dòng)等方面進(jìn)行技術(shù)論證，修理過程中，應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)選取合適的器材及工具。