吊鉤螺母工藝分析和改進(jìn)

針對(duì)吊鉤螺母梯形圓螺紋的加工難點(diǎn)進(jìn)行工藝分析和改進(jìn)，通過(guò)選用合理的加工方法和切削參數(shù)，采用直進(jìn)法和左右切削進(jìn)給相結(jié)合的分層加工方法，并自制牙頂圓弧成形刀具，解決了螺紋加工難題；通過(guò)組合樣板檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)通用互換的目的，同時(shí)提高了吊鉤螺母的加工精度和生產(chǎn)效率。

01 序言

吊鉤組是起重機(jī)應(yīng)用最廣泛的起吊裝置之一，主要由滑輪、軸承、吊鉤、吊鉤螺母、吊鉤橫梁及拉板等零部件組成。通常將吊鉤鉤柄尾部設(shè)計(jì)為螺紋聯(lián)接形式，與吊鉤螺母配合使用，將吊鉤裝在吊鉤橫梁上[1，2]。普通三角螺紋制造工藝簡(jiǎn)單，一般在小型吊鉤（5號(hào)以下）上應(yīng)用較多[3]，但存在應(yīng)力集中嚴(yán)重的問(wèn)題，因此中大型吊鉤多采用梯形圓螺紋。

梯形圓螺紋制造工藝比較復(fù)雜，尺寸精度很難保證，在實(shí)際生產(chǎn)中一般將吊鉤螺母和吊鉤柄部的外螺紋采用配作的方法進(jìn)行加工[4]，這樣做就需要經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員進(jìn)行多次試加工，加工效率低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。相比吊鉤柄部的外螺紋，吊鉤螺母的內(nèi)螺紋更難加工和測(cè)量，加工精度更不容易保證，而且螺母的加工精度直接關(guān)系到吊鉤是否能正常旋轉(zhuǎn)，因此有必要對(duì)吊鉤螺母的加工方法進(jìn)行研究和改善，提高螺母的加工精度和質(zhì)量。

02 工件技術(shù)加工要求

吊鉤螺母通常與吊鉤配合使用，通過(guò)螺紋聯(lián)接。常用的12號(hào)吊鉤螺母及梯形圓螺紋如圖1所示，下部凹型環(huán)形槽用于安裝軸承，其中環(huán)形槽φ150E9外圓和深度為25mm的頂面與軸承上圈配合，用于軸承定位；φ150E9外圓與內(nèi)孔（梯形圓螺紋底徑）同軸度≤φ 0.100mm，凹型環(huán)形槽頂面與軸孔的垂直度需控制在0.100mm以內(nèi)。該螺母的梯形圓螺紋規(guī)格為TY72×8mm，中徑為68mm，底徑為64mm，螺距為8mm，所以螺紋的加工難度較大，加工周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率較低。

圖1 12號(hào)吊鉤螺母及梯形圓螺紋

主要加工難點(diǎn)：吊鉤螺母為盤類零件，并且采用鍛件毛坯（實(shí)心鍛件），需要車出外圓、內(nèi)孔、端面和環(huán)形槽等，加工余量大，加工精度要求高；內(nèi)孔較小，工件厚度85mm，采用鏜刀精車內(nèi)孔及螺紋時(shí)，懸臂較長(zhǎng)，剛性較差，切削時(shí)容易振動(dòng)，精度難保證，尤其是加工內(nèi)螺紋時(shí)容易“扎刀”。

03 工藝流程

吊鉤螺母常用的材料有35、35CrMo 和34Cr2Ni2Mo等，因吊鉤螺母為主要承載件，因此選用鍛件作為其毛坯件，優(yōu)先選用圓盤類和環(huán)形鍛件作為毛坯。工藝流程：下料→鍛造→正火→粗車（外圓、端面）→調(diào)質(zhì)處理→半精車→探傷→精車→鉗工修配→探傷→檢驗(yàn)入庫(kù)。粗車主要目的是去除工件多余的毛坯量，為調(diào)質(zhì)處理做準(zhǔn)備；調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行半精車，去除工件的氧化皮，提高工件的表面質(zhì)量，為探傷做準(zhǔn)備；探傷合格后進(jìn)行精車，主要加工吊鉤螺母的重要表面，保證吊鉤螺母的加工精度。

