转杆加工工艺研究

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

转杆加工工艺研究

何东敏 常久青 闫 龙 朱德生 朱 颖

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

本文研究了转杆的加工工艺方法和加工技巧，通过工艺分析和加工试验，攻克了转杆深孔加工精度难以保证、特殊螺纹加工及波纹的控制、螺纹喷丸表面质量控制等难题。介绍了特殊螺纹的加工和螺纹波纹控制方法，以及螺纹喷丸表面质量控制方法，加工出符合技术要求的转杆，完成了转杆加工工艺研究，有效提升了零件的制造水平，同时也为今后类似零件的研制提供技术支持。

转杆；加工；工艺；研究

1 转杆零件分析

1.1 零件结构分析

零件Φ230（外径）×Φ160（内径）×1300（长度），该深孔轴类零件的深孔加工，因系统刚性差，强度低，切削易产生振动、波纹，影响深孔加工精度。

左端内孔为特殊内螺纹，右端内孔为特殊内左螺纹，中间为特殊外螺纹，螺纹标准独特，类似于API螺纹，螺纹牙型为梯形锥度螺纹，锥度小，螺距大，零件加工余量大，属于复杂螺纹加工。螺纹部位要求喷丸，通过得到规定位置的残余压应力，从而增强疲劳强度和抗应力腐蚀能力。

1.2 加工工艺分析及难点

（1）深孔加工中因系统刚性差，强度低，切削易产生振动、波纹，影响深孔加工精度。

（2）特殊螺纹锥度极小，螺纹轴向尺寸难以控制是加工研制难点。

（3）解决特殊螺纹振纹问题是加工难点。

（4）螺纹喷丸表面质量控制是研制难点。

2 转杆加工方法及加工技巧

2.1 深孔加工

深孔加工是封闭式加工，其加工状态不可视，加工时是否顺利只能靠加工者的经验和声音来判断，若刀杆的震动情况加大，切屑也翘起了花边，就应该及时更换刀片，否则有可能损伤刀体。

首先必须解决深孔加工中因系统刚性差，强度低，切削易产生振动、波纹，影响深孔加工精度的问题。实心棒料钻孔时去除余量较多，零件的变形控制和零件的同轴度保证成为加工难点，根据零件的结构特点，在钻孔前要在零件的一端加工坡口，坡口主要是用于与深孔钻镗床的授油器配合，起到支撑和密封的作用，这样在钻孔时不容易把孔钻偏，在加工坡口的同时加工找正带，找正带与坡口为同一次加工，同轴度即可保证。

2.2 转杆特殊螺纹的加工

2.2.1 特殊螺纹轴向尺寸控制

螺纹类似于API螺纹，精度高，牙型为梯形锥度，锥度很小，螺距大，加工中还必须严格控制螺纹轴向尺寸，针对试制中出现的轴向尺寸超差问题，采取相应措施，通过锥度可以知道径向进刀0.01，轴向可走0.32，根据锥度掌握轴向与径向的关系，换算确定进刀量，加工中勤用螺纹量规测量量规到零件端面的距离，经过试验掌握了规律，取得很好效果。

2.2.2 特殊螺纹表面波纹控制

由于该螺纹加工余量大，加工中出现螺纹表面严重波纹，主要是由于长细管结构刚性不足，在工艺上提高加工刚度，车螺纹刀具按美制标准设计专用螺纹刀具，加工工艺在试制中针对出现的问题采取相应措施，采取去余量时采用偏刀，较大的前、后角，减少挤压变形，将零件缠胶皮，刀杆缠胶皮防震、制作专用防震堵头，自制刀夹，刀杆制作防震刀套，加工轴类零件内腔，自制特殊螺纹减震刀套，自制刀架等措施减少特殊螺纹刀具刀杆振动，并修整中心架接触部位的磨损，防止加工中发生振动，有效解决了螺纹表面波纹问题。

3 螺纹喷丸表面质量控制

转杆螺纹部位通过喷丸，得到规定位置的残余压应力，从而增强疲劳强度和抗应力腐蚀能力，在喷丸加工中必须明确规定以下控制要求：

（1）加工前转杆在移动和悬挂的时候，特殊螺纹表面必须带着螺纹保护套，吊装的时候，内孔不允许放置任何东西，在外径上允许使用皮带吊装。

（2）喷丸前，零件的喷丸区域所有轮廓线必须完成，所以毛刺必须去除，所以尖边和转角必须有一个适合半径，必须在尺寸和表面状态的要求内，所有热处理，机加和磨抛必须在喷丸前完成，使得喷丸后能得到完整的覆盖率，且不能有变形。

（3）对不需要喷丸区域进行遮蔽，封严面不允许喷丸。

（4）为了控制特殊螺纹喷丸后尺寸和表面状态的微小变化影响螺纹量规的通过，螺纹在加工中，中径尺寸应内控在公差范围内，尺寸偏小预留0.01余量。

（5）螺纹退刀槽和螺纹钻铤卸荷槽必须进行喷丸。对这些表面的状态规定，参考喷丸前的表面状态。所以其它表面，除了邻近螺纹的O环槽，都必须满足喷丸过后规定的粗糙度值。

（6）内螺纹和外螺纹连接件必须喷丸，按照要求的喷丸区域喷丸完成以后，需要有完整目视覆盖率，零件表面覆盖率200%，喷丸以得到规定位置的残余压应力，从而增强疲劳强度和抗应力腐蚀能力。

（7）控制喷丸的工艺方法对喷丸质量影响较大，特别是螺纹零件，喷丸强度与压应力层的深度有密切的关联，必须严格控制喷丸强化工艺参数，喷丸材料和规格、喷丸压力、弹丸流量、喷射角度、喷射时间及喷嘴的尺寸结构等。

结语

转杆的试制成功，标志着黎明公司在转杆加工方面取得了丰富的工艺实践经验，这一类产品在军民用工业产品领域有着广泛的应用前景和很大的市场需求，可为企业赢得更大经济效益，特别是在特殊螺纹加工等方面，取得了技术创新成果。

[1] 李敏.等壁厚螺杆钻具定子加工工艺研究[D].西南石油大学， 2006.

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