Er wordt een methode geïntroduceerd om de bewerkingsnauwkeurigheid van draadgaten te regelen. Door middel van systematische procesanalyse van elke schakel in het productieproces, hebben methoden zoals het verbeteren van het nauwkeurigheidsniveau in de onderdeelstatus, het regelen van de schroefdraadnauwkeurigheid en het verhogen van het compensatiebedrag door omgekeerd tappen, en het ontwerpen van speciale beschermende schroeven de technische problemen overwonnen en met succes toegepast . voor massaproductie.
1 Preambule
De verbrandingskamermantel van een bepaald type motor is samengesteld uit voorste verbindingsstuk, dunwandige draaiende cilinder, achterste verbindingsstuk en ondersteuning door middel van argonbooglassen, warmtebehandeling en zandstralen. Het buitenoppervlak van de dunwandige schaal van de verbrandingskamer is gelast met 2 rijen axiale steunen met in totaal 20 stuks. Het ontwerppatroon van de steunen vereist een draadnauwkeurigheid van M4-6H. De schroefdraad van de steun wordt gebruikt om de raketkabelafdekking te installeren en de kwaliteit en betrouwbaarheid van de schroefdraadverbinding moeten hoog zijn. Vanwege de beperkingen van de ondersteunende structuur, het materiaal en de ruimtestructuur van het lasdeel met de verbrandingskamerschaal, wordt het traditionele proces gebruikt om de draad te verwerken en is de gekwalificeerde snelheid van het product laag. In dit document worden procesanalyse en onderzoek uitgevoerd op elke schakel van productverwerking, en wordt een redelijke en effectieve draadprecisiecontrolemethode verkregen door testverificatie, vergelijking en analyse.
2 Structuurkenmerken van het product en verwerkingsproblemen
2.1 Structurele kenmerken
De buitenafmetingen van de verbrandingskamer zijn relatief groot, met een buitendiameter van 500mm en een lengte van 4500 mm. De steun is handmatig gelast op het buitenoppervlak van de verbrandingskamermantel en de radiale overspanning is (114 ± 0,2) mm. De verbrandingskamer en de ondersteunende materialen zijn gemaakt van D406A ultrasterk staal. De structuur van de steun van de verbrandingskamerbehuizing wordt weergegeven in afbeelding 1. De vorm van de steun is een langwerpige structuur, de buitendiameter is 14 mm, de breedte is mm en het midden heeft een interne schroefdraad M4-6H met een steek van 0,7 mm. Er is slechts een opening van 0,7 mm tussen de onderste groef met schroefdraad en de dunwandige behuizing.
Afbeelding Afb. 1 Draagconstructie van de verbrandingskamermantel
2.2 Moeilijkheden bij de verwerking
De processtroom van de ondersteuningsverwerking wordt getoond in figuur 2. Als de draadgaten van de ondersteuning worden verwerkt na lassen en warmtebehandeling, zijn er de volgende problemen [1].
1) De opening tussen de onderkant van het schroefdraadgat van de steun en de schaal is slechts 0,7 mm, en het oppervlak van de dunwandige schaal kan gemakkelijk beschadigd raken tijdens de bewerking, wat een kwaliteitsrisico vormt.
2) De opening tussen de onderste groef van het schroefdraadgat van de steun en de schaal is klein, de tapgeleider is kort tijdens draadverwerking, de positionering is onstabiel, het tappen is moeilijk en het is gemakkelijk om afwijking te verwerken, en de verticaliteit van 0.04mm kan niet worden gegarandeerd.
3) De hardheid van het materiaal na warmtebehandeling is 48-52HRC, en het is gemakkelijk om de kraan te laten breken tijdens de schroefdraadverwerking, en de schaal zal worden afgedankt vanwege schroefdraadproblemen, wat resulteert in hoge fabricagekosten en kwaliteit risico's.
Op basis van bovenstaande analyse kan worden geconcludeerd dat de schroefdraad van de steun vóór het lassen moet worden verwerkt en na het lassen wordt deze gegloeid, gezandstraald, afgeschrikt en getemperd samen met de verbrandingskamermantel. Na de afschrikbehandeling wordt het oppervlak van de draad van de drager geoxideerd en zijn er overtollige resten gehecht aan het oppervlak van het draadprofiel. Als de schroefdraad van de steun vóór het lassen op zijn plaats is verwerkt, nadat de combinatie van het verbrandingskameromhulsel is verwerkt, gebruik dan de M4-6H-tap om het teveel aan het oppervlak van het schroefdraadprofiel van de steun te verwijderen, en tegelijkertijd zal de oxidelaag op het oppervlak van het interne schroefdraadprofiel van de drager eraf vallen. Bij gebruik van de M4-6H draadstopmeter om te detecteren, is het gekwalificeerde percentage slechts 67 procent. Er worden statistieken gemaakt over de verwerking van M4-6H interne schroefdraad van 17 steunen voor verbrandingskamerbehuizingen, en de gegevens worden weergegeven in Tabel 1. Hoe de bewerkingsnauwkeurigheid van de schroefdraad van de steun kan worden verbeterd, is een urgent technisch probleem geworden dat moet worden opgelost in de productie en levering van producten.
