M36螺母加工方法探讨

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在水轮发电机组的加工和维修生产中，m36螺母是其中的一个重要零件。企业从产品工艺设计需要和经济方面考虑,不外购国标M36螺母。为了满足产品工艺设计要求，又能物尽其用，企业自己生产M36螺母。在生产加工实践中,笔者探索出一种M36螺母的快速加工方法。

一、加工工艺分析

M36螺母零件如图1所示，螺母外圆为53.1mm，总长35mm,外圆与端面的倒角是15°～30°。内孔两边倒角60°，根据内孔计算公式d=D-1.05p计算得出d=31.8p。在机械产品中,螺母主要是起固定和连接的作用。根据它的用途,加工关键是螺母两端面和内螺纹与配合工件的接触精度。也就是说,螺母两端面在加工过程中,必须保证与内螺纹的垂直度。否则，不符合加工精度技术标准。螺孔形式有三种：通孔、不通孔、台阶孔。螺纹的配合等级有四种,数字越大等级越小。最基本的加工方法有车削和攻螺纹,车削比较适合于加工孔径大、螺距也大的螺母,比如M42、M48等,而另一种方法适合于加工孔径小、螺距也小的螺母，比如M20以下的螺母。两种方法经过比较,用车削的方法,劳动强度大,操作时稍有不慎,会发生刀架、刀具与工件、卡盘相撞的事故。攻螺纹的方法,如果操作不当,容易引起攻螺纹工具折断。由于M36螺母螺距比较大(P=4),用攻螺纹的方法,切削力比较大,容易引起工件滑动,攻出的螺纹会出现烂扣的现象,表面粗糙度也达不到要求,从生产效率、技术难度、劳动强度和安全等方面考虑,最终确定选用车削的加工方法。

二、加工难度分析

加工M36螺母的难题之一是解决由于车刀刚性不够,从而影响表面粗糙度的问题。由于其内径小(d=31.8),车刀会因刚性不足而产生振动,从而导致内螺纹有振纹,影响表面粗糙度。

我们通常使用的刀具材料有四种：一是硬质合金, 二是高速钢, 三是涂层材料，四是陶瓷材料。由于公司不外购后两种材料的刀具,所以只能使用前两种材料的刀具。但是，它们的性能也各有优劣。硬质合金耐高温800°～1000C°，硬度可达HRA89～94，但是韧性较差,承受不了较大的冲击力。同时,在车削的过程中，由于铁屑不易排出,容易把刀尖打崩。既影响了生产效率,又浪费刀具。而如果使用高速钢材料车刀,刃磨方便,韧性好,能承受较大的冲击力,但它的耐热性较差。由于螺母孔径小,冷却的效果不好,使刀具容易磨损。同时在使用中档转速时,车刀前角容易出现积屑瘤,影响螺纹牙形和表面粗糙度。因此，如何解决刀具对加工质量的影响也是一个难题。

三、采用的加工工艺

在机械加工螺母时，主轴正转是加工螺纹，反转是把刀具退到加工开始的位置，为了保证生产效率和质量要求，笔者采用了高速车削加工。使用刀杆装刀，同时改变以往传统的装刀方法，将车刀往正前方装，如图2所示。加工的方式正好相反，主轴反转是车螺纹，正转是退到开始的位置。在退刀的时候,根据铁屑的旋向,铁屑不易将刀尖打崩。而如果还有铁屑在孔内，也可以将铁屑清理干净，真正做到一举两得，即可保证生产效率，又可节约刀具。

四、选用刀具材料

使用YTW1硬质合金材料刀具，刀杆的材料是45号钢，然后经过热处理，以增加其刚性。

五、实际操作

根据图纸的要求，先将螺母外圆、长度、内径，采用一次装夹方法加工好。加工螺纹时，夹住外圆校正平面,主轴转速为320r／min。装夹刀具时,在保证车刀和刀杆能够退刀的情况下,尽可能不要伸出太长,以保证车刀和刀杆的刚性。同时调整好中拖板和小拖板的间隙。加工走刀次数，根据计算公式h=0.65，p=0.65×4=2.6mm，粗车分五刀, 即第一刀为0.6mm，第二刀为0.6mm，第三刀为0.4mm，第四刀为0.4mm，第五刀为0.3mm；精车分两刀，第一刀为0.2mm,第二刀为0.1mm。经过改正后的加工方法，在正常情况下，大约2～3min可以加工好一个螺母。生产效率得到很大提高，也节约了大量刀具，为企业增加了经济效益。

总之，通过对M36螺母加工工艺的改进,使得螺纹加工生产效率提高，节约大量刀具，减小了加工零件报废率。

（作者单位：韶关市技师学院）