曾紅玲

（四威高科技產(chǎn)業(yè)園有限公司， 四川 成都 610731）

引言

因瓦合金俗稱低膨脹合金，是一種鐵鎳合金，由于其熱膨脹系數(shù)極小， 因此被廣泛應(yīng)用于各要求尺寸穩(wěn)定的諧振腔中。濾波器出于尺寸穩(wěn)定的需求，采用了4J32 因瓦合金材料。濾波器的零件組成包括盒體、上下蓋板、調(diào)諧螺釘和諧振桿組成，其中盒體的結(jié)構(gòu)形式如圖1 所示，材料為因瓦合金4J32。

圖1 盒體結(jié)構(gòu)形式（單位：mm）

1 因瓦合金盒體內(nèi)螺紋加工問題分析

圖1 中螺紋孔6-M3×0.35 公差標(biāo)注為0～+0.5 mm，其依據(jù)為目前加工此類螺紋的工藝流程為鉗工打孔后采用普通絲錐攻絲，此工藝存在以下兩方面的問題：

1）鉗工加工螺紋的深度公差帶范圍只能控制在0.5 mm 以內(nèi)，由于此螺紋深度公差帶太寬，需要設(shè)計(jì)三種不同長度的諧振桿與之試裝配合才能達(dá)到最好的電性能，此種狀況一方面導(dǎo)致每批次產(chǎn)品下圖時(shí)諧振桿數(shù)量增多，成本提高，另一方面產(chǎn)品調(diào)試工作量也成倍增加，造成調(diào)試資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

2）在螺紋孔攻絲過程中，普通絲錐無法對螺紋孔進(jìn)行扣鍍，而后續(xù)此螺紋孔中會有一定厚度的鍍層，導(dǎo)致與之配合的諧振桿很難順利旋入，如果對螺紋孔進(jìn)行回絲，會導(dǎo)致鍍層破壞或者不連續(xù)，裸露在空氣中的4J32 基材在空氣中的水和氧氣作用下，很容易形成金屬氧化物而造成銹蝕。

基于以上兩點(diǎn)，對6-M3×0.35 進(jìn)行工藝改進(jìn)，保證螺紋深度公差帶控制在0～+0.1 mm，螺紋末端與底孔底面之間的距離控制在0.2 mm 內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)螺紋的扣鍍，保證后續(xù)諧振桿能順利旋入。

根據(jù)目前四威高科技產(chǎn)業(yè)園有限公司的加工能力，可以采用數(shù)控機(jī)床攻絲和數(shù)控機(jī)床螺紋銑削兩種工藝方法實(shí)現(xiàn)以上兩點(diǎn)要求，如果采用數(shù)控機(jī)床攻絲必需采用鍍前絲錐，但是目前鍍前絲錐的應(yīng)用并未得到充分驗(yàn)證，而且用市場上的鍍前絲錐加工的螺紋尺寸均為超差螺紋，沒有相應(yīng)的檢驗(yàn)工具，無法對螺紋加工質(zhì)量進(jìn)行控制?？紤]到螺紋銑削工藝已經(jīng)在鋁合金材料上得以成功應(yīng)用，而且可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)刀參數(shù)控制扣鍍層厚度，比較靈活，因此在因瓦合金盒體上采用螺紋銑削的方式加工6-M3×0.35 螺紋。

2 因瓦合金內(nèi)螺紋銑削加工工藝試驗(yàn)

2.1 因瓦合金內(nèi)螺紋銑削加工試驗(yàn)過程

由于因瓦合金盒體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了節(jié)省試驗(yàn)成本和試驗(yàn)時(shí)間。

在托普立式數(shù)控加工中心上，加工各處螺紋孔底孔，再用M3×0.35 的整體式螺紋銑刀加工螺紋。

由于4J32 材料較軟，在切削過程中容易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，不利于切削熱的排出，因此在切削過程中，相對鋁合金材料而言，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給率均需要降低，具體切削參數(shù)如表1。

