它是機(jī)械工程中常見的連接方式，也是機(jī)械設(shè)計(jì)中基本而必要的元素。設(shè)計(jì)人員必須全面學(xué)習(xí)和掌握螺紋，不僅要正確合理地選擇螺紋，還要了解螺紋的加工方法和工藝，以解決生產(chǎn)中可能遇到的問題。今天，我們來談?wù)劃L絲。

滾壓螺紋簡介

滾壓是利用成型滾壓模具使工件發(fā)生塑性變形以獲得螺紋的加工方法。與切削法相比，它不是通過去除金屬來形成所需要的輪廓，而是按照輥式拉絲模的鏡像來形成螺紋，這是一種非切削螺紋成型工藝。

滾壓螺紋時(shí)，滾壓模通過移動(dòng)基材將螺紋形狀壓入工件毛坯。隨著輥移動(dòng)形成根部的材料，材料將從根部沿徑向和軸向流出，工件坯料將形成螺紋形狀。下圖為滾壓螺紋和切削螺紋的材料顯微組織變化。

滾壓主要用于加工外螺紋。加工前，毛坯的直徑應(yīng)大致等于螺紋的中徑。對于高精度螺紋，毛坯直徑的選擇應(yīng)根據(jù)材料性能計(jì)算和工藝試驗(yàn)確定，如果直徑超過或低于合適的直徑，將加工不合格的螺紋。如果坯料外徑過小，就不能完全流入輥模；毛坯尺寸過大會對軋輥和輥架產(chǎn)生不必要的壓力，可能導(dǎo)致滾絲設(shè)備損壞。

滾絲多為60°齒頂角的螺紋，使用的滾絲輪齒尖鋒利，通常帶有圓弧邊，以利于物料的穿透。每個(gè)齒側(cè)為30°，這確保了當(dāng)材料在軸向和徑向上以可控和預(yù)定的方式流動(dòng)時(shí)所需的力?？纯聪旅孢@個(gè)視頻。很直觀。

滾絲法

根據(jù)滾絲模具的不同，滾絲分為滾絲和滾絲兩種。

搓絲

兩個(gè)帶螺紋齒的滾絲板以1/2節(jié)距交錯(cuò)排列，靜板固定，動(dòng)板沿平行于靜板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件在兩個(gè)板之間進(jìn)給時(shí)，移動(dòng)板向前移動(dòng)并摩擦工件，使得其表面塑性變形以形成螺紋。

滾絲是在裝有自動(dòng)開合滾絲頭的滾絲機(jī)或自動(dòng)車床上進(jìn)行的。適用于標(biāo)準(zhǔn)緊固件外螺紋及其他螺紋連接件的批量生產(chǎn)，效率相當(dāng)高，達(dá)到每分鐘50個(gè)螺紋。用這種方法加工的螺紋一般外徑小于25毫米，長度小于100毫米。

根據(jù)進(jìn)料方式的不同，滾絲可分為三種形式:

軸向螺紋滾壓

軸向螺紋滾輪從車削中心的尾座端部開始，沿著工件毛坯的中心線運(yùn)動(dòng)，從而形成螺紋。一般軸向滾子的加工范圍是直徑1.5 ~ 228 mm。

軸向滾子通常安裝在車削中心的一個(gè)轉(zhuǎn)塔套筒中。三個(gè)(或最多六個(gè))輥可以在一次進(jìn)給中被進(jìn)給到坯料，并且通過工件坯料的旋轉(zhuǎn)來啟動(dòng)。輥的布置允許坯料通過，從而可以形成比輥的寬度更長的線。這些滾子上的一些初始螺紋是漸進(jìn)的，就像絲錐或拉刀一樣，可以加工到肩部或其他工件特征，但滾子的使用壽命可能會受到額外應(yīng)力的影響。

切向螺紋滾壓

顧名思義，切向滾輪架通過從側(cè)面接近工件毛坯來形成螺紋。切向輥架有時(shí)也叫側(cè)滾或橫滑架，以可控的進(jìn)給速度通過推壓來滾絲。每次，兩個(gè)固定的平行輥同時(shí)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的工件。切向軋制需要機(jī)械或伺服進(jìn)給，不能手動(dòng)操作。與工件毛坯直徑切向接觸，從而迫使材料均勻流動(dòng)，形成滾輪拉絲模的形狀。這種成型過程非常快，從而產(chǎn)生沒有毛刺的精確輪廓。工作時(shí)，切向滾子在工件毛坯旋轉(zhuǎn)15° ~ 30°后產(chǎn)生一個(gè)完整的螺紋。這種滾絲器的優(yōu)點(diǎn)是即使螺紋兩端有臺肩也可以加工。切向輥僅在輥的寬度范圍內(nèi)滾動(dòng)線。

徑向螺紋滾壓

第三種螺紋滾子是徑向滾子架。它使用兩個(gè)或三個(gè)輥在工件坯料的一次旋轉(zhuǎn)中形成螺紋。這種螺紋滾子上的滾子通過偏心磨削，從每個(gè)滾子上的一個(gè)平面部分開始，逐漸完成螺紋形狀。在平的一側(cè)開始一個(gè)淺的螺紋形狀，在另一側(cè)形成一個(gè)完整的形狀?！叭仭睆较蚩蚣苁褂脤R的平坦部分來形成間隙開口，使得工件毛坯可以在不損壞螺紋的情況下從輥和完成的螺紋部分之間退出。

徑向螺紋滾子的工作范圍是直徑1.5 ~ 63.5毫米。像切向滾壓頭一樣，螺紋長度不能超過螺紋輥的寬度。

滾絲的利弊

與其他加工方法相比，滾壓加工的螺紋力學(xué)性能有所提高。滾絲工藝采用冷加工，與切削相比，增加了抗拉強(qiáng)度，提高了表面光潔度。軋輥的壓縮作用實(shí)際上延長了工件毛坯，與車削或切削相比，滾絲可節(jié)省15% ~ 20%的材料。在大規(guī)模生產(chǎn)中，意味著可以節(jié)省大量的原材料。因此，滾絲的優(yōu)點(diǎn)是:

1.螺紋表面粗糙度小于車、銑、磨；

2.由于冷淬，滾壓后螺紋表面的強(qiáng)度和硬度得到提高；

3.材料利用率高；

4.生產(chǎn)率比切割提高一倍，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。滾壓模使用壽命長，可重復(fù)使用。

滾絲的缺點(diǎn)如下:

1.基底材料的壓縮導(dǎo)致加工硬化并降低螺紋的疲勞壽命；

2.材質(zhì)有局限性，滾絲硬度要求材質(zhì)不能超過HRC40；

3.對毛坯尺寸精度要求高；

4.滾壓模的精度和硬度也高，模具制造難度大；

5.不適合軋制齒形不對稱的螺紋。

總結(jié):滾絲有自己的優(yōu)點(diǎn)，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，但是螺紋中的加工應(yīng)力降低了螺紋的疲勞壽命。因此，在選擇螺紋的加工方法時(shí)，應(yīng)綜合考慮螺紋的應(yīng)用場合和受力特點(diǎn)等各種因素，根據(jù)實(shí)際需要選擇合理的工藝。