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文章出處:螺絲百科 網(wǎng)責(zé)任編輯: 法士威精密零件 閱讀量: 發(fā)表時(shí)間:2022-09-20
螺紋是機(jī)械工程中常用的連接方式,,是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一種基本而又必要的元素,。
設(shè)計(jì)人員必須對(duì)螺紋進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和掌握,不僅要能正確,、合理地選用螺紋,,還要了解螺紋的加工方法和工藝,,以便解決生產(chǎn)中可能遇到的問題,。今天我們來說說滾壓螺紋。
一)什么是滾壓螺紋
滾壓是用成形滾壓模具使工件產(chǎn)生塑性變形以獲得螺紋的加工方法,。與切削方法相比,,它不通過去除金屬而形成所需要的輪廓,而是按滾輪拉絲模的鏡像形成螺紋,,是一種無切削螺紋成型工藝,。
在滾壓螺紋時(shí),滾輪模具通過移動(dòng)母材來將螺紋形狀壓到工件毛坯中,。隨著滾輪使形成根部的材料錯(cuò)位,,材料將從徑向和軸向由根部流出,工件毛坯形成螺紋形狀,。下圖表明了滾壓螺紋與切削螺紋的材料微組織變化狀況,。
滾壓主要用于外螺紋的加工。加工前,,坯件的直徑應(yīng)大致與螺紋的中徑相等,。對(duì)于較高精度螺紋,毛坯直徑的選擇要根據(jù)材料性能計(jì)算及工藝試驗(yàn)來確定,,超出或低于合適的直徑都將加工出不合格的螺紋,。
毛坯外徑太小將無法完全流進(jìn)滾輪模具;毛坯尺寸過大將對(duì)滾輪和滾輪架施加不必要的壓力,,可能導(dǎo)致螺紋滾壓設(shè)備損壞,。
滾壓螺紋大多數(shù)是60°牙頂角螺紋,所用滾輪都具有比較尖銳的齒頂,,通常帶有圓弧刃以便于穿透材料,。每個(gè)齒側(cè)面上為30°,保證了材料在軸向和徑向以一種可控而預(yù)定的方式進(jìn)行流動(dòng)時(shí)所需要的作用力,。
二)滾壓螺紋的方法
按滾壓模具的不同,螺紋滾壓可分搓絲和滾絲兩類,。
兩塊帶螺紋牙形的搓絲板錯(cuò)開1/2螺距相對(duì)布置,,靜板固定不動(dòng),動(dòng)板作平行于靜板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),。當(dāng)工件送入兩板之間時(shí),,動(dòng)板前進(jìn)搓壓工件,,使其表面塑性變形而成螺紋。
搓絲在搓絲機(jī)或在安裝自動(dòng)開合螺紋滾壓頭的自動(dòng)車床上進(jìn)行,,適用于大批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)緊固件和其它螺紋聯(lián)接件的外螺紋,,效率相當(dāng)高,每分鐘可達(dá)到50個(gè),。這種方法加工螺紋的外徑一般不超過25mm,,長度不大于100mm。
滾絲按照進(jìn)給方式的不同,,滾絲又分為三種形式:軸向螺紋滾壓,、切向螺紋滾壓、徑向螺紋滾壓 ,。
1)軸向螺紋滾壓
軸向螺紋滾輪從車削中心尾座端部開始,,沿工件毛坯中心線移動(dòng),從而形成螺紋,。一般的軸向滾輪加工范圍為直徑1.5~228mm,。
軸向滾輪通常安裝在車削中心轉(zhuǎn)塔刀套之一中。一次走刀可以將3個(gè)(或最多6個(gè))滾輪進(jìn)給到毛坯上,,并通過工件毛坯的旋轉(zhuǎn)加以啟動(dòng),。
滾輪的布置允許毛坯通過,這樣就可以形成比滾輪寬度更長的螺紋,。這些滾輪上開始的一些螺紋是遞進(jìn)的,,就像絲錐或拉刀一樣,可以一直加工到肩部或其它工件特征之前,,但是滾輪的壽命有可能受額外應(yīng)力的影響,。
2)切向螺紋滾壓
