全麵了解（jiě）機械（xiè）設計數控加工中的滾壓螺紋

它是機械工程中常見的連接方（fāng）式，也是機械設計中基本而必要的元素。設（shè）計人員必須全麵學習和掌握螺紋，不僅要正確合理地選擇螺紋，還要了解螺（luó）紋的加工方法和工藝（yì），以解（jiě）決生產中可能遇到（dào）的（de）問題。今天，我們來談談滾（gǔn）絲。

滾壓螺紋簡介

滾壓是利用（yòng）成型滾壓模（mó）具使工件發生塑性變形以獲得螺紋的加工方法。與切削（xuē）法（fǎ）相比，它不是通過去除金屬來形成所需（xū）要（yào）的輪廓，而（ér）是按照輥式拉絲（sī）模的鏡像來形（xíng）成螺紋，這是一種非切削螺紋成型工藝。

滾壓螺紋時，滾壓模通過移動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（liào），材料將從根部沿（yán）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（hé）切削螺紋的材料顯微組織變（biàn）化。

滾壓主要用於加工外螺紋。加工前，毛坯的直徑應大致等於螺紋的中（zhōng）徑。對於高精度螺紋，毛坯直徑的選擇應根據材料性能計算和工藝試驗確定，如果直徑超（chāo）過或低於合適的（de）直徑，將（jiāng）加（jiā）工（gōng）不合格（gé）的螺紋。如果坯料外徑過小，就不能完全流入輥模；毛坯（pī）尺寸過大會對軋輥和輥架產生不必要的壓力，可能導致滾（gǔn）絲設（shè）備（bèi）損壞（huài）。

滾絲多為60°齒（chǐ）頂角的（de）螺紋，使用的滾絲輪（lún）齒尖鋒利，通常帶有圓弧邊，以利於物料的穿透。每個齒（chǐ）側為30°，這確保了（le）當材料在軸向和徑向（xiàng）上以可（kě）控和預（yù）定的方式流動時所需（xū）的力。看看下麵（miàn）這個視頻。很（hěn）直觀。

滾絲法

根據滾絲模具的不同，滾絲（sī）分為滾（gǔn）絲和滾（gǔn）絲（sī）兩種。

搓絲（sī）

兩個帶螺紋齒的滾絲板以1/2節（jiē）距交錯排列，靜板固定，動板沿平行於靜板的（de）往複直線運（yùn）動。當工件在兩個板之間進（jìn）給時，移動板向前移動（dòng）並（bìng）摩擦工件，使得其表麵塑性變形以形成螺紋。

滾（gǔn）絲是在裝有自動開合滾絲頭的滾（gǔn）絲機或自動車床上進（jìn）行的。適用於標準緊固件外螺紋（wén）及其他螺紋連（lián）接件的批量生產（chǎn），效率相當高，達到每分鍾50個螺紋。用這種方（fāng）法加工的（de）螺紋一般（bān）外徑小於25毫米，長度小於100毫米。

根據進（jìn）料方式的不同，滾絲可分為三種形式:

軸向螺紋滾壓

軸向（xiàng）螺紋滾（gǔn）輪從車（chē）削中心的尾座端部開始，沿著工（gōng）件毛坯的中心線運動，從（cóng）而形成螺紋。一般軸向滾子的加（jiā）工範（fàn）圍是直徑1.5 ~ 228 mm。

軸向滾子通常安裝在車削中心的一個轉塔套筒中。三個(或最多六個)輥可以在一次進給中被（bèi）進給到坯料，並且通過工件坯料的旋（xuán）轉來啟動。輥的布置允許坯料（liào）通過，從而可以（yǐ）形成比輥的寬度更長的（de）線。這（zhè）些滾（gǔn）子上的一些初始螺紋是漸進的，就像絲錐或拉刀一（yī）樣，可以加工到肩部或其他工件特征，但滾子的使用壽命可（kě）能會受到額外應力的（de）影響。

切（qiē）向螺紋滾（gǔn）壓

顧名思義，切向（xiàng）滾輪架通（tōng）過從側（cè）麵接近工件毛坯來形成螺紋。切（qiē）向輥架有時也叫側滾或橫滑架，以可控的進給速度通過推壓來滾絲。每次，兩個固定（dìng）的平行輥同時進入旋轉的工件。切向軋製需要機械或伺（sì）服進給，不能（néng）手動操作。與（yǔ）工（gōng）件毛坯直徑切向接觸，從而迫（pò）使材料均勻流動，形成滾輪（lún）拉絲模的形狀。這種成（chéng）型過（guò）程非常快，從而產生沒有毛刺的精確輪廓。工作時，切向滾子在工件毛坯旋轉15° ~ 30°後產生（shēng）一個完整的螺紋。這種滾（gǔn）絲器的優點是即使（shǐ）螺紋（wén）兩端有台（tái）肩也可以加工。切向輥僅在輥的寬度範（fàn）圍內滾動線。

徑向螺（luó）紋（wén）滾壓（yā）

第三種螺紋滾（gǔn）子是徑向滾子架。它使（shǐ）用兩個（gè）或三個輥在工件坯料的一次旋轉中形（xíng）成螺（luó）紋。這種螺紋（wén）滾子上的滾子通過偏心磨削，從每個（gè）滾子上的一個平麵部分開始，逐漸完成螺紋形狀。在平的一側開（kāi）始一個淺的螺紋形狀，在另一側形成一個完整的形狀。“三輥”徑向框架使用對（duì）齊的平坦（tǎn）部分來（lái）形成間隙開口，使得工件毛坯可（kě）以在不損壞螺紋的（de）情況下從輥和完成的螺紋部分之間退出。

徑向螺紋滾子（zǐ）的工（gōng）作範圍是直徑1.5 ~ 63.5毫（háo）米。像切向滾壓頭一（yī）樣，螺（luó）紋長度不能超過螺紋輥的寬度。

滾絲的利弊

與其他加工（gōng）方法相（xiàng）比，滾壓加工的螺紋力學性能有所提高。滾絲工藝采（cǎi）用（yòng）冷加工，與切削（xuē）相比，增加了抗拉強度（dù），提高了表（biǎo）麵光潔度（dù）。軋輥的壓縮作用實際上延長了工件毛坯（pī），與車削（xuē）或切削相比，滾絲可節省15% ~ 20%的材料。在大規模生產中，意味著可以（yǐ）節省大量的原材料。因此，滾絲的優點是:

1.螺紋表麵粗糙度小於車、銑、磨；

2.由於冷淬，滾壓後螺紋表麵的強度和硬度得到提高；

3.材料利用（yòng）率高；

4.生產率比切割提高一倍，易於（yú）實現自動化。滾壓模使用壽命長，可重複使用。

滾絲的缺點如下（xià）:

1.基（jī）底材料（liào）的壓縮導致加工硬化並降低螺紋的疲勞壽命；

2.材質有局限性，滾絲硬度要求材質不能超過HRC40；

3.對毛坯尺寸精度要求高；

4.滾（gǔn）壓模的精度和硬度也高，模具製造難度大；

5.不適合軋製齒形不對稱的螺紋。

總結:滾（gǔn）絲有自己的優點，也有不可避免的缺陷。滾壓可以大大提高螺紋的（de）抗拉強度，但是螺紋中的加工應力降低了螺紋的疲勞壽命。因此，在選擇螺紋的（de）加工方法時，應綜合考慮螺紋的應用場（chǎng）合和受力特點等各種因素，根（gēn）據實際需要選擇（zé）合理的工藝。