电磁座螺纹孔修复器的设计与使用

    李良刚　吕泰红　宋楠楠

    摘要：在工业、农业、医药制造、食品加工等行业都离不开螺纹形式的联接与紧固，对于这些螺纹联接，在使用或维修中，可能存在操作不当造成滑丝而无法使用的情况。损坏的螺栓和螺母可以更换新件，但大体积的机体、机架上的螺纹孔损坏后不易采用更换的方法，这样费用太高，尽量采取修复的办法，使其恢复使用性能。为此开发了一种使用更便捷的电磁座螺纹孔修复器。

    关键词：螺纹孔;填充件;修复;电磁座

    螺纹孔修复方法多种多样，有堆焊、镶套、更换加大螺栓、安装填充件等，目前螺纹孔修复多采用更换加大螺栓和安装填充件（钢丝螺套）保持原螺纹孔径的方式，由于填充件（钢丝螺套）的逐步标准化，更多采用安装填充件的方法完成修复。早期我们开发了一种螺纹孔修复器，是专修发动机机体螺栓孔的工具，就是采用安装填充件的方法将损坏的螺纹孔扩大到适当尺寸，并攻制加大一级螺纹，安装填充件恢复原螺纹尺寸，进而强化螺纹强度，使修复后的螺纹孔紧固可靠。这种螺纹孔修复器可以保证原螺纹孔的位置度和垂直度，使用时需借住发动机体上原有螺栓，将修复器固定在发动机体上，调整扩孔主轴，使扩孔钻头与损坏的螺纹孔同轴，扩孔攻丝并安装填充件。电磁座螺纹孔修复器是在原有螺纹孔修复器的基础上，进行结构优化，增加电磁座装置，使用时不再借住机体或机架上的螺栓固定，直接通过电磁座吸附固定，使用更省时省力，应用范围更广。

    1结构组成

    电磁座螺纹孔修复器结构如图所示，它包括11个部分，采用电磁座固定手动升降螺杆进给扩孔的形式，使用时先将找正杆安装在夹头上，并将其旋入滑丝的螺纹孔内（一般盲孔底会有几圈完好的螺纹），然后打开电磁座开关，使电磁座吸附在发动机体或其他工件上，完成固定和定位。如果是铝或不锈钢机体，可在损坏的螺纹孔附近固定一块供电磁铁吸附的钢板，也可以用找正杆找正后利用压板将电磁铁压装在工件上，进而扩孔攻丝安装填充件。

    2设计及使用过程

    2.1设计

    电磁座（1）采用电压220 V最大磁力12 500 N的双线圈电磁铁，小面积吸附也能保证工作的可靠性。配线盒（2）位于电磁座（1）和圆盘底座（3）之间，采用铸钢中空结构，具有一定的刚度和强度，可承受扩孔时产生的弯矩。采用圆盘式底座（3），可以旋转调整以适应不同情况，保证电磁铁的最佳吸附位置，确保最佳吸附力。导向柱（4）采用镀铬硬轴，双柱导向形式，刚度更强，受力更加合理。导向柱下端与圆盘底座通过小过盈配合和双向顶丝加以固定，导向柱上端用连接板连接，形成封闭框架，提高整体刚度。升降螺杆（5）上端安装有手轮（7），下端通过两口推力轴承限位在圆盘底座上。为减轻重量，横梁（6）采用铝合金材料的方梁形式。升降螺杆与横梁上的螺孔配合，通过旋转升降螺杆可以推动横梁上下移动;导向柱与横梁之间采用直线轴承滚动配合，确保长期使用仍能保持良好的配合间隙。主轴（8）采用45#钢，调质表面镀铬处理。主轴与横梁间采用小间隙配合，上端铣有六方，供棘轮扳手旋转使用，下端安有夹头。夹头（10）采用铣床专用自夹紧夹头，保证钻头丝锥可靠夹紧。

    2.2.1找正

    首先将找正杆夹在修复器的夹头上，清理待修机体平面，把修复器座在损坏的螺纹孔附近，移动修复器，将找正杆端部与损坏螺纹孔对正，并用棘轮扳手扳动主轴，将找正杆旋入损坏螺纹孔，尽量旋入最大深度，然后打开电磁铁开关，使电磁铁吸附在工件上，吸附牢靠后旋转主轴，并将找正杆退出。

    2.2.2扩孔

    夹上扩孔钻头，旋转手轮带动横梁推动主轴下压，同时旋转主轴扩孔，钻头切削至螺纹孔底部后，用锁紧螺丝锁紧主轴，反向旋转手轮，提出扩孔钻头，清理孔内钻屑。

    2.2.3攻丝

    更换丝锥，旋转手轮使丝锥端部对准扩后的孔，停止旋转手轮，用棘轮扳手旋转主轴攻丝，攻至孔底后反转主轴退出丝锥，关闭电磁铁开关，移开螺纹孔修复器，清理孔内金属屑。

    2.2.4安装填充件

    用专用工具安装填充件（钢丝螺套），完成修复。

    3结论

    早期开发的螺纹孔修复器需要利用未损坏螺纹孔安装定位，安装调整費时费力，而且若损坏的螺纹孔数量过多，又面临着可能无法安装定位的问题，针对此种情况，开发设计了带电磁座的螺纹孔修复器，经试装试验，电磁座螺纹孔修复器能够很好地解决上述问题。（05）