Въведен е метод за контрол на точността на обработка на резбови отвори. Чрез систематичен анализ на процеса на всяка връзка в производствения процес, методи като подобряване на нивото на точност в състоянието на частта, контролиране на точността на резбата и увеличаване на размера на компенсацията чрез обратно нарязване и проектиране на специални защитни винтове са преодолели техническите проблеми и са били успешно приложени . за масово производство.
1 Преамбюл
Корпусът на горивната камера на определен тип двигател се състои от предна свързваща част, тънкостенен въртящ се цилиндър, задна свързваща част и опора чрез заваряване с аргонова дъга, топлинна обработка и пясъкоструене. Външната повърхност на тънкостенната обвивка на горивната камера е заварена с 2 реда аксиални опори с общо 20 бр. Проектният модел на опорите изисква точност на резбата M4-6H. Резбата на опората се използва за монтиране на капака на кабела на ракетата и се изисква качеството и надеждността на резбовата връзка да бъдат високи. Поради ограниченията на носещата конструкция, материала и пространствената структура на заваръчната част с черупката на горивната камера, традиционният процес се използва за обработка на резбата и квалифицираната скорост на продукта е ниска. В тази статия се извършва анализ на процеса и изследване на всяка връзка от обработката на продукта и се получава разумен и ефективен метод за контрол на прецизността на резбата чрез тестова проверка, сравнение и анализ.
2 Характеристики на структурата на продукта и трудности при обработката
2.1 Конструктивни характеристики
Външните размери на корпуса на горивната камера са сравнително големи, с външен диаметър от 500 mm и дължина от 4500 mm. Опората е ръчно заварена върху външната повърхност на корпуса на горивната камера, а нейният радиален обхват е (114±0,2) mm. Корпусът на горивната камера и поддържащите материали са изработени от стомана с ултрависока якост D406A. Структурата на опората на корпуса на горивната камера е показана на фигура 1. Формата на опората е продълговата структура, външният диаметър е 14 mm, ширината е mm, а центърът има вътрешна резба M4-6H с стъпка от 0,7 мм. Има само 0,7 мм празнина между резбования долен жлеб и тънкостенния корпус.
Снимка Фиг. 1 Носеща конструкция на корпуса на горивната камера
2.2 Трудности при обработката
Процесът на обработка на опората е показан на фигура 2. Ако отворите с резба на опората се обработват след заваряване и топлинна обработка, има следните трудности [1].
1) Разстоянието между дъното на отвора с резба на опората и обвивката е само 0.7 mm и е лесно да се повреди повърхността на тънкостенната обвивка по време на обработка, което представлява риск за качеството.
2) Разликата между долния жлеб на отвора с резба на опората и черупката е малка, водачът на метчика е къс по време на обработката на резбата, позиционирането е нестабилно, нарязването е трудно и лесно се обработва отклонение и вертикалността на 0.04 mm не може да бъде гарантирана.
3) Твърдостта на материала след топлинна обработка е 48-52HRC и е лесно да причините счупване на крана по време на обработката на резбата и черупката ще бъде бракувана поради проблеми с резбата, което води до високи производствени разходи и качество рискове.
Въз основа на горния анализ може да се заключи, че резбата на опората трябва да бъде обработена преди заваряване, а след заваряването тя се отгрява, пясъкоструйна, охлажда и темперира заедно с корпуса на горивната камера. След обработката за охлаждане, повърхността на резбата на опората се окислява и има излишни остатъци, прикрепени към повърхността на профила на резбата. Ако резбата на опората е обработена на място преди заваряване, след като комбинацията от обвивката на горивната камера е обработена, използвайте крана M4-6H, за да почистите излишъка, прикрепен към повърхността на профила на резбата на опората, и в същото време оксидният слой на повърхността на профила на вътрешната резба на опората ще падне. Когато се използва M4-6H габаритът за спиране на резбата за откриване, квалифицираният процент е само 67 процента. Направена е статистика за обработката на вътрешните резби M4-6H на 17 опори на корпуса на горивната камера и данните са показани в таблица 1. Как да се подобри точността на обработка на резбата на опората се превърна в спешен технически проблем които трябва да бъдат решени при производството и доставката на продукти.
Снимка Фигура 2 Процес на обработка
Таблица 1 Статистика на M4-6H обработка на вътрешна резба на 17 опори на корпуса на горивната камера
снимка
снимка
3 Техническа схема и тест на процеса
3.1 Техническо решение
След повторно изследване, тестване, анализ и изследване на различни процеси в корпуса на горивната камера и обработката на опората, се смята, че основната причина за прекомерния толеранс на точността на размера на вътрешната резба на опората M4-6H е : след обработка за охлаждане, повърхността на опорната нишка се окислява и повърхността на зъба на резбата е прикрепена с излишък. Докато почиствате излишъка върху повърхността на резбата, оксидният слой върху повърхността на вътрешната резба на частта от опората ще падне, причинявайки прецизността на вътрешната резба на опората M4-6H извън толерантността.
Според анализа на процеса са разработени две технологични схеми.
Опция 1: Персонализирайте специални ръчни кранове, които са разделени на носови конуси и втори конуси, и контролирайте средния диаметър на носовите конуси. Използвайте носовия конус, за да ударите резбата в състоянието на опорната част и запазете резерв за обработка. След термичната обработка на черупката на горивната камера, набийте резбата на опората с втори конус, за да осигурите крайната точност на резбата.
Решение 2: Подобрете точността на резбата M4-6H с едно ниво в състоянието на опорната част и обработете според M4-5H, ефективно компенсирайте разликата между M4-6H и M{ {4}}H и отговарят на изискванията за точност на резбата [2].
