螺孔鑲套修復的工藝方案設計

摘 要：零部件在毛坯鑄造、工件加工和成品使用過程中會出現鑄造缺陷、加工失誤以及螺紋牙受損等問題，使得工件無法正常使用，嚴重的可能報廢。而本文通過一整套成熟而嚴謹的修理方案的設計和實施，使得缺陷孔成功修復，工件可以繼續組裝使用。

關鍵字：缺陷；設計；修復方案；螺套

1 工件螺孔缺陷概述及鑲套修復適用性分析

常見孔及螺孔缺陷種類主要有如下幾種：毛坯鑄造偏差，無加工余量；毛坯鑄造疏松，加工后仍有缺陷；制造、使用及拆解時螺紋牙受損；組裝及拆解時孔內壁拉傷；加工失誤導致孔位置偏移；盲孔壁穿，發生泄露等。

當出現以上質量問題時，工件往往已是成品，不便擴孔焊接，尤其鑄鐵件焊接性能較差，一般情況下選擇鑲套修復方案最佳。根據零部件的缺陷部位、缺陷深度、使用工況等要求，進行螺套的材料選擇及尺寸精度設計，在滿足使用強度及功能的情況下，采用易操作實施的方案。

2 溫差法鑲套法和螺紋式鑲套法

根據鑲套的方式，一般情況下鑲套修復分兩種。一種是光孔套，采用溫差法裝入（一般用液氮冷凍裝入）；一種是螺紋套，即缺陷擴孔消除后攻內螺紋，套料加工外螺紋，旋入組裝。對于本身就是螺紋孔或者缺陷尺寸較小，內孔擴孔后易攻絲的一般采用螺紋套修復。對于本身就是光孔或者缺陷尺寸（孔徑）較大，易鏜孔擴孔的一般采用光孔套。

3 鑲套修復工藝流程簡介

測量缺陷大小→測量最大可鑲套尺寸→選擇套料→設計螺套規格→設計擴孔方案→輸出加工圖紙及工藝要求→輸出所用刀具、工裝、量具清單→套料加工及工件擴孔→鑲套前各尺寸確認→鉗工鑲套→后續加工及尺寸精度測量→工件清潔度→組裝及使用跟蹤→資料整理，方案歸檔。

4方案校核

方案設計后，要對螺套壁厚、螺紋規格、毛坯擴孔后的壁厚、過盈量及鑲套時的干涉等情況進行校對和核實，并對方案實施的每一個步驟仔細考慮，從加工設備、人員技能，使用刀具、工裝、量具、棒料等方面進行方案的校核，確定方案實施的可行性。修復方案也要考慮加工實際，在滿足精度要求的條件下，盡量采用便捷方便的方案。

5 修復實例列舉

5.1拆解時內孔拉傷

該孔是軸承座孔，孔徑￠186mm，寬度60mm，材料為球墨鑄鐵。圖1所示為拆解襯套時拉傷，測量拉傷痕跡深度約1.5mm。

圖1：孔內拉傷

修理方案如下：考慮孔徑較大，且該孔為鏜孔加工工藝，因此鏜孔消除缺陷后，采用光孔套鑲套。測量毛坯外圓尺寸，并考慮強度因素，壁厚應設計5mm，選取20#-40#作為套料。套加工時，內孔加工至￠185mm留1mm余量，待鑲套后，再加工內孔至圖紙尺寸￠186mm。對于形位公差要求較高的孔鑲套時，內孔均要留余量，待鑲完套后，再按基準加工，以便保證位置度和直線度等要求。

圖紙輸出見下圖2：光套加工圖

圖2

工件鏜孔時，實測套的外圓尺寸，控制過盈量0.16mm-0.19mm，加工￠196mm內孔。鑲套前，復測光套尺寸及過盈量，光套鑲入端倒角、去毛刺，工件上擴孔處去毛刺。將擴好的孔及套用酒精擦洗干凈。光套放入液氮內冷卻，工件內孔處涂抹厭氧密封膠，液氮冷卻15-20min后，鉗工穿戴防護用品，取出光套，將倒角一端對準工件上的孔，迅速放入孔內，銅棒輕輕敲擊裝入。套鑲好后，檢查確認平面是否對齊。工件放置2h后，以相鄰檔孔為基準，校調零點，按圖紙要求加工￠186mm內孔，并進行后續相關工序如深油孔的加工。

該方案已在多臺柴油機修理機體中應用實施，跟蹤組裝及整車運行，鑲套部位質量安全可靠。

5.2 加工失誤，螺孔位置偏移

圖3：螺孔加工偏差及鑲套尺寸示意圖

如圖3所示，M24螺孔加工失誤，Z向中心偏差10mm，宜采用螺紋套修復，材料選用工件同材料球墨鑄鐵。按圖示方法，將正確孔和錯誤孔繪制好，然后按錯誤孔處1mm余量，正確孔處2mm余量確定擴孔外圓，測量為￠37，再測量偏心距4.4mm（即擴孔中心與正確孔中心的距離）。因底孔￠37，即選取螺紋規格M39X2。螺套端部留3.5mm臺階止口，鑲套更可靠。退刀槽要按圖加工，保證鑲套時平面能完全接觸。

擴孔及鑲套尺寸要求見下圖：

方案設計后，需再次確認壁厚，以及擴孔時干涉等情況。尤其對工藝準備情況要進行梳理，確認該方案實施的可行性。

方案確認后，按設計圖紙及工藝要求加工，鑲套前校對各尺寸，鉗工去除毛刺翻邊，酒精清理干凈，手動旋M39X2螺套到底，其￠42法蘭面需高出工件平面0.5mm。然后旋出螺套，工件孔口涂壓氧密封膠，螺紋旋到底，然后用節能扳手按規定扭矩值（50N·M）扳緊。待膠水凝固后，校調零點，按圖紙尺寸加工M24X3螺孔，平面光刀，孔口去毛刺和孔內鐵屑清理干凈。

6 結語

本文通過兩個鑲套案例的介紹，引出了缺陷孔鑲套修復的方案設計和過程實施的一整套工藝流程，其中鑄鐵套壁厚6-8mm，鋼套壁厚5mm的選擇，具有推廣意義。尤其螺套端部留止口，并涂抹壓氧密封膠密封的方案，屬于創新型應用，杜絕了螺套松動以及油液泄露的隱患，使得螺孔鑲套修理質量更可靠。

作者簡介

王寧剛（1985-），男，助理工程師，2009年畢業于蘭州交通大學機械系，工學學士，現從事機加工工藝管理工作。