淺談螺紋滾壓加工工藝

伍愛元 言玲

摘要：本文主要介紹了螺紋滾壓加工特點、加工原理、對刀法、坯料尺寸及結構、常見工藝問題及解決辦法。

關鍵詞：螺紋；滾壓；擠壓

一、 引言

螺紋加工有車螺紋、銑螺紋、滾壓螺紋、攻絲、套螺紋等各種工藝方法。車螺紋、攻絲、套絲等工藝方法是一種切削加工工藝，效率不高，但對操作者的技能要求卻很高，不利于大批量生產。而螺紋滾壓加工的工序操作簡單、生產率高、加工范圍廣。

螺紋的滾壓加工是一種無切屑的壓力加工，由于具有很多優(yōu)點，一些中小零件的機械切削加工逐漸被滾壓加工所取代，成為機械加工中的一種發(fā)展趨勢。滾壓螺紋的應用推進了制造業(yè)向精密精確、少能耗、無污染方向的發(fā)展，并成為綠色制造的重要組成部分。

二、 螺紋滾壓加工的特點

螺紋滾壓加工是一種較先進的無切屑冷擠壓工藝，滾壓螺紋的金屬纖維是連續(xù)的，而切削螺紋的金屬纖維是斷開的，因而滾壓螺紋具有如下優(yōu)點：加工螺紋的牙形飽滿，螺紋表面質量較好，表面粗糙度值較低；滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強度和硬度，特別是牙底表面硬度有很大提高；由于螺紋表面存在壓應力提高了螺紋的疲勞強度；加工效率比切削螺紋提高幾倍至幾十倍，易于實現(xiàn)自動化；滾壓螺紋是無屑加工，可節(jié)省原材料；可加工無法用切削方法加工的細長螺桿。正是由于滾壓螺紋具有以上優(yōu)點，因此螺紋滾壓加工得到廣泛應用。

三、 螺紋滾壓加工原理

其工作原理是：使用兩個帶有螺紋的滾絲輪來擠壓被加工的工件，使被加工的零件外圓表面產生塑性變形，金屬材料主要沿徑向向外流動，因為材料流動時要受到滾絲輪牙形的約束，所以形成所要加工螺紋（其中一輪作徑向進給運動）。

四、 螺紋滾壓加工坯料尺寸及結構的確定

毛坯直徑的經(jīng)驗計算公式為d=D-（0.66～0.7）P，D為螺紋大徑，實際工作中通常先按公差上限加工，經(jīng)過調試后，再最終確定毛坯的最終直徑。

如果毛坯直徑過大，會使?jié)L壓后的螺紋大于大徑或中徑尺寸，在螺紋大徑上形成擠裂現(xiàn)象，而且還會使?jié)L輪架、滾輪和支撐部分承受超負荷的滾壓力。如果毛坯直徑過小，會形成不完全滾壓狀態(tài)，加工毛坯不能完全進入滾絲輪，結果造成螺紋牙不完整，也不能同時滿足被加工螺紋大徑和中徑的加工尺寸要求。因此毛坯直徑一定要選擇合適，根據(jù)工件材質的不同，大批量加工時應先做一下試驗，確定合適的尺寸后再進行生產。

五、 螺紋滾壓加工的操作要領

1. 對刀：在滾壓加工前，要調整好兩滾絲輪的軸向和角向位置，即通過旋轉滾輪軸使兩滾絲輪的牙位相互錯半個螺距，這樣兩滾絲輪在工件上滾壓形成的螺紋才是重合的，否則兩滾絲輪在工件上滾壓形成的螺紋不重合，引起亂扣。實際操作時先在工件表面輕輕滾壓出一道印痕，檢查左右兩個滾絲輪滾壓出的印痕是否重合。

2. 調整尺寸：調節(jié)滾絲輪中心距離，使工件擠壓合適至能夠滾壓出合格的螺紋。兩輪中心距離到達預定尺寸后，動輪停止進給運動，繼續(xù)滾轉幾周對螺紋廓形進行修正后退出。

3. 檢驗：試加工時需用螺紋環(huán)規(guī)檢查螺紋質量是否合格，定好滾壓行程后即可進行滾壓。

六、 螺紋滾壓加工常見質量問題的原因與對策

故障類別產生質量問題的原因排除方法

螺紋中徑過大，螺紋大徑合格毛坯直徑過大減小毛坯直徑

中徑尺寸大而外徑小 活動主軸位置調整太遠，滾壓時間太短，滾壓壓力太低減小滾絲輪徑向距離，增加滾壓時間、增大滾壓壓力

中徑尺寸小而外徑大活動主軸位置調整太近，滾壓時間太長，滾壓壓力太高增大滾絲輪徑向距離，減小滾壓時間，減小滾壓時間，減小滾壓壓力

螺紋中徑合格，螺紋大徑過小毛坯直徑過小增大毛坯直徑

螺紋中徑合格，螺紋大徑過大毛坯直徑過大減小毛坯直徑

滾壓螺紋時工件向上跳出支撐塊過高或兩滾絲輪直徑不同調整支承塊高度，檢查滾絲輪外徑

工件的螺紋牙頂磨傷支撐面過低或支撐面太粗糙調整支承塊高度，檢查支承平面粗糙度

滾壓螺紋時產生細屑或鱗片沒對好刀或滾壓時間過長調整滾絲輪軸向距離，調整滾壓時間

螺紋中徑錐度超差兩滾絲輪軸線平行度誤差太大調整誤差

滾壓時工件過熱 主軸轉速過高，進給速度太快，滾壓壓力過大 調整滾絲輪轉速和進給速度，調整滾壓時間

七、 結論

螺紋的滾壓加工效率高、精度高、強度和疲勞強度高、表面質量好、材料利用率高，是一種前景非常好的工藝方法。

作者簡介：

伍愛元，湖南省株洲市，湖南鐵路科技職業(yè)技術學院；

言玲，湖南省株洲市，湖南省株洲市淞南中學。