顧名思義,切向滾輪架通過從側(cè)面接近工件毛坯而形成螺紋,。切向滾輪架有時(shí)候稱作側(cè)面滾壓或橫向滑動(dòng)架,,通過推動(dòng)來滾壓螺紋,以可控的進(jìn)給速度進(jìn)行,,每次兩個(gè)固定的平行輥?zhàn)油瑫r(shí)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)中的工件中,。切向滾壓需要機(jī)械或伺服進(jìn)給,無法手動(dòng)操作,。
滾輪與工件毛坯直徑進(jìn)行切向接觸,,從而迫使材料進(jìn)行均勻的塑性流動(dòng),形成滾輪拉絲模的形狀,。這種成形過程非??欤瑫?huì)產(chǎn)生沒有毛刺的精確輪廓,。
在操作中,,切向滾輪在工件毛坯旋轉(zhuǎn)15°~30°后產(chǎn)生一個(gè)完整的螺紋,。這種螺紋滾輪的優(yōu)點(diǎn)是即使螺紋的兩端有軸肩,也能加工出來,。切向滾輪只在滾輪寬度內(nèi)滾壓螺紋,。
3)徑向螺紋滾壓
第三種螺紋滾輪是徑向滾輪架。它用兩個(gè)或三個(gè)輥?zhàn)釉诠ぜ餍D(zhuǎn)一次的過程中形成螺紋,。這種螺紋滾輪上的輥?zhàn)油ㄟ^偏心磨削,,在每個(gè)輥?zhàn)由嫌梢粋€(gè)平坦部分開始,螺紋形狀漸進(jìn)完成,。
在平坦一側(cè)開始淺淺的螺紋形狀,,在另一側(cè)形成完整的形狀?!叭?zhàn)印笔綇较蚣苡谜艺钠教共糠謥硇纬砷g隙開口,,這樣工件毛坯可以在輥?zhàn)雍统善仿菁y零件之間退出而不損壞螺紋。
徑向螺紋滾輪的工作范圍為直徑1.5~63.5mm,。與切向滾壓頭一樣,,螺紋長度不能超出螺紋滾輪的寬度。
滾壓螺紋的優(yōu)缺點(diǎn)
滾壓螺紋與其他加工方法相比,,滾壓加工出來的螺紋力學(xué)性能得到提高,。在螺紋滾壓過程中采用的是冷作業(yè),這樣與切削加工相比就增加了拉伸強(qiáng)度,,并提高了表面光潔度,。
滾輪的壓縮作用實(shí)際上延長了工件毛坯,與車削或切削相比,,螺紋滾壓可以節(jié)省15%~20%的材料,。在大批量生產(chǎn)中,就意味著可以節(jié)約很大一批原材料,。
螺紋滾壓的優(yōu)點(diǎn):
1.螺紋表面粗糙度小于車削,、銑削和磨削;
2.滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強(qiáng)度和硬度,;
3.材料利用率高,;
4.生產(chǎn)率比切削加工成倍增長,且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,,滾壓模具壽命也很長,,可重復(fù)使用。
滾壓螺紋的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
1.螺紋表面粗糙度小于車削,、銑削和磨削,;
2.滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強(qiáng)度和硬度;
3.材料利用率高,;
4.生產(chǎn)率比切削加工成倍增長,,且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,滾壓模具壽命也很長,,可重復(fù)使用,。
1.母材的壓縮導(dǎo)致加工硬化,降低螺紋的疲勞壽命,;
2.材料有局限性,,滾壓螺紋要求材料的硬度不超過HRC40;,;
3.對(duì)毛坯尺寸精度要求較高,;
4.對(duì)滾壓模具的精度和硬度要求也高,制造模具比較困難,;,;
5.不適于滾壓牙形不對(duì)稱的螺紋。
總結(jié):滾壓螺紋既有自身優(yōu)勢,,也有不可避免的缺陷,。滾壓可以大大提高螺紋的抗拉強(qiáng)度,但螺紋中的加工應(yīng)力又降低了螺紋的疲勞壽命,。所以在選擇螺紋的加工方法時(shí),,要綜合考慮螺紋的使用場合、受力特點(diǎn)等各種因素,,根據(jù)實(shí)際需要選擇合理的工藝,。