在螺紋銑削完成之后，程序安排空走一刀，用于去除加工毛刺。

在銑削加工過程中考慮螺紋扣鍍，在不扣鍍的情況下，M3×0.35-6H 螺紋底孔的尺寸范圍為2.621～2.721 mm，基本中徑尺寸為 2.773 mm，6H 螺紋的基本下偏差為0，公差等級為90 μm，因此內(nèi)螺紋中徑的加工范圍為2.773～2.863 mm。在此零件中要求的鍍層為Fe/Ep.Ni5lsAu5，厚度為10 μm，為了保證內(nèi)螺紋扣鍍后依然能用標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行測量，采用縮小公差帶的方式加工內(nèi)螺紋底孔和中徑，底孔按照Φ2.720+0.02mm 加工，螺紋中徑按照2.82～2.86 mm 加工，螺紋深度尺寸在編程中控制為4.550+0.1mm。

表1 因瓦合金內(nèi)螺紋銑削切削參數(shù)

螺紋銑削試驗(yàn)件1 加工工藝路線為：備料→車外圓，平端面長度達(dá)圖尺寸→銑加工厚度和寬度→數(shù)銑加工M3×0.35 螺紋底孔和孔口倒角；換螺紋銑刀加工M3×0.35 深4.550+0.1mm 螺紋→鉗工去凈各處毛刺→鍍Ni5lsAu5。

加工完成后，對螺紋進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法為：

1）用M3×0.35 螺紋深度規(guī)的通端和止端旋入螺紋孔檢驗(yàn)螺紋的徑向尺寸；

2）用M3×0.35 螺紋深度規(guī)的深度標(biāo)尺檢驗(yàn)螺紋孔的深度尺寸→線切割沿螺紋中軸線剖開，在30倍顯微鏡下觀察剖面并拍照檢驗(yàn)螺紋的表面質(zhì)量和毛刺狀況。

2.2 因瓦合金內(nèi)螺紋銑削加工試驗(yàn)結(jié)果

因瓦合金內(nèi)螺紋銑削加工試驗(yàn)件的實(shí)物照片如圖2 所示。

試驗(yàn)樣件沿螺紋中軸線剖開后的形貌如圖3所示。

在30 倍顯微鏡下觀察剖面并拍照檢驗(yàn)螺紋的表面質(zhì)量和毛刺狀況，形貌如圖4 所示。

因瓦合金內(nèi)螺紋銑削加工試驗(yàn)件檢驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)如表2 所示。

2.3 螺紋銑削在因瓦合金盒體加工上的應(yīng)用

為了對因瓦合金螺紋銑削工藝進(jìn)行充分驗(yàn)證，按照3.1 中的加工參數(shù)和加工方法制造因瓦合金盒體螺紋6-M3×0.35 深4.550+0.1mm，工件加工完成后，與諧振桿進(jìn)行裝配。

加工好的因瓦合金盒體的形貌如圖5 所示：

利用螺紋深度規(guī)對因瓦合金盒體中的螺紋M3×0.35 深4.550+0.1mm 的徑向尺寸和深度尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)完畢后將加工好的諧振桿與盒體進(jìn)行裝配，結(jié)果如表3 所示。

3 結(jié)語

圖2 因瓦合金內(nèi)螺紋銑削加工試驗(yàn)樣件

圖3 因瓦合金銑削內(nèi)螺紋切面

圖4 因瓦合金銑削內(nèi)螺紋切面放大形貌

表2 因瓦合金銑削內(nèi)螺紋檢測結(jié)果

圖5 裝配諧振桿后的因瓦合金盒體

表3 因瓦合金盒體銑削內(nèi)螺紋檢測結(jié)果

本文采用螺紋銑削的方法加工因瓦合金盒體內(nèi)螺紋M3×0.35 深4.550+0.1mm，在加工過程中通過縮小公差帶的方式對內(nèi)螺紋進(jìn)行扣鍍，并利用數(shù)控機(jī)床的加工精度來保證內(nèi)螺紋的深度公差。利用此方法加工出的螺紋M3×0.35 不僅滿足了鍍后不需回絲，而且其徑向尺寸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，諧振桿可以順利與其進(jìn)行裝配；而且螺紋M3×0.35 的深度公差也成功被控制在（0～+0.1）mm，可以大大減少諧振桿的加工種類和數(shù)量，從而減少裝配時(shí)間和調(diào)試時(shí)間，顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。