Afbeelding Figuur 2 Verwerkingsproces
Tabel 1 Statistieken van M4-6H interne schroefdraadverwerking van 17 steunen voor verbrandingskamerbehuizingen
afbeelding
afbeelding
3 Technisch schema en procestest
3.1 Technische oplossing
Na heronderzoek, testen, analyse en onderzoek van verschillende processen in de verbrandingskamermantel en ondersteuningsverwerking, wordt aangenomen dat de belangrijkste reden voor de buitensporige tolerantie van de nauwkeurigheid van de interne schroefdraadmaat van de ondersteuning M4-6H is : na de uitdovingsbehandeling wordt het oppervlak van de steundraad geoxideerd en wordt het tandoppervlak van de draad met overmaat bevestigd. Tijdens het reinigen van het overtollige op het oppervlak van de draad, zal de oxidelaag op het oppervlak van de interne schroefdraad van het deel van de steun eraf vallen, waardoor de precisie van de interne schroefdraad van de steun M4-6H teniet wordt gedaan buiten tolerantie.
Volgens de procesanalyse zijn er twee processchema's ontwikkeld.
Optie 1: pas speciale handkranen aan, die zijn onderverdeeld in neuskegels en tweede kegels, en regel de middelste diameter van de neuskegels. Gebruik de neuskegel om de schroefdraad in de toestand van het steundeel te tappen en reserveer een bewerkingstoeslag. Tik na de warmtebehandeling van de verbrandingskamermantel op de schroefdraad van de steun met een tweede conus om de uiteindelijke nauwkeurigheid van de schroefdraad te waarborgen.
Oplossing 2: verbeter de draadnauwkeurigheid M4-6H met één niveau in de status van het ondersteuningsonderdeel en verwerk volgens M4-5H, compenseer effectief het verschil tussen M4-6H en M{ {4}}H, en voldoe aan de vereisten voor threadnauwkeurigheid [2].
3.2 Testproces en resultaten
Het eerste processchema wordt uitgevoerd in 3 stappen. ① Aangepaste speciale tappen (kopconus en tweede tap), de gereserveerde marges voor de middelste diameter van de koptap zijn 0.30mm, 0.20 mm en {{10}}.10 mm respectievelijk. ② Gebruik de neuskegel om op de draad te tikken bij het verwerken van de steundelen. ③ Gebruik na de warmtebehandeling een tweede conus om op de draad te tikken. Vanwege de hoge hardheid (48-52HRC) van het materiaal na warmtebehandeling en de invloed van de grote diameter van de verbrandingskamermantel, is het voor de operator moeilijker om de schroefdraad te tappen, is de kracht onevenwichtig en de snijkracht is gemakkelijk af te wijken van de as. Tijdens de test, toen de toegestane middendiameter 0,30 mm was, kon het schroefdraadgat niet worden gesneden wanneer er met twee kegels op werd getikt; wanneer de middendiametertoelage respectievelijk 0,20 mm en 0,10 mm was, was het schroefdraadgat verbogen of was de kraan gebroken en was de productkwaliteit moeilijk te garanderen [3].
Volgens het tweede procesplan wordt de schroefdraadnauwkeurigheid van de ondersteuning verbeterd met één verwerkingsniveau en worden de statistieken gemaakt op basis van de verwerking van M4-6H interne schroefdraad van 10 verbrandingskamerhulsondersteuningen. De gegevens worden weergegeven in tabel 2. De schroefdraadnauwkeurigheid is aanzienlijk verbeterd en het productkwalificatiepercentage is gestegen van 67 procent naar 95 procent.
Tabel 2 Statistieken van interne threadverwerking van ondersteuning in schema 2
afbeelding
3.3 Analyse van testresultaten
Door de testresultaten van Schema 1 en Schema 2 samen te vatten en te analyseren, volgens de verwerkingsmethode van Schema 2, wordt het kwalificatiepercentage van de draad van de ondersteuning aanzienlijk verbeterd. De draad buiten de tolerantie wordt geïnspecteerd met M4-7H-schroefdraadmeter en ze zijn allemaal gekwalificeerd. Vergelijk de draadprecisie-afmetingen van M4-6H met M4-5H en M4-7H, zie tabel 3 voor details.
