應用尺寸鏈原理確定電鍍前桿端體螺紋的精度

盧金忠

(福建龍溪軸承(集團)股份有限公司，福建 漳州 363000)

按標準要求，桿端關節(jié)軸承的桿端體(含螺紋)需經電鍍處理，電鍍后螺紋精度要符合要求，而鍍層厚度允許有一定的波動量(鍍層厚度為8～10 μm，各公司的規(guī)定可能不同)，這將對電鍍后桿端體螺紋精度產生影響。為了保證螺紋精度，電鍍前必須確定桿端體螺紋的加工精度等級。

1 工藝尺寸鏈原理

工藝尺寸鏈由組成環(huán)(增環(huán)和減環(huán))和封閉環(huán)組成，它們之間存在下列關系[1]：封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和，即

(1)

封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和，即

(2)

封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和，即

(3)

封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和，即

(4)

2 桿端體螺紋的尺寸鏈關系

桿端體螺紋鍍前尺寸公差、鍍層厚度公差及鍍后尺寸公差三者之間形成如圖1所示的尺寸鏈關系。

圖1 桿端體螺紋尺寸鏈關系

對桿端體外螺紋

A=A′+δ，

(5)

es=es′+ξKδmax；ei=ei′+ξKδmin。

(6)

對桿端體內螺紋

A=A′-δ，

(7)

ES=ES′-ξKδmin；EI=EI′-ξKδmax。

(8)

式中：A為桿端體螺紋鍍后螺紋中徑(封閉環(huán))；A′為桿端體螺紋鍍前螺紋中徑(組成環(huán))；δ為鍍層厚度(組成環(huán))；ES，EI分別為內螺紋螺紋中徑鍍后上、下偏差；ES′，EI′分別為內螺紋螺紋中徑鍍前上、下偏差；es，ei分別為外螺紋螺紋中徑鍍后上、下偏差；es′，ei′分別為外螺紋螺紋中徑鍍前上、下偏差；ξ為傳遞系數(shù)，指鍍層厚度對螺紋中徑鍍后尺寸的影響；K為鍍層厚度比，指螺紋牙型表面鍍層與主要表面鍍層的比值。

2.1 傳遞系數(shù)ξ

圖2 鍍層分布

2.2 鍍層厚度比K

桿端體電鍍時，由于尖端放電效應、屏蔽效應、電流密度分布及其他一些工藝因素影響，螺紋牙型各表面之間的鍍層厚度是不均勻的。

對于桿端體外螺紋，由于電鍍工藝參數(shù)是按其外徑尺寸制訂的，外徑面作為主要表面，所以取K=1。

對于內螺紋，需考慮：(1)機加工內螺紋時或多或少形成的孔口大、中間小的喇叭口現(xiàn)象；(2)電鍍時的屏蔽作用使鍍層形成的孔口厚、中間薄現(xiàn)象。綜合這兩方面，在一般情況下可以認為鍍后內螺紋的螺紋中徑是圓柱形，但制訂電鍍工藝時，不是把桿端體內螺紋，而是把桿端體柄的外表面作為主要表面確定工藝參數(shù)。通過試驗和檢測統(tǒng)計，得出桿端體內螺紋的鍍層厚度比K取為0.5較合適。

3 計算實例

es′=-0.034-4×1×0.01=-0.074 mm；ei′=-0.184-4×1×0.008=-0.216 mm。

ES′=0.200+4×0.5×0.008=0.216 mm；EI′=0+4×0.5×0.010=0.020 mm。

4 結束語

根據工藝尺寸鏈原理，封閉環(huán)的公差等于組成環(huán)的公差之和，作為組成環(huán)的桿端體螺紋鍍前尺寸公差一定比鍍后尺寸公差小，其減少值為ξK(δmax-δmin)。應用文中所述公式，可以保證大多數(shù)桿端體螺紋的鍍后尺寸滿足要求，但仍需根據標準要求和企業(yè)自身情況，制定出合理的鍍層厚度。

鍍層厚度不但影響桿端體的防銹性能，也影響產品精度，因此要配備好與批量生產相適應的檢測手段；且鍍層厚度比K應通過工藝試驗驗證后才能用于工藝設計。