CN115740993A - 一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法，包括以下步骤：备料、粗车、润滑、温/热镦、热处理、精车、攻丝、线切割、去毛刺、中检、收口、时效处理。本发明采用棒材热锻成型，通过模具保证了产品六角扳拧的有效距离及法兰面的尺寸；有效控制了转移时间，让棒料在加热后快速镦制成型，避免发热发烧现象；采用数控精密加工设备控制尺寸的一致性、提高了生产效率、保证产品尺寸，使零件质量稳定；通过锥形专用收口模具，并采用液压设备对锁紧部位进行收口，保证了收口处尺寸的一致性与锁紧性能的稳定性；面处理采用内螺纹表面镀铜防止了安装过程中螺母与螺栓产生的咬死现象，防止安装过程中，因咬死导致的假力矩现象，避免安全事故发生。

Description

一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法

技术领域

本发明涉及螺母加工技术领域，尤其涉及一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法。

背景技术

自带保险功能法兰面螺母由法兰部份、六角扳拧部分、带保险槽的部分、螺纹部分、收口部份等部份组成（见图1）；将自锁螺母通过扳拧将安装螺栓与其连接，并实现自锁功能，其常用于航空、航天、船舶、高铁等一些耐高温、高强度连接部位，具有较高屈服强度、持久强度和蠕变强度，并且具有良好的加工塑性和锁紧性能，便于快速安装、拆卸。目前飞机发动机部件及飞行舵上广泛应用此类零件，由于普通材质加工出来的六角法兰面螺母使用温度最高不超过250℃，使用次数只有100次，且易破损，更换不方便，同时在实际安装过程中会有一些隐患，不能满足飞机发动机及飞行舵的在使用过程中的热量要求，故飞机发动机及飞行舵上使用的六角法兰面螺母多采用高温合金制成，其可满足飞机发动机及飞行舵的高温使用（使用温度可高达650℃），使用频率高达1000次，但是高温合金具有合金化程度高、热导性能极差、切削温度高、切削力大、硬质点多等特点，采用传统的车削和镦制的加工方法加工高温合金的六角法兰面螺母时，存在加工效率低、人工成本高、刀具磨损严重、刀具消耗高、产品一致性差、加工成本高且锁紧性能不稳定等缺点。

发明内容

为解决对上述问题，本发明的目的在于，提供一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法，该加工方法克服了传统加工方法所存在的加工效率低、刀具磨损严重，加工成本高且锁紧性能不稳定等缺陷。

本发明的目的提供以下技术方案实现：

一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法，包括以下步骤：

S1.备料：备好高温合金材料。

S2.粗车：按工艺要求车出毛坯件。

S3.润滑：在毛坯件外镀铜润滑。

S4.温/热镦：将毛坯件加热后,采用带机械手转移到冲床处热镦成型。

S5.热处理：将热镦后得到的零件入炉，抽真空后以15～20℃/min的速率升温至850±10℃保温25min～35min，再用20min～25min升温至1040～1080℃保温60min～90min，保温结束后转冷室快速冷却。

S6.精车：按工艺要求在零件上钻螺纹底孔，倒角。

S7.攻丝：采用专用丝锥分三次攻制螺纹。

S8.线切割：在零件头部均匀切割六个槽。

S9.去毛刺：去除零件上的毛刺。

S10.中检：检测尺寸是否符合要求，并于后续收口加工;

S11.收口：采用专用收口工装进行锥形收口。

S12.时效处理：固溶温度900±10℃，时间60min，采用油冷；时效温度710±10℃，时间16h，空冷。之后依次进行喷砂、探伤、检验（综检）,得到合格产品。

本发明的有益效果在于：

1、自带保险功能法兰面螺母采用棒材热锻成型，通过模具保证了产品六角扳拧的有效距离及法兰面的尺寸。

2、采用机械手有效控制了转移时间在2秒内，让棒料在加热后快速镦制成型，避免发热发烧现象。

3、采用数控精密加工设备控制了尺寸的一致性、提高了生产效率、保证了产品尺寸，使零件质量稳定。

4、通过锥形专用收口模具，并采用液压设备对锁紧部位进行收口，保证了收口处尺寸的一致性，并确保了锁紧性能的稳定性。

5、面处理采用内螺纹表面镀铜防止了安装过程中螺母与螺栓产生的咬死现象；有效防止安装过程中由于咬死而产生的假力矩现象，避免了安全事故发生。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明所述自带保险功能法兰面螺母的结构示意图；

图2为本发明所述自带保险功能法兰面螺母在收口前槽的尺寸图；

图3为本发明所述自带保险功能法兰面螺母在收口后槽的尺寸图；

图4为本发明所收口工装的结构示意图。

具体实施方式

下面由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

本实施例提供一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法，包括以下步骤：

S1.备料：选取GH2132(A286) 高温合金棒材作为原材料,冷拉固溶磨光料，该材料是以“γ”相沉淀强化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。该材料广泛用于航空发动机零部件上，使用温度可高达650℃。

