螺栓和@@螺钉是紧固件@@使用最多@@、批量也最大的外螺纹件@@@@,其最常见的加工方法一般为滚压和@@切削加工@@。
最常用的切削加工方法是车削@@、铣削和@@套丝@@,其中车削螺纹是最易实现的且效率较高@@,也适用于各种材料@@、规格和@@精度紧固件@@的加工@@。
但由于切削加工是将材料的多余部分切除而获得的螺纹牙型@@,加工中金属流线被切断@@(图@@1所示@@),得到的螺纹通常强度都不是很高@@,其疲劳寿命也有限@@。故这种方法并不适用于批量大@@、性能要求高的航空航天外螺纹紧固件@@@@。
航空航天螺栓及螺钉最常用的螺纹加工方法是滚制@@,且大量使用于高强度紧固件@@@@,在相关@@的航空航天紧固件@@标准中@@,一般都对@@必威娱乐 明确要求螺纹进行滚制@@。
其目的是使金属材料沿螺纹牙型重新分布@@,金属流线不被切断并在牙底处具有最大密度@@(图@@2所示@@),使得螺纹紧固件@@的抗拉能力和@@抗疲劳断裂的能力大大提高@@。
同时@@,滚压螺纹@@也是螺纹加工中效率最高的方法之一@@。因而在实际生产中@@,滚压螺纹@@的加工方式应用最为广泛@@。
图@@1 车削螺纹金属流线@@ 图@@2 滚制螺纹金属流线@@
滚压螺纹@@是一种冷作加工方法@@,是使金属产生塑性变形而形成螺纹@@。它可以滚压直径大小不等的@@外螺纹@@,具有生产效率高@@、螺纹表面粗糙度细@@、螺纹强度和@@表面硬度高等特点@@,能充分保证零件@@的力学性能@@,因而是紧固件@@和@@所有机械行业中应用最为广泛的螺纹加工方法@@。
与切削螺纹相比@@,滚压螺纹@@有以下优点@@:
· 材料利用率高@@,紧固件@@采用滚压螺纹@@比车削螺纹可节省@@10%~25% 的材料@@;
· 螺纹表面能获得很细的表面粗糙度@@,最差时表面粗糙度也能达到@@Ra3.2μm。滚压螺纹@@比车削螺纹平均表面粗糙度要高@@3个等级@@@@,表面粗糙度细化能有效提高紧固件@@的疲劳极限@@;
· 螺纹强度和@@表面硬度均有提高@@。当滚压螺纹@@时材料变形造成金属晶粒产生滑移时@@,金属的纤维未被切断并使螺纹牙型表面材质更为致密@@,这种金属流线在螺纹底部达到最密@@,加上冷作硬化的作用@@,使得滚压螺纹@@的硬度及耐磨性有较大提高@@(图@@3所示@@),抗拉强度可以提高@@20%~30%,疲劳强度可以提高@@20%~40%;
图@@3 滚制螺纹表面硬度分布@@
· 经济效益高@@。滚压螺纹@@基本上是自动和@@半自动化生产@@,生产率很高@@,搓制小规格螺纹紧固件@@且自动送料时其加工速度可达@@120 件@@/min 以上@@,手送料时滚丝加工最快也可达@@30 件@@/min 的效率@@。滚压螺纹@@用的搓丝板@@、滚丝轮等工具使用寿命平均可达万件@@以上@@@@,大批量生产时工具费用很低@@;
· 属于无切削加工@@,环境和@@工件@@易保持清洁@@,工人劳动强度低@@。鉴于螺纹滚压加工的众多优点@@,因而在能够进行滚压加工的情况下@@,紧固件@@外螺纹应尽量采用这种高效@@、高质量的加工方法@@。
滚制螺纹最常见的两种加工方式@@:
1、滚丝轮滚压螺纹@@@@
滚丝轮是一个多线螺纹的圆柱形滚轮@@,一般为两个为一副@@,其工作原理如图@@@@4所示@@,滚丝轮的螺纹旋向与被滚压螺纹@@的螺纹旋向相反@@,但螺纹升角相同@@,加工时的主要工艺参数为滚压速度@@、滚丝轮的进给速度@@、滚压时间@@、滚压力等@@。所用的刃具如图@@@@5所示@@。
图@@4 滚丝轮滚压螺纹@@@@原理@@ 图@@5 滚丝轮实物图@@@@
2、搓丝板滚压螺纹@@@@
搓丝板滚压螺纹@@@@的原理与滚丝轮相同@@,只不过所用的工具及运动方式不同@@。搓丝板由一块静板和@@一块动板组成一幅@@,其工作原理如图@@@@6所示@@,加工时的主要工艺参数为滚压速度@@、滚压力等@@。所用的刃具如图@@@@7所示@@。
图@@6 搓丝板滚压螺纹@@@@原理@@ 图@@7 搓丝板实物图@@@@
航空航天紧固件@@螺纹滚压加工的特点@@:
航天紧固件@@常用的材料@@大部分为难加工材料@@,或有特殊性能要求@@。因此在滚压这些紧固件@@的螺纹时需要采取某些特殊控制措施@@。航空航天紧固件@@一般有以下技术要求和@@特点@@:
· 螺纹一般在热处理强化后滚压@@,以保证最终产品@@保持具有高强度@@、高抗疲劳性的金属流线和@@表面强化效果@@;
· 要求具有较短和@@均匀过渡的螺纹首尾@@,以保证在有效的螺纹长度基础上提高强度@@;
· 要求一次滚压成型@@,防止重复滚压可能造成的螺纹缺陷@@;
· 螺纹外径在允许偏差范围内应尽量小@@,保证以最小的滚压变形量得到合格的螺纹@@,防止过渡挤压造成内部缺陷@@;
· 精度较高@@,一般不低于@@5h 级@@,MJ 和@@UNJ 螺纹中径精度一般为@@4h、3A 级@@;
· 对于超高强度紧固件@@以及材料常温塑性较差的紧固件@@@@,应采用温滚压的加工方式进行@@,以提高材料的延伸率@@,提高滚压模具的寿命@@,降低螺纹出现裂纹的几率@@。目前常见的温加工方式有温滚丝@@、温搓丝@@。