断螺栓提取工艺探讨

2015-12-25杜永进李臣伟

机械工程师 2015年3期

杜永进，李臣伟

（南车青岛四方机车车辆股份有限公司转向架分厂，山东青岛266111）

0 引言

一般提取断螺栓方法有：锉平行面法、双螺母法、钻孔退卸法、反向敲击法、焊接法、断螺栓取出器法、电火花法，这七种方法各存在一定的局限性。经过多年的取断螺栓经验和不断探索，掌握了一种有效提取断螺栓的方法-钻孔打磨法，该方法仅对断螺栓部分进行打磨处理，断螺栓和内螺纹之间不存在相对运动，避免强行退卸已粘连的螺纹而加剧对内螺纹牙型的损伤并导致内螺纹中径变大的不良后果，最终不仅不改变内螺纹的使用功能，又能满足产品组装质量。

1 操作方法

具体操作方法包括4个步骤：钻中心孔、扩孔、打磨断螺栓孔壁、处理残留部分。具体工艺过程如下：

1.1 钻中心孔

在断螺栓中心打样冲眼，供钻孔时定心使用。一般情况下使用手电钻或风钻先钻小孔，钻孔时易发生中心偏移，需要将手电钻向偏移方向倾斜，纠偏后再将钻头正立，直至钻透断螺栓。

1.2 扩孔

需要选择比底孔直径小的钻头（手电钻允许夹持），将钻头刃磨对称，增加对中效果，最好将钻头磨出副切削刃，钻孔时要观察断螺栓中心孔壁厚情况。扩孔时极易发生中心偏移现象，如果偏离中心，将大钻头向偏离方向倾斜进行纠偏。如果钻孔对中和垂直度把握不好，可以选择较小直径钻头，使断螺栓壁厚余量较大以减小伤及内螺纹的可能性，然后再用打磨法将断螺栓孔壁磨薄。

在条件允许情况下尽量使用钻床磁力钻钻孔，但要考虑磁力座吸附面与断螺栓孔的垂直度是否满足要求。当无法保证钻头的垂直度时，也可以借助工装保证。如图1所示，制作简易磁力座吸附钻孔工装。

1.3 打磨断螺栓孔壁

1）选择砂轮磨头并装夹好，启动风动或电动工具后用砂轮片、磨石等修磨砂轮头，以确保砂轮头的圆整度，否则打磨时跳动严重难以控制磨削量。

图1 磁力座吸附钻孔

2）拿稳打磨工具，使磨头慢慢伸入断螺栓已钻孔中，然后将磨头靠近断螺栓孔壁一边，贴紧孔壁磨削，沿圆周方向慢慢移动磨头，由一侧向圆周、由外向内磨薄断螺栓孔壁。磨削时应注意保证磨头不能晃动，以免磨头跳动。图2为磨削图。

图2 磨削图

3）根据实际操作情况，如果余量较大可以选用螺旋锉快速磨削，如果材质较硬可以使用金刚石磨具，如图3。

图3 圆柱形、锥形螺旋锉

4）磨削时要及时观察孔壁状态，尽量保证壁厚均匀，最好使用手电筒配合观察。当磨至断螺栓孔壁隐约出现螺旋线的痕迹时应停止磨削。磨削后示意图如图4。

1.4 处理残留部分断螺栓

用尖锐工具将断螺栓沿螺纹方向撬起一丝头，用尖嘴钳或手钳夹住丝头，缓缓用力沿螺纹拉出断螺栓残留部分，如图5所示。如果丝头拉断，露出两扣丝左右可以考虑旋入丝锥，用丝锥攻掉断螺栓残留部分，丝锥攻不动时要旋出丝锥，取出断丝部分，再继续攻丝，直至全部取出断螺栓。必要时好要继续打磨断螺栓剩余部分，直至全部取出断螺栓。

2 关键点或主要技术参数

1）钻头刃磨要注意对称良好，否则钻孔或扩孔时中心容易偏移。

2）钻头最大直径应比螺纹底孔直径小0.5 mm以上。加工钢件或塑性较大的材料时，d=D-P；加工铸铁或塑性较小的材料时，d=D-（1.05～1.1）P。式中：d为螺纹底孔用钻头直径，mm；D 为螺纹大径，mm；P为螺距，mm。

图4 螺纹磨削示意图

3）一般断螺栓部分与螺纹底孔存在一定的轴向距离，钻头将要钻透时要适当减少进给量。钻孔过程还要及时退出钻头观察钻孔状态，尽量保证钻孔中心与断螺栓轴线同轴，不伤及内螺纹牙型。

4）磨削断螺栓部分时要及时观察断螺栓中心孔壁厚情况，保证残余部分断螺栓里外、圆周方向壁厚均匀，磨削时任何地方不能磨透，否则会伤及内螺纹孔牙型并使之前功尽弃。

5）熟悉需要处理的断螺栓的螺距，选取正确规格的丝锥进行处理，避免螺纹乱扣。

图5 断螺栓取出状态示意图

3 效果介绍

使用传统方法，螺纹一般受到不同程度的损伤，返修时需要焊接、加工、钳工等多工序参与。例如M16螺纹损伤，需3个工序10余名员工参与，大约耗时12 h，占用加工中心两次约4 h。采用本方法之后，仅需一人操作即可，提高效率20倍以上。使用钻孔打磨方法已经成功处理很多生产现场出现的断螺栓或者退卸不出的螺栓，小的有M5的螺栓，大的有M36的螺栓。经过钻孔、打磨培训的较高技能人员，完全可以保证断螺栓提取后内螺纹的正常使用。