本發(fā)明屬于機械制造領域，具體涉及一種高溫托板自鎖螺母的加工工藝。

背景技術：

在航空、航天、船舶、高鐵等行業(yè)中，一些發(fā)動機的葉片部位需要緊固件進行安裝連接，在這些安裝位置處，所需的緊固件必須耐高溫、密封性好以及具有自鎖功能，這樣才能保證連接的穩(wěn)固性。現(xiàn)在常用的緊固件是如圖1所示的高溫托板自鎖螺母，該高溫托板自鎖螺母由d形托板部分（1）、收口部分（2）、擴口部分（3）和直齒部分（4）組成，在使用時，是將擴口部分（3）擠壓在葉片的安裝板上，然后反鉚固定，加上高溫托板自鎖螺母的本身具有自鎖功能，這樣防止了安裝其他零件的松脫。該高溫托板自鎖螺母具有良好的抗振動性、防松、耐高溫、耐腐蝕且便于快速安裝、拆卸。目前在生產(chǎn)高溫托板自鎖螺母的過程中，通常采用車削加工的方式進行機械加工，這種方法具有以下弊端：1、由于高溫托板自鎖螺母需要精密的尺寸要求，因此在加工的操作比較多，全采用車削加工的話，耗費的時間成本和人工成本較大，效率比較低；2、頻繁的使用刀具進行車削，對于刀具的消耗非常大，降低了刀具的使用壽命；3、車削對于尺寸的精度不是很精確，經(jīng)常會產(chǎn)生微小的誤差，導致加工出的產(chǎn)品一致性較差，由于在發(fā)動機上安裝高溫托板自鎖螺母時，對于安裝尺寸的精確度要求非常高，若是產(chǎn)品的一致性差，就會導致安裝時的安裝力距不好調(diào)整，造成安裝的螺母緊密性不一致，這樣往往會帶來一些安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明意在提供一種高溫托板自鎖螺母的加工工藝，以解決目前的車削加工方式對刀具消耗大，產(chǎn)品尺寸不一致的問題。

本方案中的一種高溫托板自鎖螺母的加工工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、備料：選用高溫合金作為加工原料，并先將原料進行冷拉、固溶和磨光處理；

步驟二、初車：將備好的原料根據(jù)零件的規(guī)格需求進行初步的車削加工；

步驟三、鍍銅：在初車后的零件表面鍍銅；

步驟四、熱鐓：采用加熱鐓制的方式對零件加熱三次鐓制成型；

步驟五、一次退火：將熱鐓后的零件進行退火處理；

步驟六、機加工：通過機床車削加工，精確零件后續(xù)的加工尺寸；

步驟七、攻絲：采用絲錐攻制內(nèi)螺紋；

步驟八、精加工：用芯棒套住零件，然后精加工零件的外圓；

步驟九、線切割：割d型托板外形；

步驟十、收口：將收口部分進行橢圓收口；

步驟十一、熱處理：將零件加熱到800~1000℃進行熱處理；

步驟十二、二次退火：將擴口部分進行局部退火；

步驟十三、表面處理：在內(nèi)螺紋表面鍍銀；

步驟十四、檢驗：按產(chǎn)品要求進行尺寸、外觀檢驗，得到成品的高溫托板自鎖螺母。

本發(fā)明的原理以及有益效果：一般的螺母在使用過程由于振動等其它原因會自行松脫，為防止這種現(xiàn)象，于是就發(fā)明了自鎖螺母。自鎖螺母它的功能主要是防松、抗振。用于特殊場合。其工作原理一般是靠一般的螺母在使用過程由于振動等其它原因會自行松脫，如振動，為防止這種現(xiàn)象，于是就發(fā)明了自鎖螺母。本申請中的高溫托板自鎖螺母屬于自鎖螺母中的一種，是應用于航空、航天、船舶、高鐵等高技術領域的發(fā)動機中，對于精度的要求非常高，并且必須具有耐高溫、高強度的特點，因此不同于普通的自鎖螺母。

