緊固件知識：滾壓螺紋

Insigne

       螺紋是機械工程中常用的連接方式，作為機械設(shè)計中的一種基本而又必要的元素，廣大設(shè)計人員必須對螺紋進行深入的學(xué)習(xí)和掌握，不僅要能正確、合理的選用螺紋，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。
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       螺紋的加工方法主要有：   螺紋切削：一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺紋的方法，主要有 車削、銑削、攻絲、套絲、磨削、研磨和旋風(fēng)切削等。車削、銑削和磨削螺紋時，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，機床的傳動鏈保證車刀、銑刀或砂輪沿工件軸向準(zhǔn)確而均勻地移動一個導(dǎo)程。在攻絲或套絲時，刀具(絲錐或板牙)與工件作相對旋轉(zhuǎn)運動，并由先形成的螺紋溝槽引導(dǎo)著刀具(或工件)作軸向移動。 螺紋滾壓：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。
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1、滾壓簡介

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      與切削方法相比，滾壓不是一種金屬切削過程。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。在進行滾壓螺紋時，滾輪模具通過移動母材來將螺紋形狀壓到工件毛坯中。隨著滾輪把將形成根部的材料錯位，材料將從徑向和軸向由根部流出，而滾輪的形狀會在工件毛坯中形成螺紋形狀。下圖表明了滾壓螺紋與切削螺紋的材料微組織變化狀況。

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      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，從而可能導(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°，保證了使材料在軸向和徑向以一種可控而預(yù)定的方式進行流動時所需要的作用力。下圖為螺紋滾壓輪。

5 I( _0 K, P! ` 2、滾壓方法

      按滾壓模具的不同，螺紋滾壓可分搓絲和滾絲兩類。  搓絲

3 a3 P" A1 ]  [6 s1 n* \3 f      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，每分鐘可達到50個。這種方法加工螺紋的外徑一般不超過25 mm，長度不大于100 mm。

; c, B  O$ h( Z       滾絲按照進給方式的不同，滾絲又分為三種形式：

4 [7 H" Y4 n5 _& T+ x6 T( g2 }軸向螺紋滾壓

( w$ I0 b/ \( {0 I      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1.5～228 mm。

' U( g7 d6 b$ s$ s4 B2 P3 y      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。
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0 d, u2 j& u0 ]* e切向螺紋滾壓

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6 p) j+ K/ w3 y      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，以可控的進給速度進行，每次兩個固定的平行輥子同時進入旋轉(zhuǎn)中的工件中。切向滾壓需要機械或伺服進給，無法手動操作。  滾輪與工件毛坯直徑進行切向接觸，從而迫使材料進行均勻的塑性流動，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轉(zhuǎn)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，也加工的出來。  切向滾輪只在滾輪寬度內(nèi)滾壓螺紋。Fette公司的切向輥子工作寬度范圍為15～40 mm。
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' q: C2 {1 T# ]$ v( r+ H( a: j徑向螺紋滾壓
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. [) ~- ^# ^, O) T# V4 m. o: [      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。   “三輥子”式徑向架用找正的平坦部分來形成間隙開口。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。
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      徑向螺紋滾輪的工作范圍為直徑1.5～63.5 mm。與切向滾壓頭一樣，螺紋長度不能超出螺紋滾輪的寬度。 3.滾壓螺紋的優(yōu)點  與其它加工方法相比，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。  由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。  因此螺紋滾壓的優(yōu)點是：

# p. ?8 I( p( `4 t' `8 @1.螺紋表面粗糙度小于車削、銑削和磨削；
! d" x9 `& o6 }7 \0 l! M2.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；
3 d, I$ Y, g  B. i2 ?& n, L 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。

3、滾壓缺點

6 T+ P0 W0 b- e$ O9 F6 g1 h滾壓螺紋的缺點有以下幾點：
" \' `; |  ~) {% T2 f8 w0 Z 1.母材的壓縮導(dǎo)致加工硬化，降低螺紋的疲勞壽命；
6 r% ^, T( K8 M* ^& o 2.材料有局限性，滾壓螺紋要求材料的硬度不超過HRC40；
, b) D2 w, D: Y( Z# t5 L( o. I3.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；
/ P. X' k% Q" n) n5.不適于滾壓牙形不對稱的螺紋。

6 L, ~4 P0 r1 b: g# `! i0 @( T, c' d+ w: p      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)力又大大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。
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韓寒11

滾壓螺紋在汽車零部件行業(yè)用的比較普遍，因為沒有排削問題，所以沒有毛刺，不會影響零部件裝配后，毛刺堵塞孔的情況

遠(yuǎn)祥

這個其實就是以前的搓絲工藝了。

大衛(wèi)_o3zh4

活塞桿螺紋擠壓專用機床，這是畢業(yè)設(shè)計的課題啊

dazzle52

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