緊固件知識(shí)：滾壓螺紋

Insigne

       螺紋是機(jī)械工程中常用的連接方式,，作為機(jī)械設(shè)計(jì)中的一種基本而又必要的元素,，廣大設(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。

       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(shí)，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),，機(jī)床的傳動(dòng)鏈保證車刀,、銑刀或砂輪沿工件軸向準(zhǔn)確而均勻地移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程。在攻絲或套絲時(shí),，刀具(絲錐或板牙)與工件作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，并由先形成的螺紋溝槽引導(dǎo)著刀具(或工件)作軸向移動(dòng)。 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,。

. A) x% D+ m3 E- a1,、滾壓簡介
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$ `# p; |: y; M$ a7 S" W      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(jìn)行滾壓螺紋時(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,。隨著滾輪把將形成根部的材料錯(cuò)位，材料將從徑向和軸向由根部流出,，而滾輪的形狀會(huì)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(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，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(gè)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(jìn)行流動(dòng)時(shí)所需要的作用力。下圖為螺紋滾壓輪,。

+ D5 ~9 b& \' w2 }! C 2,、滾壓方法
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$ {& Z1 t, z& X3 k% D0 s$ j      按滾壓模具的不同，螺紋滾壓可分搓絲和滾絲兩類,。  搓絲
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7 e& v2 j6 a. h5 c      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25 mm,，長度不大于100 mm。

       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

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      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1.5～228 mm,。

      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,。


切向螺紋滾壓

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      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轉(zhuǎn)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?zhàn)庸ぷ鲗挾确秶鸀?5～40 mm,。

徑向螺紋滾壓

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: l- q9 z- v6 j0 m, {      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�毛坯旋轉(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,。   “三輥?zhàn)印笔綇较蚣苡谜艺�的平坦部分來形成間隙開口,。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。
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  b& f4 b% J6 p6 e      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(diǎn)  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(qiáng)度,，并提高了表面光潔度,。  由滾輪的壓縮作用實(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,。  因此螺紋滾壓的優(yōu)點(diǎn)是：

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,；
- p2 u/ i2 A/ P' [3.材料利用率高,；
+ N, h1 w8 n; _1 _ 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。
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3,、滾壓缺點(diǎn)

7 M4 }3 W2 z" w# H+ e滾壓螺紋的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
0 @+ Z+ p: s( P. ~ 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；
$ }' Q5 m; ~- C. N) A( i; t  V4 {) X 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,；
. {7 E% C: E; N. Q8 G, V5.不適于滾壓牙形不對(duì)稱的螺紋。
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      總結(jié)：滾壓螺紋既有自身優(yōu)勢(shì),，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(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,。
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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?yàn)闆]有排削問題,，所以沒有毛刺，不會(huì)影響零部件裝配后,，毛刺堵塞孔的情況

遠(yuǎn)祥

這個(gè)其實(shí)就是以前的搓絲工藝了,。

大衛(wèi)_o3zh4

活塞桿螺紋擠壓專用機(jī)床，這是畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題啊

dazzle52

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