一般的自鎖螺母在加工時，絕大多數(shù)的步驟都是采用機床車削的方式，因此產(chǎn)品一致性差，很難滿足本申請的高溫托板自鎖螺母對于尺寸精度的嚴格要求。本申請中的加工步驟中，部分步驟屬于常規(guī)技術，因此在原理說明時，無需過多贅述，屬于常規(guī)的技術操作。而本申請的創(chuàng)新之處在于：1、采用了連續(xù)三次熱鐓成型的工藝，熱鐓可一次性成型多個零件，因此生產(chǎn)的效率較高，其次，熱鐓成型很好的保證了產(chǎn)品的一致性，讓零件的質(zhì)量更加穩(wěn)定。其次，在熱鐓之前，本工藝先對零件表面進行了鍍銅處理，這樣在熱鐓成型后的脫模時，可以很好的保護零件表面不發(fā)生磨損；2、在收口步驟時，將收口部分加工為橢圓形，可以起到更好的自鎖效果；3、本工藝使用到車削的步驟很少，因此對于刀具的消耗比較小，可有效降低成本；4、通過熱處理后再對擴口部分局部退火，可以消除擴口部分的殘余應力，穩(wěn)定其微觀組織結(jié)構(gòu)，從而達到尺寸穩(wěn)定的效果；5、在內(nèi)螺紋的表面鍍銀防止了安裝過程中螺母與螺栓產(chǎn)生的咬死現(xiàn)象；有效防止安裝過和中由于咬死現(xiàn)象產(chǎn)生的假力矩現(xiàn)象，避免安全事故發(fā)生。

進一步，在所述一次退火的步驟中，退火后的零件晶粒度級別為2～6級。晶粒度可用晶粒的平均面積或平均直徑表示。工業(yè)生產(chǎn)上采用晶粒度等級來表示晶粒大小。標準晶粒度共分8級，1-4級為粗晶粒，5-8級為細晶粒。一般晶粒度越大，也就是越細越好。若是粒度太大，會導致零件的硬度過高，后續(xù)的加工比較困難，消耗刀具也更嚴重。

進一步，所述熱鐓步驟的具體操作為：先加熱到800~900℃進行第一次鐓制，然后加熱到1100~1200℃進行第二次鐓制，最后加熱到900~1000℃進行第三次鐓制。經(jīng)過三次加熱鐓制，并且溫度是低——高——低的順序，能讓零件保持很好的金屬流線性，而且金屬的組織結(jié)構(gòu)更加緊密，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

進一步，所述一次退火和二次退火時，都先將零件加熱到300~500℃，然后再勻速冷卻。

進一步，所述一次退火和二次退火時，都先將零件加熱到300~400℃，然后再勻速冷卻。

進一步，所述一次退火和二次退火時，都先將零件加熱到400℃，然后再勻速冷卻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中成品的高溫托板自鎖螺母的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為熱鐓步驟完成后的零件整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為線切割步驟完成后的d型托板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為收口步驟完成后的收口部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：d形托板部分1、收口部分2、擴口部分3、直齒部分4、內(nèi)螺紋5。

實施例1：

本申請所加工的高溫托板自鎖螺母如圖1所示，由d形托板部分1、收口部分2、擴口部分3和直齒部分4組成，在使用時，是將擴口部分3擠壓在葉片的安裝板上，然后反鉚固定，加上高溫托板自鎖螺母的本身具有自鎖功能，這樣防止了安裝其他零件的松脫。該高溫托板自鎖螺母具有良好的抗振動性、防松、耐高溫、耐腐蝕且便于快速安裝、拆卸。

