本文摘要：【摘要】HB类自锁螺母因为具有很好的自我锁紧性能，而倍受可靠度要求较高的航空、航天等领域青睐。因此，这类螺纹紧固件的研制也是广大科技人员十分关注的课题，笔者也是此行列中的一员，在研制过程中，总结了一些常见问题并对其产生的机理进行研究后，提出
【摘要】HB类自锁螺母因为具有很好的自我锁紧性能，而倍受可靠度要求较高的航空、航天等领域青睐。因此，这类螺纹紧固件的研制也是广大科技人员十分关注的课题，笔者也是此行列中的一员，在研制过程中，总结了一些常见问题并对其产生的机理进行研究后，提出了一些独特的见解和主张供广家参考。
【关键词】自锁螺母研制问题对策
1背景概述
承接沈飞集团等公司的HB类自锁螺母研制后，公司积极组织技术人员进行设计攻关、技术研究以及试制验证，到目前为止公司已为国内航空、航天等的许多企事业单位成功研制了20多种近2000批产品，产品交付合格率达到了99%以上，赢得了顾客的高度赞扬。
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2研制过程中出现的问题及解决措施
2.1收口尺寸一致性差，导致产品的锁紧性能出现较大的波动
2.1.1问题描述
在进行锁紧性能试验时，经常会出现产品的常温锁紧性能试验数据不合格现象，在对其收口尺寸进行检测时，发现收口段的尺寸离散度过大。经分析，产生收口尺寸出现较大波动的原因主要是收口设备的精度差，调节尺寸困难所致;工装导向及重合精度差。我们在试制时，收口设备选用的是1吨冲床，设备本身的重复定位精度差约为0.1mm，因而不能满足收口尺寸控制在0.05mm以内的要求。
同时，因其调节装置采用的螺母及螺杆的型式，对于需微调收口尺寸时，要调节机床的闭合高度，此时就显得尤其困难。试制前期设计的收口模，为满足1吨冲床行程的要求，采用上下收口块用销钉导向，回位弹簧内置于收口块内的型式。该结构虽然比较紧凑，但缺点在收口中也显现出来了。因导向孔在收口块上，受硬度较高的影响，使得加工比困难，内孔的粗糙度无法保证，因此导向精度差，从而导致收口型腔的重合度差，收口时的产品形状及尺寸变化大。
2.1.2解决措施
根据滚丝机重复定位精度高，加工尺寸易于调整控制的特点，将滚丝机进行改制;设计滚丝机上专用的收口工装，该工装采用导柱导套进行导向。收口块固定用的上下模座采用热处理后将两平面磨光后，在加工中心上加工收口块的安装位置及导柱孔及导套孔的安装位置，从而保证了收口块的导向精度。
2.2收口后的尺寸测量可靠性差
2.2.1问题描述
因自锁螺母收口后，其形状变为椭圆形，且形成一定的锥度，因此采用常规的测量方法即用游标卡尺或外径千分尺进行收口尺寸的检测时，缺点是因每人的手势及力度不同，测量位置不统一等这些人为因素，使收口尺寸的测量值差异大。
2.2.2解决措施
为最大限度的消除人为因素对测量值的影响，结合杠杆千分尺寸测量尺寸时，其活动测头通过弹簧力的作用，与零件接触而读数，不受测量人的手势和力度的影响这一原理。对杠杆千分尺寸进行改进，在活动测头上增加定位套，定位套的定位尺寸，根据收口深度的不同而设计不同的尺寸。每次测量时，都先对千分尺寸进行校准后，再将定位套装入杠杆千分尺的测头，把零件放置在定位套上，左右转动零件，观察千分表上的指针稳定后，就能根据指针对应的数值读出收口尺寸的测量值。用改进后的杠杆千分尺测量，使得收口尺寸的测量可靠性差的问题得到了有效解决。
2.3收口工装的加工精度无法保证，从而影响收口的形状和尺寸
2.3.1问题描述
