M36螺母加工方法探討

在水輪發(fā)電機組的加工和維修生產(chǎn)中，M36螺母是其中的一個重要零件。企業(yè)從產(chǎn)品工藝設(shè)計需要和經(jīng)濟方面考慮，不外購國標(biāo)M36螺母。為了滿足產(chǎn)品工藝設(shè)計要求，又能物盡其用，企業(yè)自己生產(chǎn)M36螺母。在生產(chǎn)加工實踐中，筆者探索出一種M36螺母的快速加工方法。

一、加工工藝分析

M36螺母零件如圖1所示，螺母外圓為53.1mm，總長35mm，外圓與端面的倒角是15°～30°。內(nèi)孔兩邊倒角60°，根據(jù)內(nèi)孔計算公式d=D-1.05p計算得出d=31.8p。在機械產(chǎn)品中，螺母主要是起固定和連接的作用。根據(jù)它的用途，加工關(guān)鍵是螺母兩端面和內(nèi)螺紋與配合工件的接觸精度。也就是說，螺母兩端面在加工過程中，必須保證與內(nèi)螺紋的垂直度。否則，不符合加工精度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。螺孔形式有三種：通孔、不通孔、臺階孔。螺紋的配合等級有四種，數(shù)字越大等級越小。最基本的加工方法有車削和攻螺紋，車削比較適合于加工孔徑大、螺距也大的螺母，比如M42、M48等，而另一種方法適合于加工孔徑小、螺距也小的螺母，比如M20以下的螺母。兩種方法經(jīng)過比較，用車削的方法，勞動強度大，操作時稍有不慎，會發(fā)生刀架、刀具與工件、卡盤相撞的事故。攻螺紋的方法，如果操作不當(dāng)，容易引起攻螺紋工具折斷。由于M36螺母螺距比較大(P=4)，用攻螺紋的方法，切削力比較大，容易引起工件滑動，攻出的螺紋會出現(xiàn)爛扣的現(xiàn)象，表面粗糙度也達不到要求，從生產(chǎn)效率、技術(shù)難度、勞動強度和安全等方面考慮，最終確定選用車削的加工方法。

二、加工難度分析

加工M36螺母的難題之一是解決由于車刀剛性不夠，從而影響表面粗糙度的問題。由于其內(nèi)徑小(d=31.8)，車刀會因剛性不足而產(chǎn)生振動，從而導(dǎo)致內(nèi)螺紋有振紋，影響表面粗糙度。

我們通常使用的刀具材料有四種：一是硬質(zhì)合金， 二是高速鋼， 三是涂層材料，四是陶瓷材料。由于公司不外購后兩種材料的刀具，所以只能使用前兩種材料的刀具。但是，它們的性能也各有優(yōu)劣。硬質(zhì)合金耐高溫800°～1000C°，硬度可達HRA89～94，但是韌性較差，承受不了較大的沖擊力。同時，在車削的過程中，由于鐵屑不易排出，容易把刀尖打崩。既影響了生產(chǎn)效率，又浪費刀具。而如果使用高速鋼材料車刀，刃磨方便，韌性好，能承受較大的沖擊力，但它的耐熱性較差。由于螺母孔徑小，冷卻的效果不好，使刀具容易磨損。同時在使用中檔轉(zhuǎn)速時，車刀前角容易出現(xiàn)積屑瘤，影響螺紋牙形和表面粗糙度。因此，如何解決刀具對加工質(zhì)量的影響也是一個難題。

三、采用的加工工藝

在機械加工螺母時，主軸正轉(zhuǎn)是加工螺紋，反轉(zhuǎn)是把刀具退到加工開始的位置，為了保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求，筆者采用了高速車削加工。使用刀桿裝刀，同時改變以往傳統(tǒng)的裝刀方法，將車刀往正前方裝，如圖2所示。加工的方式正好相反，主軸反轉(zhuǎn)是車螺紋，正轉(zhuǎn)是退到開始的位置。在退刀的時候，根據(jù)鐵屑的旋向，鐵屑不易將刀尖打崩。而如果還有鐵屑在孔內(nèi)，也可以將鐵屑清理干凈，真正做到一舉兩得，即可保證生產(chǎn)效率，又可節(jié)約刀具。

四、選用刀具材料

使用YTW1硬質(zhì)合金材料刀具，刀桿的材料是45號鋼，然后經(jīng)過熱處理，以增加其剛性。

五、實際操作

根據(jù)圖紙的要求，先將螺母外圓、長度、內(nèi)徑，采用一次裝夾方法加工好。加工螺紋時，夾住外圓校正平面，主軸轉(zhuǎn)速為320r／min。裝夾刀具時，在保證車刀和刀桿能夠退刀的情況下，盡可能不要伸出太長，以保證車刀和刀桿的剛性。同時調(diào)整好中拖板和小拖板的間隙。加工走刀次數(shù)，根據(jù)計算公式h=0.65，p=0.65×4=2.6mm，粗車分五刀， 即第一刀為0.6mm，第二刀為0.6mm，第三刀為0.4mm，第四刀為0.4mm，第五刀為0.3mm；精車分兩刀，第一刀為0.2mm，第二刀為0.1mm。經(jīng)過改正后的加工方法，在正常情況下，大約2～3min可以加工好一個螺母。生產(chǎn)效率得到很大提高，也節(jié)約了大量刀具，為企業(yè)增加了經(jīng)濟效益。

總之，通過對M36螺母加工工藝的改進，使得螺紋加工生產(chǎn)效率提高，節(jié)約大量刀具，減小了加工零件報廢率。

（作者單位：韶關(guān)市技師學(xué)院）