Une méthode de contrôle de la précision d'usinage des trous filetés est introduite. Grâce à une analyse systématique des processus de chaque maillon du processus de production, des méthodes telles que l'amélioration du niveau de précision dans l'état de la pièce, le contrôle de la précision du filetage et l'augmentation de la quantité de compensation par taraudage inverse, et la conception de vis de protection spéciales ont surmonté les problèmes techniques et ont été appliquées avec succès. . pour la production de masse.
1 Préambule
La coque de la chambre de combustion d'un certain type de moteur est composée d'une pièce de raccordement avant, d'un cylindre rotatif à paroi mince, d'une pièce de raccordement arrière et d'un support par soudage à l'arc sous argon, traitement thermique et sablage. La surface extérieure de la coque à paroi mince de la chambre de combustion est soudée avec 2 rangées de supports axiaux avec un total de 20 pièces. Le modèle de conception des supports nécessite une précision de filetage de M4-6H. Le filetage du support est utilisé pour installer le couvercle du câble de missile, et la qualité et la fiabilité de la connexion filetée doivent être élevées. En raison des limites de la structure de support, du matériau et de la structure spatiale de la pièce de soudage avec la coque de la chambre de combustion, le processus traditionnel est utilisé pour traiter le fil et le taux de qualification du produit est faible. Dans cet article, des analyses de processus et des recherches sont effectuées sur chaque maillon du traitement du produit, et une méthode de contrôle de précision de filetage raisonnable et efficace est obtenue grâce à la vérification, la comparaison et l'analyse des tests.
2 Caractéristiques de la structure du produit et difficultés de traitement
2.1 Caractéristiques structurelles
Les dimensions extérieures de l'enveloppe de la chambre de combustion sont relativement grandes, avec un diamètre extérieur de 500 mm et une longueur de 4500 mm. Le support est soudé manuellement sur la surface extérieure de l'enveloppe de la chambre de combustion et sa portée radiale est de (114 ± 0,2) mm. La coque de la chambre de combustion et les matériaux de support sont en acier D406A à ultra haute résistance. La structure du support du boîtier de la chambre de combustion est illustrée à la figure 1. La forme du support est une structure oblongue, le diamètre extérieur est de 14 mm, la largeur est de mm et le centre a un filetage interne M4-6H avec un pas de 0,7 mm. Il n'y a qu'un écart de 0,7 mm entre la rainure inférieure filetée et le boîtier à paroi mince.
Image Fig. 1 Structure de support de la coque de la chambre de combustion
2.2 Difficultés de traitement
Le déroulement du processus de traitement du support est illustré à la figure 2. Si les trous filetés du support sont traités après soudage et traitement thermique, les difficultés suivantes se présentent [1].
1) L'écart entre le fond du trou fileté du support et la coque n'est que de 0,7 mm, et il est facile d'endommager la surface de la coque à paroi mince lors de l'usinage, ce qui pose un risque de qualité.
2) L'écart entre la rainure inférieure du trou fileté du support et la coque est petit, le guide du taraud est court pendant le traitement du filetage, le positionnement est instable, le taraudage est difficile et il est facile de traiter la déviation, et le la verticalité de 0.04mm ne peut pas être garantie.
3) La dureté du matériau après le traitement thermique est 48-52 HRC, et il est facile de casser le taraud pendant le traitement du filetage, et la coque sera mise au rebut en raison de problèmes de filetage, ce qui entraîne des coûts et une qualité de fabrication élevés des risques.
Sur la base de l'analyse ci-dessus, on peut conclure que le filetage du support doit être traité avant le soudage, et après le soudage, il est recuit, sablé, trempé et revenu avec la coque de la chambre de combustion. Après le traitement de trempe, la surface du fil du support est oxydée et il reste des résidus en excès attachés à la surface du profil du fil. Si le filetage du support est traité en place avant le soudage, après le traitement de la combinaison de la coque de la chambre de combustion, utilisez le taraud M4-6H pour nettoyer l'excédent attaché à la surface du profil de filetage du support, et en même temps, la couche d'oxyde sur la surface du profil de filetage interne du support tombera. Lorsque vous utilisez la jauge d'arrêt de filetage M4-6H pour détecter, le taux qualifié n'est que de 67 %. Des statistiques sont établies sur le traitement des filetages internes M4-6H de 17 supports de boîtier de chambre de combustion, et les données sont présentées dans le tableau 1. Comment améliorer la précision d'usinage du filetage du support est devenu un problème technique urgent qui doit être résolu dans la production et la livraison des produits.