Tabel 3 M4×0.7 mm precisie-afmetingen interne schroefdraad (eenheid: mm)
afbeelding
Je kunt zien dat de middelste diameter van de schroefdraad M{{0}H in mm is op de afbeelding, de middelste diameter van M4-6H is in mm op de afbeelding en de middelste diameter van M4-7H is in mm op de afbeelding. Het verschil tussen de maximale maatafwijking van 7H en 6H is 0.032 mm, en het verschil tussen de maximale maatafwijking van 6H en 5H is 0.023 mm, dat wil zeggen , de afwijking van de ongekwalificeerde nauwkeurigheid van de steundraad is niet groter dan 0,032 mm. Om de overtolerantie te compenseren, wordt de draadnauwkeurigheid bij de daadwerkelijke verwerking verhoogd tot 5H en is het compensatiebedrag 0,023 mm, wat in principe kan voldoen aan de vereisten voor draadcompensatie. Voor situaties met individuele draadprecisie die buiten de tolerantie vallen, kan worden aangenomen dat de hoeveelheid buiten de tolerantie zeer klein is en dat de nauwkeurigheid tussen 6H en 7H ligt [4].
4 Verbetermaatregelen en procesverificatie
Het verwerkingsproces is uitgezocht en de procesmethode is redelijk en haalbaar op voorwaarde dat het productkwalificatiepercentage aanzienlijk is verbeterd. Door de analyse van het item dat buiten de tolerantie valt, wordt aangenomen dat de draadprecisie buiten de tolerantie wordt veroorzaakt door de details van het verwerkingsproces. Om het probleem van de draadnauwkeurigheid van de ondersteuning volledig op te lossen, wordt de procesverbetering uitgevoerd in de volgende links van het ondersteuningsproces.
1) Wanneer de draad op de tapmachine wordt getapt, trilt de spindel lichtjes. Met de verandering van de verwerkingsdiepte is de snijtijd aan de monding van de draad relatief lang en zal er een klein verschil zijn in de grootte van de mond en de wortel. De methode van tikken vanaf de achterkant van de steundraad wordt toegepast om de kleine veranderingen in de mond en wortel tijdens de verwerking te compenseren [5].
2) Verbeter de detectienauwkeurigheid van de schroefdraadstopmeter. De draad van de ondersteuning wordt nog steeds verwerkt volgens de precisie van M4-5H. Het is vereist dat wanneer de draadplugmeter wordt gebruikt voor inspectie, de doorlopende meter volledig is geschroefd en gepasseerd en dat het aantal geschroefde slagen van de stopmeter niet meer is dan 1.
3) De schroefdraad van de steun moet worden beschermd tijdens het zandstraalproces vóór de warmtebehandeling van de verbrandingskamermantel. De vorige beschermingsmethode met M4-schroeven is gewijzigd en de speciale beschermingsschroeven zijn opnieuw ontworpen met een nauwkeurigheid van M4-6f, en de inschroeflengte van de schroefdraden wordt binnen 1 omwenteling geregeld om herhaalde schroefslijtage te voorkomen.
4) Wijzig de reinigingsmethode. Gebruik na de gecombineerde bewerking van de verbrandingskamermantel perslucht om het teveel in het draadgat van de steun weg te blazen en inspecteer het vervolgens met de draadplugmeter M4-6H algemene meter. Als het niet lukt, reinig het dan eerst met M4-schroef, reinig het vervolgens met kraan M4-5H en controleer het na het reinigen met draadplugmeter M4-6H.
Na verschillende procestests en verificaties voldoet de schroefdraadnauwkeurigheid van de ondersteuning volledig aan de productnauwkeurigheidsvereisten en is de productkwalificatiegraad verhoogd tot 100 procent, waardoor het probleem van de schroefdraadnauwkeurigheid van de ondersteuning volledig is opgelost.
5. Conclusie
Om de hoge betrouwbaarheid van de steundraad na lassen en warmtebehandeling te garanderen, wordt de draadnauwkeurigheid gecontroleerd door de volgende maatregelen.
1) In de status van het onderdeel wordt de schroefdraadnauwkeurigheid verbeterd met één verwerkingsniveau en wordt de schroefdraadnauwkeurigheid van de ondersteuning aangepast van M4-6H naar M4-5H.
2) Verwerk de steun met schroefdraad vanaf het lasoppervlak (achterkant) en detecteer de voorkant na warmtebehandeling en afschrikken om het verschil in grootte tussen de mond en de wortel tijdens de verwerking te compenseren.
3) Speciale beschermende schroeven zijn ontworpen voor het zandstraalproces om de extrusie van schroefdraadgaten te verminderen.
Door de toepassing van verschillende technologische maatregelen wordt de precisie van de draadverwerking gecontroleerd, is de betrouwbaarheid van de draadverbinding geslaagd voor de beoordeling van de raketvluchttest en is de productkwaliteit stabiel en betrouwbaar.