S2.粗车：按工艺要求车出毛坯件。

S3.润滑：在毛坯件外镀铜润滑，目的是为了防止产品在温镦过程中拉伤表面。

S4.温/热镦：将毛坯件加热10秒左右，加热温度开工至在850℃左右（这一过程采用恒温控制系统控制温度在850℃左右，能有效地保护了材料的晶体组织不被破环，晶粒度更加细化，产品金相不会出现过热、过烧等现象），之后,采用带机械手在2秒内将毛坯件转移到冲床处热镦成型（为了保证产品热镦的质量：固在冲床上采用红外测温仪配合自动上料装置来实现热镦工序的加工，首先自动上料装置可以排除人工操作过程中的不确定因素导致的转移时间不一致现象，保证热镦过程中所有参数不受人工影响，保证了每个零件的加工参数的一致性。其次通过红外测温仪动态监控镦制过程中的温度变化情况）。

S5.热处理：将热镦后得到的零件入炉（热处理炉），（对热处理炉）抽真空后，以15～20℃/min的速率升温至850±10℃并保温25min～35min，之后再用20min～25min升温至1040～1080℃并保温60min～90min，保温结束后转冷室充氩气快速冷却, 充气压力800～1000mbar，也可采用油冷的方式在冷室内快速冷却。因为产品支撑面比较薄，所以将固溶处理工序调到此工序，能消除产品内部应力，晶粒度达到4～5级，防止产品在后续加工中支撑面变形，收口开裂等现象。

S6.精车：按工艺要求在零件上钻螺纹底孔，倒角；需保证螺纹底孔与法兰部分的垂直度≤0.1m。

S7.攻丝：采用专用丝锥分三次攻制螺纹，保证螺纹与托板的垂直度≤0.1mm。

S8.线切割：在零件头部均匀切割六个槽（如图2所示，槽的形状直接影响锁紧性能）。收口前槽尺寸：B1，B2，槽的角度θ。

S9.去毛刺：去除零件上的毛刺，保证螺纹通止合格。

S10.中检：检测尺寸是否符合要求，并于后续收口加工。

S11.收口：采用如图4所示的专用收口工装进行锥形收口（如图3所示）。收口后槽尺寸：B3。

S12.时效处理（二次热处理）： 将零件进行固溶处理后，再在较高的温度（时效温度下）放置或室温保持其性能,形状。固溶温度900±10℃，时间60min，采用油冷；时效温度710±10℃，时间16h，空冷；零件的性能HRC达到29～36。

S13.喷砂：喷砂去除氧化层。

S14.探伤：检测是否有裂纹等缺陷。

S15.检验：按产品要求进行尺寸、外观检验、提交性能试验。室温锁紧性能：每个循环都施加安装力矩4.068N·m。第一次拧入max2N.m，第十五次拧出min0.25N.m。

本发明其它未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1.备料：备好高温合金材料；

S2.粗车：按工艺要求车出毛坯件；

S3.润滑：在毛坯件外镀铜润滑；

S4.温/热镦：将毛坯件加热后,采用带机械手转移到冲床处热镦成型；

S5.热处理：将热镦后得到的零件入炉，抽真空后以15～20℃/min的速率升温至850±10℃保温25min～35min，再用20min～25min升温至1040～1080℃保温60min～90min，保温结束后转冷室快速冷却；

S6.精车：按工艺要求在零件上钻螺纹底孔，倒角；

S7.攻丝：采用专用丝锥分三次攻制螺纹；

S8.线切割：在零件头部均匀切割六个槽；

S9.去毛刺：去除零件上的毛刺；

S10.中检：检测尺寸是否符合要求，并于后续收口加工;

S11.收口：采用专用收口工装进行锥形收口；

S12.时效处理：固溶温度900±10℃，时间60min，采用油冷；时效温度710±10℃，时间16h，空冷;

S13.喷砂：喷砂去除氧化层;

S14.探伤：检测是否有裂纹等缺陷；

S15.检验：按产品要求进行尺寸、外观检验、提交性能试验。

2.根据权利要求1所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于:步骤S1中所选材料为GH2132高温合金棒材。

3. 根据权利要求1所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于: 步骤S4中,在热镦前,毛坯件的加热时间为10秒,加热温度控制在850℃;加热完成后,在2秒内将毛坯件转移到冲床处热镦成型。

4. 根据权利要求1所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于: 步骤S5中,零件在保温结束后转冷室充氩气快速冷却, 充气压力800～1000mbar。

5. 根据权利要求1所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于: 步骤S5中,零件在保温结束后转冷室采用油冷的方式快速冷却。

6. 根据权利要求1所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于: 步骤S6中, 在精车时,需保证螺纹底孔与法兰部分的垂直度≤0.1mm。

7. 根据权利要求1所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于: 步骤S7中,在攻丝时,需保证螺纹与托板的垂直度≤0.1mm。

8. 根据权利要求1-7中工任意一项所述自带保险功能法兰面螺母的加工方法，其特征在于: 步骤S12中,经过时效处理后,零件的HRC为29～36。

Images