Image Figure 2 Processus de traitement
Tableau 1 Statistiques du traitement du filetage interne M4-6H de 17 supports de boîtier de chambre de combustion
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3 Schéma technique et test de processus
3.1 Solution technique
Après réexamen, test, analyse et enquête sur divers processus dans la coque de la chambre de combustion et le traitement du support, on pense que la principale raison de la tolérance excessive de la précision de la taille du filetage interne du support M4-6H est : après le traitement de trempe, la surface du fil de support est oxydée et la surface de la dent du fil est attachée avec un excès. Lors du nettoyage de l'excès à la surface du filetage, la couche d'oxyde à la surface du filetage intérieur de la partie du support tombera, entraînant une précision du filetage intérieur du support M4-6H hors tolérance.
Selon l'analyse des processus, deux schémas de processus ont été développés.
Option 1 : Personnalisez les tarauds à main spéciaux, qui sont divisés en cônes de nez et seconds cônes, et contrôlez le diamètre moyen des cônes de nez. Utiliser le nez conique pour tarauder le filetage dans l'état de la pièce d'appui et réserver une surépaisseur d'usinage. Après le traitement thermique de la virole de la chambre de combustion, tarauder le filetage du support avec un second cône pour assurer la précision finale du filetage.
Solution 2 : Améliorez la précision du filetage M4-6H d'un niveau dans l'état de la pièce de support, et traitez en fonction de M4-5H, compensez efficacement la différence entre M4-6H et M{ {4}}H, et répondent aux exigences de précision de filetage [2].
3.2 Processus de test et résultats
Le premier schéma de processus est réalisé en 3 étapes. ① Tarauds spéciaux personnalisés (cône de tête et deuxième taraud), les marges réservées pour le diamètre moyen du taraud de tête sont de 0.30mm, 0.20 mm et {{10}}.10 mm respectivement. ② Utilisez le cône de nez pour tarauder le filetage lors du traitement des pièces de support. ③ Après le traitement thermique, utilisez un deuxième cône pour tarauder le filetage. En raison de la dureté élevée (48-52HRC) du matériau après traitement thermique et de l'influence du grand diamètre de l'enveloppe de la chambre de combustion, l'opérateur a plus de mal à tarauder le filetage, la force est déséquilibrée et le la force de coupe est facile à dévier de l'axe. Pendant le test, lorsque la tolérance de diamètre moyen était de 0,30 mm, le trou fileté ne pouvait pas être coupé lorsqu'il était taraudé avec deux cônes ; lorsque la tolérance de diamètre moyen était de 0,20 mm et 0,10 mm respectivement, le trou fileté était dévié ou le taraud était cassé, et la qualité du produit était difficile à garantir [3].
Selon le deuxième plan de traitement, la précision du filetage du support est améliorée d'un niveau de traitement, et les statistiques sont faites sur le traitement du filetage interne M4-6H de 10 supports de coque de chambre de combustion. Les données sont présentées dans le tableau 2. La précision du filetage a été grandement améliorée et le taux de qualification du produit est passé de 67 % à 95 %.
Tableau 2 Statistiques du traitement des threads internes du support dans le schéma 2
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3.3 Analyse des résultats des tests
En résumant et en analysant les résultats des tests du Schéma 1 et du Schéma 2, selon le procédé de traitement du Schéma 2, le taux de qualification du fil du support est grandement amélioré. Le filetage hors tolérance est inspecté avec la jauge de filetage M4-7H, et tous sont qualifiés. Comparez les dimensions de précision du filetage de M4-6H avec M4-5H et M4-7H, voir le tableau 3 pour plus de détails.
