一種帶定位的螺紋孔加工方法

李鵬飛，　沈永根，　蔡振銘

上海電氣電站設備有限公司 上海汽輪機廠　上海　200240

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一種帶定位的螺紋孔加工方法

李鵬飛，沈永根，蔡振銘

上海電氣電站設備有限公司 上海汽輪機廠上海200240

摘要：針對帶定位的螺紋孔的特殊結構以及特殊要求，介紹了一種帶定位的螺紋孔加工方法，詳細闡述了具體的加工流程、加工特點以及所需工具。該加工方法解決了上、下半結構類型零件的中分面間隙問題，同時也保證了帶定位的螺紋孔加工精度及定位精度。

關鍵詞：定位； 螺紋孔； 加工工藝； 定位精度

Abstract:Aiming at the special structure and special requirements of the threaded holes with the positioning reference, presented a processing method for the treaded holes with positioning reference and a detailed description on specific processing procedures, processing features and required tools. This processing method could solve the problem i.e. clearance between the upper half and the lower half of the split part while guaranteeing the working accuracy and positioning accuracy of the threaded hole with positioning reference.

Key Words:Positioning Reference; Threaded Hole; Processing; Positioning Accuracy

在上海電氣電站設備有限公司上海汽輪機廠(以下簡稱上汽廠)的各類零部件中，帶定位的螺孔主要出現在汽輪機中類似隔板套、隔板汽封、前汽封、后汽封、持環等擁有上、下兩個半圈類結構的零部件上。該類結構的零部件，由于一般中分面尺寸相對比較小，單獨設計定位銷及連接螺栓可能使中分面尺寸不夠，只能采用二合一的方式，因而設計了帶定位的螺孔。這種連接結構不僅能嚴格定位上、下半圈的零件，同時還能撬緊上、下半圈中分面。但是這種帶定位的連接結構，加工要求比較高，不僅要保證同軸度和垂直度，還要保證粗糙度及孔的公差要求。為了克服現有實際技術要求的局限性，達到加工制造的準確性、可靠性、合理性，從工藝加工的實際情況考慮，筆者闡述了一種帶定位的螺紋孔創新加工方法，從而保證該結構的零部件的加工質量及加工精度。

1結構分析

通常情況下，上、下半結構零件是通過連接孔與定位銷孔來實現連接與定位，在中分面上至少需要鉆削兩組孔，一組為連接螺孔，一組為定位銷孔，此結構的前提要求是中分面尺寸范圍足夠大，能夠滿足一定數量的連接螺孔及銷孔的分布。一旦中分面尺寸滿足不了這個要求，設計人員就會設計帶定位的螺紋孔結構，將連接與定位二合一，既能夠滿足連接要求，又能夠滿足定位要求，符合中分面空間要求。

圖1　帶定位的螺紋孔結構

帶定位的螺紋孔如圖1所示，上半結構包括外圓缺口、上半沉孔、上半定位孔段；下半結構包括下半定位孔段、下半螺紋孔段。此結構不僅能夠滿足連接和拼合上、下半圈類零件，保證中分面間隙的要求，同時也能滿足定位上、下半圈類零件，保證上、下半零件定位精度要求，并且方便多次拆裝，實現重復定位的準確性。

此類帶定位的螺紋孔結構零件加工要求高，特別是尺寸精度、形狀精度、位置精度等要求都比較高，而且加工比較復雜。零件不僅要保證上半定位孔段與下半定位孔段的同軸度及表面粗糙度要求，還要保證定位孔段與下半螺紋孔段的同軸度要求，更要保證上半沉孔、上半定位孔段與下半定位孔段、螺紋孔段和上、下半水平中分面保持垂直，否則螺栓就不能方便地裝入孔內。

2加工工藝分析

帶定位的螺紋孔加工方法，首先需要考慮上、下半各孔段的同軸度工藝基準的一致性；其次需要考慮上、下半各孔加工時定位工藝基準的合理性，對加工結果是否會產生不利影響，如何避免或消除不利影響等因素；最后也是最關鍵的一點是，如何定位裝夾，保證加工過程中下半螺紋孔段與上半沉孔段的同軸度以及各孔段與水平中分面的垂直度。只有全面考慮，注意細節，才有可能更好地、更合理地加工出合格的帶定位的螺紋孔產品。

針對此類帶定位的螺紋孔加工技術難點以及對工藝性技術研究分析，通過一系列的制造工藝性試驗，最終確定一種最佳的工藝加工方法： 采用一次裝夾同時完成定位孔段與螺紋孔段加工的工藝方法，從而保證上、下半的定位孔段與螺紋孔段的同軸度及定位孔段表面粗糙度要求，具體加工工藝分析如下。

