一種螺紋安裝孔的修復新工藝

夏朝霞，程煒明，龐偉

（長沙五七一二飛機工業有限責任公司，湖南 長沙 410111）

設計部門一般將鋼絲螺套用于鋁合金材料制作的機件的安裝螺紋孔，采用在鋁合金基體螺紋孔內加裝鋼絲螺套，來提高螺紋連接強度，避免因鋁合金的強度較低拆裝時損壞部件上的螺紋孔。針對機件的螺紋安裝孔損壞的傳統修理方法的弊病，可以將鋼絲螺套應用到修理工作，成為一種新的修復工藝。

1 機件螺紋安裝孔損壞時的修理現狀

在飛機維修中，經常會遇到機件的螺紋安裝孔損壞的現象，有的是底徑變大，有的是螺紋爛牙，傳統的修理方法是：

（1）將原螺紋孔用鉆頭鉆成光孔，重新攻絲，加大螺紋，配加大螺栓。缺點：機件壁厚變薄，有時機件壁厚限制不能加大螺紋孔；如果相配的是成組多個螺栓，加大螺栓與原螺栓互換性差。

（2）將原螺紋孔用焊接的方法堵孔，重新制作螺紋孔。缺點：焊接產生變形，損壞機體的形位公差，并且有些材料不允許焊接，無法實施修理。

（3）將原螺紋孔擴孔后，加裝帶螺紋的襯套，襯套與孔為緊配合。缺點：由于襯套內加工螺紋，為保證有一定的強度，襯套外徑至少比螺紋外徑要大1 毫米以上，機件擴孔可能邊距不夠影響強度，而且襯套與孔配合精度要求高，有松脫的風險。

2 鋼絲螺套介紹

鋼絲螺套是由一種高強度、高精度、表面光潔的冷軋菱形不銹鋼絲精確成形的螺旋線圈，為高精度內、外螺紋同心體，能形成標準的螺紋，螺紋護套裝好后能形成一個符合國家標準的高精度內螺紋，其各項性能均優于攻絲形成的螺紋。鋼絲螺套旋入金屬或非金屬材料的特制螺紋孔中，以形成高強度、耐磨損、耐高溫、抗震、抗腐蝕性能的標準內螺紋，并能分散應力，保護基體螺紋，可以全面提高螺紋孔的使用性能，延長機件使用壽命。鋼絲螺套工作原理：鋼絲螺套外徑比螺紋孔大，當安裝時，螺紋套被壓縮收緊，安裝完成后彈回原狀，令螺套永久固定于螺紋孔內，由于它的直徑較大，所以螺紋套具有較大的接觸面，不銹鋼絲強度較高，特別是基體材料為鋁件時，比直接在基體上加工螺紋孔更牢固，強度更高，更耐磨損。為了提高鋁合金材料機件的安裝螺紋孔的連接強度，以及耐磨性能，產品設計時，會選擇使用鋼絲螺套，這種結構在二代機產品上沒有使用，在近年來的新產品設計中開始使用。

鋼絲螺套有國軍標準和航空標準，以國軍標為例，涉及的標準有：GJB 119.1A-2001 普通型有折斷槽鋼絲螺套；GJB 119.2A-2001 普通型無折斷槽鋼絲螺套；GJB 5109-2002 鎖緊型有折斷槽鋼絲螺套；GJB 5110-2002 鎖緊型無折斷槽鋼絲螺套；GJB 119.3A-2001 安裝鋼絲螺套用內螺紋；GJB 119.4A-2001 普通型鋼絲螺套通用規范；GJB 5107-2002 鎖緊型鋼絲螺套通用規范；GJB 5108-2002 鋼絲螺套安裝要求。從功能上可分為普通性和鎖緊型，鎖緊型絲套符合標準GJB5107-2002 的鎖緊力矩，制造時有振動試驗要求；從結構上可以分為有折斷槽螺套和無折斷槽螺套，有通孔要求需將安裝直柄去掉的選用有折斷槽的螺套。

3 采用鋼絲螺套進行修復的工藝

針對機件的螺紋安裝孔損壞的傳統修理方法的弊病，引進設計制造技術，進行創造性工作，將鋼絲螺套應用到修理工作，成為一種新的修復工藝。

3.1 適用范圍

基體螺紋安裝孔損壞、加裝鋼絲螺套的修理工藝適用于原基體材料為各種鋁合金、鋁鎂合金材料的修復，修復后可以提高原機件螺紋安裝孔的強度，并耐磨損；不適用于基體材料是高溫合金、磁性材料、導電材料等特殊材料。

3.2 工藝流程

選擇合適的鋼絲螺套→鉆底孔→用ST 系列特殊絲錐攻絲→檢查內螺紋孔→安裝鋼絲螺套→檢查鋼絲螺套后所形成的內螺紋。

3.3 選擇合適的鋼絲螺套

（1）鋼絲螺套有4 種類型，可以根據需要進行選擇。螺栓長度大于螺紋長度的選擇有折斷槽型的鋼絲螺套，安裝柄上有折斷槽，安裝后易于折斷安裝柄，否則，無須折斷安裝柄；鎖緊型的螺紋有自鎖功能。比如，普通型有折斷槽鋼絲螺套標記示例：公稱直徑4mm、螺距0.7mm、自由狀態圈數8：無鍍層鋼絲螺套4×0.7×8GJB119.1A；鍍鎘鋼絲螺套4×0.7×8GJB119.1A-Cd；鍍銀鋼絲螺套4×0.7×8GJB119.1A-Ag。