在加工过程中，出现由于内锥面的加工角度有误差，同时，在加工收口凸模时，由于凸模锥面的形状加工比较困难，采用线切割先切割出锥面，然后采用钳工磨制其配合面，这样做的形状精度差，导致与锥面配合后产生的分力在三个方向上不一致，在产品上产生的变形就不一致，出现深浅不一，在锁紧性能试验中体现出锁紧力矩比较分散且波动较大的现象。由于各个型号都采用同一个内锥套，相邻两个型号之间的收口主要靠机床的行程来保证，因此，收口尺寸不便于调整。
2.3.2解决的措施
经过以上对现象进行分析，结合平时在数控车床上采取液压三爪卡的夹紧工作的原理，对原工装进行了重新设计，采取对液压卡盘进行改进，在三爪上安装收口凸模，在卡盘底部增加推杆，并将推杆连接在推力板组件上，改进后的收口工装。改进后的收口工装工作原理与原结构原理相同，只是由于卡盘现已属于标准机床附件，已进行了标准化生产，其加工尺寸及形状精度都非常高，三个方向上的凸模在径向上的移动量相同，即解决了收口不稳定的问题。经过收口试验，锁紧性能数据比较集中，能满足产品收口要求。
2.4拧断力矩及预紧力不合格
2.4.1问题描述
断颈槽部位的加工精度，直接对拧断力矩产生重大影响，在加工时，由于没有对该尺寸公差进行加严控制，致使该部位的控制尺寸一致性差，从而导致试验数据出现较大的波动。
2.4.2解决的措施为
对该部位的尺寸加严控制，具体为断颈槽的尺寸公差控制为0.04，而内孔尺寸公差控制为0.03，同轴度公差为0.03;为达到上述控制要求，采取的措施有：采用高精度数控车床，以首道工序精加工的安装部位外圆及端面为装夹和定位基准，加工断颈槽及镗内孔;为了保证内孔尺寸及深度，制作了光滑塞规控制内孔的尺寸及孔加工的深度尺寸;采用在高精度光学投影仪上检测首件外圆尺寸，并且每20件加工后，操作者还必须对槽尺寸进行自检;因每批材料的热处理硬度会有所不同，如都按相同的尺寸加工，则会出现预紧力有时会超出标准规定的要求，因此，在工艺文件中对该尺寸增加了每批调试的要求，在生产中，首件加工时，断颈槽的加工尺寸，必须送试验室试验后确定，且尺寸公差不大于0.04;为同时满足拧断力矩及预紧力都达到要求，把试验中的拧断力矩规定控制在中下差，以此来确证加工尺寸。
2.5十六醇润滑状态对产品性能影响
2.5.1问题描述
如果产品长时间暴露在空气中，十六醇会出现挥发，导致表面的润滑状态发生变化。因此，经常发现合格产品往往存放一段时间后，复验预紧力矩，出现预紧力矩不合格，偏小;不同规格的产品采用相同浓度配比的十六醇进行浸涂润滑，出现预紧力矩不合格。不同规格的螺纹，由于其螺纹几何尺寸有所不同，在内螺纹型面所容纳的十六醇混合物固化后应有所不同，如采用相同的参数，则会形成如调试为大规格性能合格，则小规格的就会出现超大，相反则会出现大规格的达不到要求。
2.5.2解决措施
对产品的存放状态了作具体的要求：规定产品在涂复后24小时内完成复验;购置真空包装机，产品包装后抽真空塑封入库;对于不同规格的高锁螺母，进行十六醇参数调试，摸索出对应的范围，确保产品最终的性能达到要求。结束语研制小组的共同努力下，自锁螺母研制工作取得了很好成绩。产品在加工中暴露出的所有问题均均得到解决;设计图样、作业指导书及工艺文件资料均齐备;工模具完善，且经研制验证;现行工艺文件可有效指导产品生产;原材料采购与验收、工装模具的管理、生产过程控制等均符合质量管理体系的要求，能保证产品的批生产质量。
参考文献
【1】《工程材料实用手册》编辑委员会.工程材料实用手册.中国标准出版社2002.8
【2】《机械加工工艺手册》(第一版)【M】李洪.：北京出版社，1990.
【3】《机械工程材料》【M】何世禹.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995.
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