在本實施例中，制作該高溫托板自鎖螺母的加工工藝，包括以下步驟：

步驟一、備料：選用a38、gh2132、gh159等高溫合金材料，并且該材料需要提前進行冷拉、固溶和磨光處理，以此作為原料來進行加工。冷拉是指以超過原來合金屈服點強度的拉應力，強行拉伸合金，使合金產(chǎn)生塑性變形以達到提高合金屈服點強度和節(jié)約合金的目的。固溶是一種非常常見的合金加工處理工藝，其目的是改善合金的塑性和韌性。磨光可去掉合金表面的毛刺、銹蝕、劃痕、焊瘤、焊縫、砂眼、氧化皮等各種宏觀缺陷，以提高零件的平整度。

步驟二、初車：將備好的合金原料根據(jù)零件的規(guī)格需求進行車削，留有部分余量，這樣既保證了尺寸要求，又便于后續(xù)的加工。

步驟三、鍍銅：采用無氰鍍銅工藝，在初車后的零件表面鍍銅。

步驟四、熱鐓：先加熱到800℃進行第一次鐓制，然后加熱到1100℃進行第二次鐓制，此時零件的尺寸形狀基本成型，最后加熱到900℃進行第三次鐓制，讓金屬結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，熱鐓后成形如圖2所示。

步驟五、一次退火：先將零件加熱到300℃，然后讓其在室溫下自然冷卻。

步驟六、機加工：通過機床車削加工，精確零件后續(xù)的加工尺寸。

步驟七、攻絲：采用絲錐攻制內(nèi)螺紋5。

步驟八、精加工：用芯棒套住零件，然后精加工零件的外圓。

步驟九、線切割：割d型托板外形1，成形如圖3所示。

步驟十、收口：將收口部分2進行橢圓收口，收口成形如圖4所示。

步驟十一、熱處理：將零件加熱到800℃進行熱處理。

步驟十二、二次退火：將擴口部分3加熱到300℃，然后讓其在室溫下自然冷卻。

步驟十三、表面處理：內(nèi)螺紋5的表面鍍銀。

步驟十四、檢驗：按產(chǎn)品要求進行尺寸、外觀檢驗，最后得到如圖1所示的高溫托板自鎖螺母。

實施例2：

實施例2與實施例1的區(qū)別在于：

步驟四、熱鐓：先加熱到850℃進行第一次鐓制，然后加熱到1150℃進行第二次鐓制，此時零件的尺寸形狀基本成型，最后加熱到950℃進行第三次鐓制，讓金屬結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

步驟五、一次退火：先將零件加熱到400℃，然后讓其在室溫下自然冷卻。

步驟十一、熱處理：將零件加熱到900℃進行熱處理。

步驟十二、二次退火：將擴口部分3加熱到400℃，然后讓其在室溫下自然冷卻。

其余步驟均與實施例1的相同。

對比例：

實施例與實施例1的區(qū)別在于：

步驟四、熱鐓：先加熱到900℃進行第一次鐓制，然后加熱到1200℃進行第二次鐓制，此時零件的尺寸形狀基本成型，最后加熱到1000℃進行第三次鐓制，讓金屬結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

步驟五、一次退火：先將零件加熱到500℃，然后讓其在室溫下自然冷卻。

步驟十一、熱處理：將零件加熱到1000℃進行熱處理。

步驟十二、二次退火：將擴口部分3加熱到500℃，然后讓其在室溫下自然冷卻。

其余步驟均與實施例1的相同。

對比例：

采用傳統(tǒng)的加工方法來加工高溫托板自鎖螺母，具體工藝步驟均為本領域技術人員常規(guī)的技術操作。

試驗：

分別采用傳統(tǒng)的加工方法（對比例）與本申請的加工工藝（即實施例1、實施例2和實施例3），各加工20個高溫托板自鎖螺母，測試合格產(chǎn)品的數(shù)量和刀具的損耗量。數(shù)據(jù)如下：

表1

由表1的數(shù)據(jù)可知，采用本申請的加工工藝（實施例1、實施例2和實施例3），加工20個產(chǎn)品時，合格率達100%，而傳統(tǒng)的加工方法（對比例）只有80%，因此本申請加工產(chǎn)品的一致性明顯更好。而且刀具的損耗量也明顯更少。