3.2 Процес на изпитване и резултати
Първата технологична схема се осъществява в 3 стъпки. ① Персонализирани специални кранове (конус на главата и втори кран), запазените граници за средния диаметър на крана на главата са 0.30 mm, 0.20 mm и {{10}}.10 mm съответно. ② Използвайте носовия конус, за да почукате резбата, когато обработвате опорните части. ③ След топлинна обработка, използвайте втори конус, за да набиете резбата. Поради високата твърдост (48-52HRC) на материала след термична обработка и влиянието на големия диаметър на черупката на горивната камера, операторът е по-трудно да набие резбата, силата е небалансирана и силата на рязане лесно се отклонява от оста. По време на теста, когато допустимият среден диаметър беше 0,30 mm, отворът с резба не можеше да бъде изрязан при почукване с два конуса; когато допустимият среден диаметър е бил съответно 0,20 mm и 0,10 mm, отворът с резба е бил отклонен или кранът е бил счупен и качеството на продукта е трудно за гарантиране [3].
Съгласно втория план на процеса, точността на резбата на опората се подобрява с едно ниво на обработка и се прави статистика за обработката на M4-6H вътрешна резба на 10 опори на корпуса на горивната камера. Данните са показани в таблица 2. Точността на нишката е значително подобрена и степента на квалификация на продукта се е увеличила от 67 процента на 95 процента.
Таблица 2 Статистика на вътрешна обработка на нишки на поддръжка в схема 2
снимка
3.3 Анализ на резултатите от теста
Чрез обобщаване и анализиране на резултатите от тестовете на Схема 1 и Схема 2, според метода на обработка на Схема 2, степента на квалификация на нишката на опората е значително подобрена. Резбата извън толеранса се проверява с габарит на резба M4-7H и всички са квалифицирани. Сравнете прецизните размери на резбата на M4-6H с M4-5H и M4-7H, вижте Таблица 3 за подробности.
Таблица 3 M4×0.7 mm прецизни размери на вътрешната резба (единица: mm)
снимка
Може да се види, че средният диаметър на резбата M{{0}}H е в mm на снимката, средният диаметър на M4-6H е в mm на снимката, а средата диаметърът на M4-7H е в mm на снимката. Разликата между максималното отклонение на граничния размер на 7H и 6H е 0.032 mm, а разликата между максималното отклонение на граничния размер на 6H и 5H е 0.023 mm, т.е. , отклонението на точността на неквалифицираната опорна нишка не надвишава 0,032 mm. За да се компенсира свръхтолерансът, точността на резбата при действителната обработка се увеличава до 5H, а компенсационната сума е 0,023 mm, което може да отговори основно на изискванията за компенсация на резбата. За отделни ситуации на отклонение на точността на резбата може да се счита, че количеството извън допустимото отклонение е много малко и точността е между 6H и 7H [4].
4 Мерки за подобряване и проверка на процеса
Процесът на обработка е подреден и методът на процеса е разумен и осъществим при условие, че степента на квалификация на продукта е значително подобрена. Чрез анализа на елемента извън толеранса се счита, че прецизността на резбата извън толеранса е причинена от детайлите на процеса на обработка. За да се реши напълно проблемът с точността на нишката на опората, подобрението на процеса се извършва в следните връзки на процеса на обработка на поддръжката.
1) Когато конецът се набие на машината за нарязване, шпинделът ще вибрира леко. С промяната на дълбочината на обработка, времето за рязане в устието на резбата е сравнително дълго и ще има малка разлика в размера на устието и корена. Методът на потупване от задната страна на опорната нишка е възприет, за да компенсира леките промени в устата и корена по време на обработката [5].
2) Подобрете точността на откриване на габарита за спиране на конеца. Нишката на опората все още се обработва според точността на M4-5H. Изисква се, когато за инспекция се използва габаритът на резбата, проходният манометър да е напълно завинтен и преминат, а броят на завинтените обороти на ограничителя да не е повече от 1.
3) Резбата на опората трябва да бъде защитена в процеса на пясъкоструене преди термичната обработка на корпуса на горивната камера. Предишният метод на защита с винтове M4 е променен и специалните защитни винтове са преработени с точност до M4-6f, а дължината на завинтване на резбите се контролира в рамките на 1 завъртане, за да се избегне повторното износване на завинтването.
4) Променете метода на почистване. След комбинираната механична обработка на черупката на горивната камера, използвайте сгъстен въздух, за да издухате излишъка в резбования отвор на опората и след това го проверете с резбова пробка M4-6H общ габарит. Ако не успее да премине, първо го почистете с винт M4, след това го почистете с кран M4-5H и го проверете с щуп за резба M4-6H след почистване.
След няколко теста и проверки на процеса, точността на резбата на опората отговаря напълно на изискванията за точност на продукта и степента на квалификация на продукта се е увеличила до 100 процента, което напълно решава проблема с точността на резбата на опората.
5. Заключение
За да се осигури висока надеждност на опорната нишка след заваряване и термична обработка, точността на резбата се контролира чрез следните мерки.
1) В състояние на част точността на резбата се подобрява с едно ниво на обработка и точността на резбата на опората се регулира от M4-6H до M4-5H.
2) Обработете резбовата опора от заваръчната повърхност (задната страна) и открийте предната страна след термична обработка и закаляване, за да компенсирате разликата в размера между устата и корена по време на обработката.
3) Специални защитни винтове са предназначени за процеса на пясъкоструене, за да се намали екструдирането на отвори с резба.
Чрез приемането на различни технологични мерки се контролира прецизността на обработката на нишката, надеждността на резбовата връзка е преминала оценката на теста за полет на ракета и качеството на продукта е стабилно и надеждно.
