全（quán）麵了（le）解機械設計數控加工中的滾壓螺紋

它是機械工程中常見的（de）連接方式，也（yě）是機械設計中基本而必要的元（yuán）素。設計人員必須全（quán）麵（miàn）學（xué）習和（hé）掌握（wò）螺紋，不僅要正確合理地選擇螺（luó）紋，還要了解螺（luó）紋（wén）的加工方法和工藝，以解決生產中可能遇（yù）到的問題（tí）。今天，我們來談談滾絲（sī）。

滾壓螺紋（wén）簡介

滾壓是利用成型滾壓模具使工（gōng）件發生塑性（xìng）變形以獲得螺紋的加（jiā）工方法。與切（qiē）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（de）鏡像來形成螺紋，這是一種非切削螺紋成型工藝。

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

滾壓主要用於加工外螺紋。加（jiā）工前，毛（máo）坯（pī）的直（zhí）徑應大（dà）致等於螺紋的中徑。對於（yú）高精（jīng）度螺紋，毛坯直（zhí）徑（jìng）的選擇應根據材料（liào）性能計算和工藝試驗確定，如果直徑超過或低於合適的直徑，將加工不合格的螺紋。如果坯（pī）料外徑過小，就不（bú）能完全流入（rù）輥模；毛坯尺寸過大（dà）會對軋輥和輥架產生不必要的壓力，可能導致（zhì）滾絲設備損壞。

滾絲多為60°齒頂角的螺紋（wén），使用的滾絲輪齒尖鋒利，通常（cháng）帶有圓弧邊，以利於物料的（de）穿透。每個齒側（cè）為30°，這確保（bǎo）了當材料在軸向（xiàng）和徑向上以可控和預定的方式流（liú）動時所需的力。看看下麵這個視頻。很直觀。

滾絲法

根據滾絲模具的不同，滾絲分（fèn）為滾（gǔn）絲和（hé）滾絲兩種。

搓絲

兩（liǎng）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（yú）靜板的往複直線運動。當（dāng）工件在（zài）兩個板之間進給時，移動板向前（qián）移動並摩擦工件，使得其表麵（miàn）塑性（xìng）變形以形成（chéng）螺紋（wén）。

滾（gǔn）絲是在裝有（yǒu）自動開合滾絲頭的滾絲機或自動車床上進行（háng）的。適用於標準緊固件（jiàn）外螺紋及其他螺紋連接件的批量生產，效（xiào）率相當高，達到每分鍾50個（gè）螺紋（wén）。用這（zhè）種方法加工的螺（luó）紋一（yī）般外徑小於25毫米，長度小（xiǎo）於100毫米（mǐ）。

根（gēn）據進料方式的不同，滾絲可分為三種形式（shì）:

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（yán）著工件毛坯的中心線運動，從而形成螺紋。一般（bān）軸向滾子的加（jiā）工範圍是直徑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（huò）最多六個)輥可以在一次進給中被進給到坯料，並且通過工件坯料的旋轉來啟（qǐ）動。輥的布置允許坯料通過，從而可以形成比輥的寬度（dù）更長的（de）線。這些滾子上的一些初始螺紋是漸進的，就像絲錐或拉刀一樣（yàng），可（kě）以加工到肩部或其（qí）他（tā）工件特征，但滾子的使（shǐ）用（yòng）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（yì），切向滾輪架通過從側（cè）麵接近工件毛坯來形成螺紋。切（qiē）向輥架有時也叫側（cè）滾或橫（héng）滑架（jià），以可控的（de）進（jìn）給速度（dù）通（tōng）過推壓來滾絲。每次，兩個（gè）固定的平行輥同時進入旋轉的工件。切向軋製需要（yào）機械或（huò）伺服進給，不能手動操作。與工件毛坯（pī）直徑（jìng）切向接觸，從而迫使材料均勻流動，形成滾輪拉絲模的形狀（zhuàng）。這種（zhǒng）成型過程非（fēi）常快，從（cóng）而產生沒有毛刺的精確輪廓（kuò）。工作時，切向滾子在工件毛坯旋轉（zhuǎn）15° ~ 30°後產生一個完整的螺紋。這種滾絲器的優點是即使螺紋兩端有台肩也可以加工。切（qiē）向輥僅在輥的寬度範圍內滾動線。

徑向螺紋滾壓

第三種螺紋滾子（zǐ）是徑向滾子架。它（tā）使用兩個或三個輥在（zài）工件坯料的一次旋轉中形成螺紋。這種（zhǒng）螺（luó）紋滾子上的滾子通過偏心磨削，從每個滾（gǔn）子上的一個平麵部分開始，逐漸（jiàn）完成螺紋形狀。在平的一側開始一個淺的螺紋形狀，在另一側形（xíng）成一個完整的形狀。“三輥”徑向框架使用對齊（qí）的平坦部分來形成間（jiān）隙開口，使得工件毛坯可以在不損壞螺紋的情況下從輥（gǔn）和完成的螺紋部（bù）分之間退出。

徑向螺紋（wén）滾子的工作範圍是（shì）直徑1.5 ~ 63.5毫米。像切向滾壓頭一樣，螺紋長度不（bú）能超過螺紋輥的寬度（dù）。

滾絲的利弊

與其他加工方法相比，滾壓加工的螺紋力學性能有所提高（gāo）。滾絲工藝采用冷加工，與切削相（xiàng）比，增加了抗拉強度，提高了表麵光潔度。軋輥的壓縮作用實際上延長了工件毛（máo）坯，與車削或切削相比，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（luó）紋表麵的強（qiáng）度（dù）和硬度得到提高（gāo）；

3.材料利用率高；

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

滾絲的缺點（diǎn）如下:

1.基底材料的壓縮導致加工硬化並降低螺紋的疲勞（láo）壽命；

2.材質有局限性，滾絲硬度要求材質不能（néng）超過HRC40；

3.對毛坯尺寸（cùn）精度要（yào）求高；

4.滾壓模的精（jīng）度和硬度也高，模具製造難度大；

5.不適合軋（zhá）製齒形不對稱的螺紋。

總結:滾絲有自己的（de）優點（diǎn），也有不可避免的缺陷。滾（gǔn）壓可以大大提高螺紋的抗拉強度，但是螺紋中的加工應（yīng）力降低了螺紋的疲勞壽命。因（yīn）此，在選（xuǎn）擇螺紋的加工方法時，應綜合考（kǎo）慮螺紋的應用場合和受力特點等各種因素（sù），根據實際需要選擇合理的工（gōng）藝。