阅读说明：本技术 一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法 (High-precision machining device and method for incomplete threads of beryllium parts ) 是由 刘红涛 姜雪冬 陈强 郭士新 曹勇 邵良 韩中元 王明军 赵睿 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法,所述加工装置包括底座和补偿块,所述底座的底部连接补偿块,外缘加工有通孔,通过穿设通孔的螺纹连接件固定于铍零件上,将补偿块封闭至铍零件的沉孔中,所述补偿块为与铍零件沉孔完全配合的块体结构,补偿块与铍零件沉孔形成互补结构,且构成紧密配合关系,通过借助补偿块与铍零件的互补关系,完全消除因铍结构件不具有完整的螺纹底孔带来的负面影响,实施不完整螺纹孔的加工。攻丝过程中,使丝锥全方位受力均衡,避免铍材螺纹崩渣情况,同时保证其较高的形位精度,大大降低了因螺纹加工失败导致昂贵的铍结构件报废的风险。(The invention provides a high-precision machining device and a machining method for incomplete threads of beryllium parts, wherein the machining device comprises a base and a compensation block, the bottom of the base is connected with the compensation block, a through hole is machined in the outer edge of the base, the compensation block is fixed on the beryllium part through a threaded connecting piece penetrating through the through hole and is sealed in a counter bore of the beryllium part, the compensation block is of a block structure completely matched with the counter bore of the beryllium part, the compensation block and the counter bore of the beryllium part form a complementary structure and form a close matching relation, negative effects caused by the fact that the beryllium part does not have a complete thread bottom hole are completely eliminated through the complementary relation of the compensation block and the beryllium part, and machining of an incomplete thread hole is implemented. In the tapping process, the tap is stressed in all directions in a balanced manner, the situation of beryllium thread slag collapse is avoided, the high form and position precision of the tap is ensured, and the risk of scrapping of expensive beryllium structural parts due to thread machining failure is greatly reduced.)

一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法

技术领域

本发明属于航天惯性器件精密加工技术领域，特别涉及一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法。

背景技术

航天惯性铍器件是构成惯性平台系统十分重要的构件，其通常结构复杂，精度要求高。其中，如图1和图2所示，包括不完整螺纹孔(精度：6H)，形位精度要求：垂直度0.01mm。其非完整性表现为：螺纹孔底为圆柱孔+开放型圆弧槽。当圆弧槽的截面为劣弧时，螺纹的加工尤其困难。其难点在于：在钳工攻丝时，由于圆弧槽不能全方位约束丝锥，而螺纹底孔的圆柱孔却可以全方位约束丝锥，导致了丝锥末端与丝锥始端受力不平衡。往往出现螺纹与螺纹底孔不同轴的情况，即垂直度无法保证。加上铍材本身又属于硬脆性材料，当受力不均衡时，极易出现螺纹崩裂的现象，导致螺纹失效。另外，铍材属于昂贵的金属材料，螺纹失效会造成极大的不必要损失。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法，装卡方便，有效解决了不完整螺纹的加工，保证尺寸精度、形位精度和螺纹的完好。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置，所述铍零件用于惯性仪表固定，其上加工有沉孔，自侧壁向沉孔底部加工有不完整螺纹孔，所述不完整螺纹孔由圆柱孔形螺纹孔底和开放型圆弧槽构成，所述圆柱孔形螺纹孔底靠近侧壁，所述开放型圆弧槽形成于沉孔底部；

所述加工装置包括底座和补偿块，所述底座的底部连接补偿块，外缘加工有通孔，通过穿设通孔的螺纹连接件固定于铍零件上，将补偿块封闭至铍零件的沉孔中，所述补偿块为与铍零件沉孔完全配合的块体结构，补偿块与铍零件沉孔形成互补结构，且构成紧密配合关系，通过借助补偿块与铍零件的互补关系，实施不完整螺纹孔的加工。

进一步地，所述底座上加工有沉头孔，所述补偿块上加工有与沉头孔对应的螺纹孔，所述底座与补偿块通过穿设沉头孔进入补偿块螺纹孔的螺纹连接件固定连接

进一步地，所述底座的上表面加工有用于手持的凸起结构。

进一步地，所述凸起结构的纵向加工有所述沉头孔，用于与补偿块的螺纹孔对接，配合穿设沉头孔进入补偿块螺纹孔的螺纹连接件将底座与补偿块固定连接。

进一步地，所述铍零件上加工有用于惯性仪表固定的螺纹孔，所述底座上的通孔与铍零件上的螺纹孔对应，通过穿设通孔进入螺纹孔的螺纹连接件将底座和铍零件固定连接。

进一步地，所述补偿块的硬度为35～65HB，优选选用铝材。

进一步地，所述铍零件上的开放型圆弧槽为半圆弧、优弧或劣弧。

第二方面，一种铍零件不完整螺纹的高精度加工方法，包括如下步骤：

将补偿块放入铍零件的沉孔中，将底座固定于铍零件上，将补偿块封闭至铍零件的沉孔中，补偿块与铍零件沉孔形成互补结构，且构成紧密配合关系，通孔丝锥攻丝，在所需位置加工螺纹孔；

