滚压螺纹加工工艺科普:什么是滚压螺纹?
我们日常见到五金店售卖的自攻螺丝、自行车花鼓的传动螺杆、汽车发动机里的紧固螺栓,这些用量大、对强度要求高的螺纹零件,大多不是通过传统车削、铣削加工出来的,而是通过滚压螺纹工艺制成的。那到底什么是滚压螺纹?它又有什么特别之处呢?
根据机械制造工艺定义,滚压螺纹是一种无切屑的螺纹加工工艺,属于塑性变形加工范畴:它依靠专用滚压工具对工件毛坯施加稳定压力,让毛坯表面金属产生塑性变形,挤压出符合设计要求的螺纹牙型,和传统去除材料的切削螺纹工艺有本质区别。按照行业资料,滚压螺纹可加工的螺纹直径范围从0.3mm到150mm,既可以加工硬度120 ~ 340HB的钢材,也能加工各类有色金属、合金工件,适用性非常广。
滚压螺纹常见工艺按照进给方式可以分为三类,第一类是切向进给滚压法,最常见的就是搓丝板加工小螺丝,适合批量加工小直径的螺钉、螺柱,手动进料每分钟能加工30 ~ 50件,自动进料能达到每分钟上百件,效率非常高;第二类是径向进给滚压法,适合加工丝锥、螺纹量规、蜗杆这类精度要求较高的零件,最大能加工直径120mm的工件;第三类是轴向进给滚压法,专门用来加工长螺杆,比如传动用的梯形螺纹长杆就常用这类方法加工。目前常用的滚压工具主要有搓丝板、滚丝轮两类,都有对应的国家标准规范生产。
和传统切削螺纹相比,滚压螺纹的优势十分明显:首先,滚压出来的螺纹牙型是塑性变形形成的,金属内部纤维组织没有被切断,因此螺纹整体强度更高,表面硬度和耐磨性更好,使用寿命比切削螺纹更长;其次,滚压螺纹不产生切屑,原材料利用率更高,更加节能环保,大批量生产时综合成本比切削加工低很多;滚压螺纹的精度也足够优异,最高可以达到5级精度,表面粗糙度也远优于普通切削加工,能满足大多数工业场景的需求。
如今滚压螺纹已经成为标准件、高强度螺纹零件生产的主流工艺,支撑着五金、汽车、工程机械等多个行业的大批量生产,是现代机械加工里不可或缺的重要工艺。
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