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钛紧固件的螺纹外径的修正

2021-09-18 18:25:27

钛合金材料属难加工材料,导热性差,易与工具发生粘连,存在着较强的缺口敏感性,在滚压过程中会产生较强的加工硬化。在实际生产中,饱满牙型的滚压存在一系列问题。其一,饱满牙型在滚压中将两个滚丝轮间的间隙挤满后,滚丝轮如再继续滚压,毛坯材料无处可流动,只能在滚丝轮间来回地被挤压,结果使螺纹产生了较高的表面硬化,当硬化超过了材料的抗拉极限时就产生了裂纹,螺纹牙侧、牙底硬化严重,因此产生裂纹;其二,饱满挤压时,参与滚压的滚丝轮的每一个齿都同样受着较强的循环载荷的影响,滚压的能量也作用于滚丝轮,使其寿命严重下降,在实际生产中,每副滚丝轮只能滚压3000-5000件钛螺栓,就产生了牙顶碎裂现象,滚丝轮就无法再继续使用,成本极其昂贵,另外,滚丝轮牙顶碎裂的产生有个形成过程,使生产者无法判定滚压螺纹的合格性,即何时滚压的是合格的,何时滚压的是不合格;其三,在滚压形成螺纹的过程中两侧上升快,势必当螺纹滚满时在牙顶产生一个折叠,探伤时螺纹牙顶有荧光显示痕迹,为了判定大缺陷深度,还需采用解剖方法才能判定该处的缺陷是否超过标准;其四,现代紧固件连接接头都具有较高的疲劳寿命,对于螺栓孔都具有较高的精度要求,在安装过程中不允许产生孔壁损伤,而较尖的螺纹牙顶极易损伤孔壁。总之,饱满螺纹牙型给生产带来了极大麻烦,不但会增加裂纹产生的机会,使零件疲劳寿命降低,还降低了滚丝轮使用寿命,再者给检测带来不必要的麻烦,也容易产生孔壁的损伤,因此对钛合金紧固件螺纹大径进行修正势在必行。

钛紧固件

  在国外,如美国所有钛高锁螺栓、新的钛螺栓标准中都对螺纹大径进行了修正,将螺纹大径尺寸下移,螺纹都采用了不饱满牙型。螺纹的受力主要在螺纹中径附近,螺纹大径的下移估计不会对螺栓的机械性能产生影响,笔者为了证实这一观点,为我国钛合金紧固件螺纹大径的修正提供依据,对两种有代表性的HB6563.6、HB6563.10六角头钛螺栓不同螺纹大径的机械性能进行了试验研究。两种螺栓分别采用3种大径尺寸;机械性能验证包括抗拉、疲劳、应力持久试验研究。下面介绍我们的试验验证情况。

国外很多钛合金紧固件标准中都采用了修正的螺纹大径,为了与杆径尺寸D进行区别,螺纹大径尺寸标注为TD。Voi—shan公司、VSI SCREWCORP公司、波音公司、原麦道公司等公司www.t0917.com航空紧固件设计手册或标准中,众多钛合金紧固件如钛高锁螺栓、MD销钉、钛螺栓等标准,对诸如HL10-HL13(高锁螺栓)、HLT10-HLT13(抗疲劳高锁螺栓)、NAS4304~4316(100。沉头长螺纹钛螺栓)、NAS6403~6420(六角头钛螺栓)、NAS7303~ 7316(100。十字槽钛螺栓)标准钛螺栓,也包括短螺纹钛螺栓,甚至是合金钢、A286等材料制具有与上述相同尺寸的紧固件,都采用了修正螺纹大径的螺纹标准。

  我们设想的国内钛螺栓、钛高锁螺检螺纹大径尺寸的修正,主要根据国外标准的下移量,再考虑国内加工的实际情况,即上限放大范围,下限与国外标准下移量一致的方法进行修正,拟修正的螺纹大径尺寸。


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