Tableau 3 Dimensions de précision du filetage interne M4×0.7mm (unité : mm)
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On peut voir que le diamètre moyen du fil M{{0}}H est en mm sur l'image, le diamètre moyen de M4-6H est en mm sur l'image, et le milieu le diamètre de M4-7H est en mm sur l'image. La différence entre l'écart de taille limite maximum de 7H et 6H est de 0.032 mm, et la différence entre l'écart de taille limite maximum de 6H et 5H est de 0.023 mm, c'est-à-dire , l'écart de la précision du filetage de support non qualifié ne dépasse pas 0,032 mm. Afin de compenser la surtolérance, la précision du filetage dans le traitement réel est augmentée à 5H et la quantité de compensation est de 0,023 mm, ce qui peut essentiellement répondre aux exigences de compensation du filetage. Pour les situations de dépassement de tolérance de précision de filetage individuel, on peut considérer que la quantité de dépassement de tolérance est très faible et que la précision se situe entre 6H et 7H [4].
4 Mesures d'amélioration et vérification des processus
Le processus de traitement est trié et la méthode de traitement est raisonnable et réalisable à condition que le taux de qualification du produit ait été considérablement amélioré. Grâce à l'analyse de l'élément hors tolérance, il est considéré que le hors tolérance de la précision du filetage est causé par les détails du processus de traitement. Afin de résoudre complètement le problème de la précision du filetage du support, l'amélioration du processus est effectuée dans les liens suivants du processus de traitement du support.
1) Lorsque le fil est taraudé sur la machine à tarauder, la broche vibre légèrement. Avec le changement de la profondeur de traitement, le temps de coupe à l'embouchure du fil est relativement long et il y aura une légère différence dans la taille de l'embouchure et de la racine. La méthode de taraudage à l'arrière du fil de support est adoptée pour compenser les légers changements dans la bouche et la racine pendant le traitement [5].
2) Améliorer la précision de détection de la jauge d'arrêt de fil. Le fil du support est toujours traité selon la précision de M4-5H. Il est nécessaire que lorsque la jauge de filetage est utilisée pour l'inspection, la jauge traversante soit complètement vissée et passée, et le nombre de tours vissés de la jauge d'arrêt ne dépasse pas 1.
3) Le filetage du support doit être protégé lors du processus de sablage avant le traitement thermique de la coque de la chambre de combustion. La méthode de protection précédente avec des vis M4 est modifiée et les vis de protection spéciales sont repensées avec une précision de M4-6f, et la longueur de vissage des filetages est contrôlée en 1 tour pour éviter une usure de vissage répétée.
4) Changez la méthode de nettoyage. Après l'usinage combiné de la coquille de la chambre de combustion, souffler à l'air comprimé l'excédent dans le trou fileté du support, puis l'inspecter avec la jauge à bouchon fileté M4-6H jauge générale. S'il ne passe pas, nettoyez-le d'abord avec une vis M4, puis nettoyez-le avec le taraud M4-5H et vérifiez-le avec la jauge de filetage M4-6H après le nettoyage.
Après plusieurs tests et vérifications de processus, la précision du filetage du support répond pleinement aux exigences de précision du produit et le taux de qualification du produit est passé à 100%, ce qui a complètement résolu le problème de la précision du filetage du support.
5. Conclusion
Afin d'assurer la haute fiabilité du filetage de support après soudage et traitement thermique, la précision du filetage est contrôlée par les mesures suivantes.
1) Dans l'état de la pièce, la précision du filetage est améliorée d'un niveau de traitement et la précision du filetage du support est ajustée de M4-6H à M4-5H.
2) Traitez le support fileté de la surface de soudage (face arrière) et détectez la face avant après traitement thermique et trempe pour compenser la différence de taille entre la bouche et la racine pendant le traitement.
3) Des vis de protection spéciales sont conçues pour le processus de sablage afin de réduire l'extrusion des trous filetés.
Grâce à l'adoption de diverses mesures technologiques, la précision du traitement du fil est contrôlée, la fiabilité de la connexion du fil a passé l'évaluation des tests en vol de missile et la qualité du produit est stable et fiable.
