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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)表時間:2022-09-20
螺紋是機械工程中常用的連接方式,,是機械設(shè)計中的一種基本而又必要的元素,。
設(shè)計人員必須對螺紋進(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,,滾輪模具通過移動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,。對于較高精度螺紋,,毛坯直徑的選擇要根據(jù)材料性能計算及工藝試驗來確定,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)行流動時所需要的作用力。
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開1/2螺距相對布置,靜板固定不動,,動板作平行于靜板的往復(fù)直線運動,。當(dāng)工件送入兩板之間時,,動板前進(jìn)搓壓工件,使其表面塑性變形而成螺紋,。
搓絲在搓絲機或在安裝自動開合螺紋滾壓頭的自動車床上進(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,。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,,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(或最多6個)滾輪進(jìn)給到毛坯上,,并通過工件毛坯的旋轉(zhuǎn)加以啟動。
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,。切向滾輪架有時候稱作側(cè)面滾壓或橫向滑動架,通過推動來滾壓螺紋,,以可控的進(jìn)給速度進(jìn)行,,每次兩個固定的平行輥子同時進(jìn)入旋轉(zhuǎn)中的工件中。切向滾壓需要機械或伺服進(jìn)給,,無法手動操作,。
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,,形成滾輪拉絲模的形狀,。這種成形過程非常快,,會產(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)生一個完整的螺紋。這種螺紋滾輪的優(yōu)點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,。它用兩個或三個輥子在工件毛坯旋轉(zhuǎn)一次的過程中形成螺紋,。這種螺紋滾輪上的輥子通過偏心磨削,在每個輥子上由一個平坦部分開始,,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,?!叭佔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子和成品螺紋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
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度,,并提高了表面光潔度。
滾輪的壓縮作用實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:
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,,且易于實現(xiàn)自動化,滾壓模具壽命也很長,,可重復(fù)使用,。
滾壓螺紋的缺點有以下幾點:
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,且易于實現(xiàn)自動化,,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.對毛坯尺寸精度要求較高;
4.對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,要綜合考慮螺紋的使用場合,、受力特點等各種因素,,根據(jù)實際需要選擇合理的工藝。