(1) 加工此定位螺紋孔結構，必須先要上、下半拼合后，一起加工。

(2) 上、下半定位孔段必須同時鉆鉸，為此設計加工能滿足定位孔段要求的專用鉸刀，確保定位孔段的表面粗糙度和公差要求。

(3) 上半沉孔、上半定位孔段與下半定位孔段、螺紋孔段的加工必須保證與水平中分面的垂直度。

(4) 下半螺紋孔段的加工必須保證與定位孔段的同軸度，且與水平中分面的垂直度，即以加工好的定位孔段為基準，鉆、攻螺紋孔段，為此，設計了加工下半螺孔段的專用引導套與絲錐定位的專用攻絲引導套等工裝刀具，保證了定位孔段與下半螺紋孔段的同軸度以及螺紋孔段與水平中分面的垂直度。

3加工步驟

機械加工工藝規程主要是規定零件機械加工工藝過程和方法的工藝文件，它是在具體的生產條件下，將最合理的工藝過程，通過工藝技術文件的形式，用來指導具體的生產加工及生產管理，本帶定位的螺紋孔加工步驟如下所述。

(1) 從工藝角度分析，首先要分別銑上、下半結構零件的水平中分面，滿足圖紙要求，以加工好的水平中分面作為孔加工的基準。

(2) 如圖2所示，分別鉆、擴上半結構零件水平中分面上連接孔，倒刮或鏜上半圈結構的沉孔及外圓缺口，滿足圖紙要求；預鉆上半定位孔段，留一定余量，Φa+0.03定位孔可以先預鉆為Φ(a-8)孔，確保定位孔段深度。

圖2　帶定位的螺紋孔加工要求

(3) 將上、下半結構零件按照加工基準面對齊拼合在一起，根據上半水平中分面所加工完成的通孔，劃出下半中分面上連接孔位置，拆去上半結構零件，鉆、擴、攻下半中分面上的連接螺紋孔，滿足圖紙要求。

(4) 利用工藝螺釘或者產品螺栓，將上、下半結構零件按照基準面對齊，撬合成整體，根據上半中分面已經預鉆好的定位孔段，預鉆下半中分面定位孔段。

(6) 拆開上半結構零件，在下半定位孔段內裝入專用引導套，鉆削定位孔下半螺紋孔底徑，并在底徑的孔口處按要求倒角，如圖3所示。

此專用引導套[1、2、3]的外徑C與定位孔配合，內徑B與擴孔鉆配合，如圖4所示。尺寸C根據定位孔段尺寸確定，尺寸B根據所需擴孔鉆的外徑確定。使用此專用引導套，是通過保證引導套內外圓同軸度的要求，來實現下半螺孔段與下半的定位孔段同軸度的準確性，引導套的內、外圓同軸度越高，則定位孔段與螺紋底孔段同軸度越高，而螺紋底孔的孔口倒角是為了方便下道工序的螺紋加工。

(7) 拆去配合擴孔鉆的引導套，在下半定位孔段內裝入定位絲錐的專用攻絲引導套，攻螺紋，如圖5所示。

此攻絲導套[1、2、3]外徑D與定位孔配合，內徑B與絲錐外徑配合，如圖6所示。尺寸D根據定位孔段內徑確定，尺寸B根據所需攻絲絲錐的外徑尺寸確定，使用此攻絲導套，不僅能保證攻絲導套內外圓的同軸度要求，還能保證水平中分面與螺紋孔段的垂直度要求，實現螺紋加工的準確性。

圖3　加工螺紋底孔的示意圖

圖4　引導套

圖5　攻螺紋圖

圖6　攻絲導套

注意點： 若上、下半圈結構零件中分面無其它連接孔，上下半圈拼合后同時鉆、鉸時，要在上、下半圈類中分面兩側處點電焊并固定，防止同時鉆、鉸定位孔時，上、下半圈類零件移位，定位孔加工好后，再打磨焊點，移走上半圈類零件。

4結論

通過對帶定位的螺紋孔加工技術其工藝難點的分析與研究，進行了一系列加工工藝試驗，設計了專用的輔助工裝，全面解決了帶定位的螺紋孔加工技術難點，不僅滿足了帶定位的螺紋孔加工精度和加工質量問題，同時還具備制造工藝的優秀性、合理性、實用性等優點，并已在實際加工中取得了明顯的效果，能夠完全保證上、下半結構零件的軸向定位與徑向間隙要求。

確定合理的加工工藝方法，不僅能夠使產品質量滿足圖紙高精度的要求，而且還能夠創造出可觀的經濟效益，減少不必要的加工損失；同時革新制造理念，提高產品零件的生產效率。本項目的全面優質完成，為同類結構產品的制造提供了一個全新的工藝思路，值得推廣和應用。

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中圖分類號:TH161

文獻標識碼:A

文章編號：1674-540X(2015)02-032-04

作者簡介：第一 李鵬飛(1989-)，男，助理工程師，主要從事汽輪機大型零部件的工藝及數控編制工作，E-mail： lipf@shanghai-electric.com

收稿日期：2015年3月