加工步驟：①精車外圓、上端面，倒角。②工件調(diào)頭，重新裝夾工件，以外圓為基準(zhǔn)找正，精車φ64C11內(nèi)孔，為了實(shí)現(xiàn)通配，內(nèi)孔按圖片上偏差進(jìn)行加工，精車下部環(huán)形槽，檢測(cè)φ150E9的同軸度及尺寸公差，測(cè)量合格后，將環(huán)形槽外圓下部部分加工至φ155mm。③以內(nèi)孔為基準(zhǔn)找正，車削梯形圓螺紋。車削梯形圓螺紋時(shí)，螺距大，吃刀深，尤其內(nèi)螺紋加工難度較大，而且不容易檢測(cè)，下面就內(nèi)螺紋加工進(jìn)行工藝研究和改進(jìn)。

04 螺紋常用加工方法

常用的螺紋車削方法有徑向進(jìn)刀法、斜向進(jìn)刀法和軸向進(jìn)刀法。徑向進(jìn)刀法又稱直進(jìn)法，在車削螺紋時(shí)，車刀的左右兩側(cè)切削刃將全部參與切削，由中滑板橫向進(jìn)給，通過(guò)多次行程，直到車削完螺紋為止。徑向進(jìn)刀法適用于螺距P≤3mm的三角螺紋的車削加工，因車刀的切削刃全部參與切削，容易導(dǎo)致加工時(shí)切削力增大和切削溫度升高，造成排屑困難，當(dāng)切削到一定深度時(shí)，容易出現(xiàn)“扎刀”和“崩刀”現(xiàn)象。

左右切削法又稱雙面切削法，為了減少車刀兩個(gè)切削刃同時(shí)切削產(chǎn)生的“扎刀”現(xiàn)象，在車削螺紋時(shí)，只用車刀一側(cè)切削刃進(jìn)行切削，在橫向進(jìn)給的同時(shí)，利用小滑板使車刀向左或向右微量進(jìn)給，經(jīng)過(guò)多次行程，直到螺紋車削完成。這種方法適合于大螺距螺紋的加工[5，6]。

斜向進(jìn)刀法又稱單面趕刀法，車削螺紋時(shí)，除了中滑板橫向進(jìn)給外，只將小滑板向一個(gè)方向做微量進(jìn)給，主要用于大螺距螺紋的粗車，但是這種加工方法存在牙型角不對(duì)、長(zhǎng)度不對(duì)和大小徑尺寸不對(duì)等缺點(diǎn)。

05 吊鉤螺母梯形圓螺紋加工方法

根據(jù)上述車削螺紋方法的特點(diǎn)，任何一種方法均能完成梯形圓螺紋的加工，但是由于螺紋的精度難以保證，因此需要采用多種方法相結(jié)合來(lái)完成螺紋的加工。螺紋的車削可分為粗車和精車兩個(gè)階段。

（1）圓螺紋的粗加工　采用直進(jìn)法和左右切削法，因該梯形圓螺紋螺距為8mm，深度為4.4mm，精度要求較高，故可采用分層車削的方法。

1）粗車采用R1.5mm圓弧車刀進(jìn)行加工。由于車削內(nèi)螺紋時(shí)，刀桿懸臂較長(zhǎng)，吃刀較大時(shí)容易振動(dòng)，對(duì)螺紋精度有影響，因此對(duì)刀位置選在螺紋的正中位置進(jìn)刀。采用直進(jìn)法粗車螺紋，走完一個(gè)行程后，采用左右切削法分步車削螺紋的左右輪廓，移動(dòng)小滑板分別向左/右微量進(jìn)給，用車刀左/右刃進(jìn)行單邊切削，左右移動(dòng)位移可以根據(jù)吃刀量計(jì)算或采用繪圖軟件計(jì)算；每次進(jìn)給量控制在0.2～0.3mm，避免因切削力過(guò)大而出現(xiàn)“扎刀”和“崩刀”現(xiàn)象。螺紋粗加工如圖2所示。