（2）原螺紋孔為M10×1，鋼絲螺套可仍選相同規格為10×1。

（3）從《安裝鋼絲螺套用內螺紋GJB119.3A-2001》選取鋼絲螺套自由狀態圈數，并且安裝后長度應符合圖2 的要求。

3.4 鉆底孔

按《安裝鋼絲螺套用內螺紋GJB119.3A-2001》中的安裝鋼絲螺套用內螺紋小徑D1s尺寸鉆底孔。比如，原螺紋孔為M10×1，鉆底孔為φ10.22mm。

3.5 用ST 系列特殊絲錐攻絲

使用ST 系列的特殊絲錐，用絲錐攻絲時和普通螺紋方法一致，比如，按以上示例的螺紋，應使用絲錐ST10×1 攻絲。鋼絲螺套用內螺紋標記為：“ST”及公稱直徑×螺距-公差帶。

標記示例：

ST 10 × 1 － 5H

ST: 表示安裝鋼絲螺套用內螺紋

10：表示鋼絲螺套的內螺紋公稱直徑為10mm

1：表示鋼絲螺套內螺紋螺距為1mm

5H：表示安裝鋼絲螺套后形成的內螺紋公差帶為5H

3.6 檢查內螺紋孔

（1）檢查基體內螺紋應無損傷，符合《安裝鋼絲螺套用內螺紋GJB119.3A-2001》的規定，可用塞規檢查。

（2）螺紋孔應根據機件工作環境要求用洗滌汽油或酒精徹底清理。

3.7 安裝鋼絲螺套

（1）領取螺套，在安裝前應清洗干凈，在自由狀態下，圈與圈之間允許有間隙，間隙量不大于0.2P（P 為螺矩），螺套型面側表面粗糙度為Ra0.8μm，兩頂部表面粗糙度為Ra3.2μm，不允許有毛刺、壓痕、起層、劃傷、裂紋等缺陷。

（2）使用專用鋼絲螺套安裝扳手時，用槽口卡住鋼絲螺套安裝柄對準基體的螺孔，用手扶住鋼絲螺套，順時針轉動扳手，將鋼絲螺套擰入螺孔中。

（3）在安裝過程中，不應施加軸向力，以免鋼絲螺套出現跳扣現象。

（4）鋼絲螺套安裝后應低于基體表面1 ～1.5 倍螺距。

（5）對于有折斷柄的鋼絲螺套應去除安裝柄。應采用專用鋼絲螺套安裝柄折斷工具，將專用工具放入裝好的鋼絲螺套中，并頂住安裝柄，用沖頭沖去安裝柄，不允許有突起。在任何情況下，都不允許用安裝工具逆時針方向轉動方法，來折斷安裝柄，以免螺紋端部變形引起螺栓或螺釘安裝困難。

（6）如果螺孔是盲孔，應將折斷的安裝柄取出，避免多余物。

3.8 檢驗方法

（1）安裝鋼絲螺套后所形成的內螺紋，應用普通螺紋塞規檢查精度符合GB196-1981、GB197-1981 中的粗牙5H、細牙6H：對于普通型鋼絲螺套，螺紋塞規通端通、止端止。對于鎖緊型鋼絲螺套，螺紋塞規通端應能順利旋至鎖緊圈。

（2）鋼絲螺套沉入基體孔表面，測量其距基體表面深度。（3）目視檢查鋼絲螺套安裝柄的折斷，以及折斷安裝柄時螺套的最后一扣距基體表面深度。

3.9 螺栓或螺釘安裝

螺栓或螺釘安裝后其螺紋終止線應凸出鋼絲螺套端面不小于1 倍螺距。對于有折斷槽的鋼絲螺套，螺栓或螺釘安裝后，其螺桿端頭應同出鋼絲螺套端面不小于1 倍螺距。

4 結語

采用鋼絲螺套修復螺紋孔，對強度的影響很小，而且可保持原安裝孔尺寸不變。對比修復M10×1 螺紋孔的兩種方法：

（1）加大螺紋孔。

（2）用鋼絲螺套修復，對基體的影響如表1。

表1

用鋼絲螺套修復M10×1 螺紋孔，螺紋底徑由φ10 增加至φ11.3，壁厚只減少了0.65mm，影響很小。使用安裝鋼絲螺套的方法修復損壞的螺紋孔，是引進設計制造技術，并進行創造性工作，成為一種新的修理工藝。特別是對于鋁制構件的螺紋安裝孔的修復，是一種簡單易行的方法，還可以提高螺紋孔的強度和耐磨性。但對于特殊材料，需從強度、防松動等方面進行技術論證，修理過程中，應按相應的標準選取合適的器材及工具。