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    滾壓螺紋成形工藝創佳介紹

    無切屑螺紋成形工藝
     
    一般而言,最適合滾壓的材料很難切削,反之亦然。螺紋滾壓依賴于基材的塑性-即基材的變形能力,以便永久地將滾輪的形狀壓在工件的坯件中。被切削材料良好的塑性通常會導致形成膠質切屑,并在刀具上形成積屑瘤。例如鑄鐵沒有合適的流動特性,因此不適合進行螺紋滾壓加工。
     
    在螺紋滾壓操作中,在工件的軸向、切向或徑向安裝一個滾輪架。盡管每種滾輪架都采用相同的基本操作原理,但不同的螺紋加工應用場合需要采用不同的方式接近工件毛坯。本文在后面將詳細介紹三種螺紋滾壓方式。
     
    假定工件材質滿足滾壓的屈服和流動要求,則滾壓過程與螺紋切削相比具有若干優點。與其它生產方法相比,滾壓加工出來的螺紋物理特性得到提高。在螺紋滾壓過程中采用的是冷作業,這樣與切削操作相比就增加了拉伸強度,并提高了表面光潔度。
     
    與許多冷加工操作一樣,工件毛坯的金屬矩陣最初通過模具的作用力而壓縮,從而進行塑性屈服,并產生出模具的形狀。螺紋滾壓操作方式在很大程度上與此相同。螺紋滾壓頭中滾輪的形狀會在工件毛坯中形成螺紋形狀。
     
    母材的壓縮導致因金屬矩陣的壓縮而引起工件硬化。它會在螺紋中產生疲勞阻力。這種硬化的狀態是該工藝的一部分,因此隨后對滾壓螺紋進行的任何熱處理過程都會產生退火效應。螺紋滾壓應該在熱處理之后進行。相反,車削和磨削卻可以在硬化前也可以在硬化后進行,讓金屬矩陣產生所需要的形狀并且讓金屬微粒結構幾乎保持原封不動。
     
    軸向螺紋滾壓
     
    根據機床類型以及要制造的螺紋類型,車間可以選擇若干螺紋滾壓配置。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。一般的軸向滾輪頭加工范圍為直徑0.06~9英寸。
     
    軸向滾輪頭通常安裝在車削中心轉塔刀套之一中。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加以啟動。
     
    滾輪在軸向頭上布置為允許毛坯通過,這樣就可以形成比滾輪寬度更長的螺紋。這些滾輪頭上開始的一些螺紋是遞進的,就象絲錐或拉刀一樣,并且需要在工件毛坯上有一條棱??梢杂幂^短的遞進過程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力的影響。
     
        切向螺紋滾壓
     
    顧名思義,切向滾輪架通過從側面接近工件毛坯而形成螺紋。切向滾輪架有時候稱作側面滾壓或橫向滑動架,設計用于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中的工件中。切向滾壓需要機械或伺服進給。無法手動操作這些滾輪。
     
    輥子與工件毛坯直徑進行方形、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???,會產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15~30轉后產生一個完整的螺紋。這種螺紋滾輪的優點是可以在非??拷绮炕蚱渌ぜ卣鞯那懊婊蚝竺嫘纬陕菁y(在一個螺紋內,有時候更少)。
     
    切向滾輪只在滾輪寬度內滾壓螺紋。fette的切向輥子工作寬度范圍為0.61~1.59英寸。這些滾輪被推薦用于愛克米及梯形螺紋,因為所需要的力超出了工夾的設計極限。
     
    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。在平坦一側開始淺淺的螺紋形狀,在另一側形成完整的形狀。
     
    工夾上的一個“三輥子”式徑向架,用找正的平坦部分來形成間隙開口。這樣工件毛坯可以定位成在輥子和成品螺紋零件之間退出而不損壞螺紋。“兩輥子”式滾輪架采用相同的原理。
     
    從內部來看,輥子通過釋放附在旋轉離合器上的張力彈簧而產生運動。一旦釋放,工件或滾輪單元的旋轉就會繼續偏心輥子的向前運動,直至工件毛坯的轉矩使離合器彈簧復位為止。
     
    徑向螺紋滾壓頭的工作范圍為直徑1/16~2½英寸。與切向滾壓頭一樣,螺紋長度不能超出螺紋滾輪的寬度。
     
    優點:
     
    螺紋滾壓需要在滾輪架和滾輪方面進行刀具投資,這種投資比單點螺紋切削刀片要高。然而,對于涉及硬化材料、較高表面光潔度、表面一致性以及較高生產量的應用場合,長遠來看螺紋滾壓技術可能具有更高的性價比。此外,由于滾輪架也可以在配備單點螺紋加工功能的cnc車削中心上使用,因此螺紋滾壓可以根據應用場合的需要而靈活地加以應用,依據工件實際情況決定正確的刀具。
     
    螺紋滾壓的優點是﹕表面粗糙度小于車削﹑銑削和磨削﹔滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強度和硬度﹔材料利用率高﹔生產率比切削加工成倍增長﹐且易于實現自動化﹔滾壓模具壽命很長。但滾壓螺紋要求工件材料的硬度不超過hrc40﹔對毛坯尺寸精度要求較高﹔對滾壓模具的精度和硬度要求也高﹐制造模具比較困難﹔不適于滾壓牙形不對稱的螺紋。


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