攻丝完成后，将丝锥匀速取出，清理螺纹孔内金属碎屑，防止补偿块取出时夹杂金属屑，划伤铍零件。

进一步地，所述铍零件的沉孔为中心对称结构时，所述补偿块为与沉孔配合的中心对称结构，再次对下一铍零件攻丝时，对补偿块进行旋转或角度调整，重复使用。

根据本发明提供的一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法，利用补偿块与铍零件结构件的互补关系，完全消除因铍结构件不具有完整的螺纹底孔带来的负面影响，攻丝过程中使丝锥全方位受力均衡，避免了铍材螺纹崩渣情况，同时，保证了较高的形位精度；

(2)本发明提供的一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法，利用铍零件上自带的用于惯性仪表固定的螺纹孔固定底座，降低了在铍零件上攻丝加工螺纹孔的工序，降低了铍零件损伤的风险；

(3)本发明提供的一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法，在底座上加工有用于手持的凸起结构，便于不完整螺纹孔加工完成后，将补偿块自铍零件的沉孔中取出；

(4)本发明提供的一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置及加工方法，铍零件的沉孔为中心对称结构时，补偿块为与沉孔配合的中心对称结构，再次对下一铍零件攻丝时，只需对补偿块进行旋转或角度调整(避免位置重合)，即可重复使用，降低了加工成本，提高了加工效率。

附图说明

图1为铍零件上不完整螺纹孔的完整螺纹部分和不完整螺纹部分局部剖视图；

图2为铍零件的结构简化图；

图3为铍零件与不完整螺纹的高精度加工装置组合示意图；

图4为底座结构图；

图5为补偿块结构图；

图6为不完整螺纹精加工装置组合示意图；

图7为铍零件上的开放型圆弧槽的角度范围示意图。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明提供了一种铍零件不完整螺纹的高精度加工装置，如图1和2所示，所述铍零件用于惯性仪表固定，其上加工有沉孔，自侧壁向沉孔底部加工有不完整螺纹孔，所述不完整螺纹孔由圆柱孔形螺纹孔底和开放型圆弧槽构成，所述圆柱孔形螺纹孔底靠近侧壁，所述开放型圆弧槽形成于沉孔底部；

如图3～图6所示，所述加工装置包括底座和补偿块，所述底座的底部连接补偿块，外缘加工有通孔，通过穿设通孔的螺纹连接件固定于铍零件上，将补偿块封闭至铍零件的沉孔中，所述补偿块为与铍零件沉孔完全配合的块体结构，补偿块要求与铍零件沉孔形成互补结构，且构成紧密配合关系(优选补偿块与铍零件沉孔的间隙≤3μm)，通过补偿块与铍零件的互补关系，完全消除因铍零件不具有完整的螺纹底孔带来的负面影响，攻丝过程中，使丝锥全方位受力均衡，避免铍材螺纹崩渣情况，同时，保证其较高的形位精度。

在一种优选的实施方式中，所述底座上加工有沉头孔，所述补偿块上加工有与沉头孔对应的螺纹孔，所述底座与补偿块通过穿设沉头孔进入补偿块螺纹孔的螺纹连接件固定连接。

在一种优选的实施方式中，所述底座的上表面加工有用于手持的凸起结构，便于不完整螺纹孔加工完成后，将补偿块自铍零件的沉孔中取出。进一步地，所述凸起结构的纵向加工有所述沉头孔，用于与补偿块固定连接。

在一种优选的实施方式中，所述铍零件上加工有用于惯性仪表固定的螺纹孔，所述底座上的通孔与铍零件上的螺纹孔对应，通过穿设通孔进入螺纹孔的螺纹连接件将底座和铍零件固定连接。

在一种优选的实施方式中，所述补偿块的硬度为35～65HB，优选选用铝材。由于补偿块上没有螺纹底孔，若硬度过大，攻丝会而非常困难；而硬度过小时，补偿块一侧与被加工零件一侧的硬度差异太大，会导致丝锥受力不均衡，螺纹垂直度无法保证。

在一种优选的实施方式中，所述铍零件上的开放型圆弧槽为半圆弧、优弧或劣弧，如图7所示。

本发明还提供了一种铍零件不完整螺纹的高精度加工方法，包括如下步骤：

将补偿块放入铍零件的沉孔中，将底座固定于铍零件上，将补偿块封闭至铍零件的沉孔中，补偿块与铍零件沉孔形成互补结构，且构成紧密配合关系，通孔丝锥攻丝，在所需位置加工螺纹孔，攻丝时，保证力度均匀，且加工装置不松动；

攻丝完成后，将丝锥匀速缓慢取出。清理螺纹孔内金属碎屑，防止补偿块取出时夹杂金属屑，划伤铍零件。

进一步地，所述铍零件的沉孔为中心对称结构时，所述补偿块为与沉孔配合的中心对称结构，再次对下一铍零件攻丝时，只需对补偿块进行旋转或角度调整(避免位置重合)，即可重复使用。

采用本发明加工装置和加工方法实施铍零件不完整螺纹的高精度加工，保证螺纹与螺纹底孔的同轴度0.01以内，螺纹与螺纹孔所在平面的垂直度0.01以内。非人为因素条件下，加工合格率接近100％。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。