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(增環和減環)和封閉環組成，它們之間存在下列關系[1]：封閉環的基本尺寸等于所有增環的基本尺寸之和減去所有減環的基本尺寸之和，即

(1)

封閉環的上偏差等于所有增環的上偏差之和減去所有減環的下偏差之和，即

(2)

封閉環的下偏差等于所有增環的下偏差之和減去所有減環的上偏差之和，即

(3)

封閉環的公差等于所有組成環的公差之和，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)；A′為桿端體螺紋鍍前螺紋中徑(組成環)；δ為鍍層厚度(組成環)；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，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、中間小的喇叭口現象；(2)電鍍時的屏蔽作用使鍍層形成的孔口厚、中間薄現象。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。通過試驗和檢測統計，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，封閉環的公差等于組成環的公差之和，作為組成環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。