螺紋滾壓的優(yōu)勢(shì)
一般而言，最適合滾壓的材料很難切削，反之亦然。螺紋滾壓依賴(lài)于基材的塑性 - 即基材的變形能力，以便永久地將滾輪的形狀壓在工件的坯件中。被切削材料良好的塑性通常會(huì)導(dǎo)致形成膠質(zhì)切屑，并在刀具上形成積屑瘤。例如鑄鐵沒(méi)有合適的流動(dòng)特性，因此不適合進(jìn)行螺紋滾壓加工。在螺紋滾壓操作中，在工件的軸向、切向或徑向安裝一個(gè)滾輪架。盡管每種滾輪架都采用相同的基本操作原理，但不同的螺紋加工應(yīng)用場(chǎng)合需要采用不同的方式接近工件毛坯。本文在后面將詳細(xì)介紹兩種種螺紋滾壓方式。假定工件材質(zhì)滿足滾壓的屈服和流動(dòng)要求，則滾壓過(guò)程與螺紋切削相比具有若干優(yōu)點(diǎn)。與其它生產(chǎn)方法相比，滾壓加工出來(lái)的螺紋物理特性得到提高。在螺紋滾壓過(guò)程中采用的是冷作業(yè)，這樣與切削操作相比就增加了拉伸強(qiáng)度，并提高了表面光潔度。與許多冷加工操作一樣，工件毛坯的金屬矩陣最初通過(guò)模具的作用力而壓縮，從而進(jìn)行塑性屈服，并產(chǎn)生出模具的形狀。螺紋滾壓操作方式在很大程度上與此相同。螺紋滾壓頭中滾輪的形狀會(huì)在工件毛坯中形成螺紋形狀。
母材的壓縮導(dǎo)致因金屬矩陣的壓縮而引起工件硬化。它會(huì)在螺紋中產(chǎn)生疲勞阻力。這種硬化的狀態(tài)是該工藝的一部分，因此隨后對(duì)滾壓螺紋進(jìn)行的任何熱處理過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生退火效應(yīng)。螺紋滾壓應(yīng)該在熱處理之后進(jìn)行。相反，車(chē)削和磨削卻可以在硬化前也可以在硬化后進(jìn)行，讓金屬矩陣產(chǎn)生所需要的形狀并且讓金屬微粒結(jié)構(gòu)幾乎保持原封不動(dòng)。
材料的可滾壓性
成功的螺紋滾壓取決于若干應(yīng)用參數(shù)。在這些參數(shù)中有待滾壓螺紋的類(lèi)型、大徑、節(jié)距和齒根深度等。螺紋滾壓另外還要考慮的方面包括毛坯的壓延性以及冷流動(dòng)性等。
母材的壓縮導(dǎo)致因金屬矩陣的壓縮而引起工件硬化。它會(huì)在螺紋中產(chǎn)生疲勞阻力。這種硬化的狀態(tài)是該工藝的一部分，因此隨后對(duì)滾壓螺紋進(jìn)行的任何熱處理過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生退火效應(yīng)。螺紋滾壓應(yīng)該在熱處理之后進(jìn)行。相反，車(chē)削和磨削卻可以在硬化前也可以在硬化后進(jìn)行，讓金屬矩陣產(chǎn)生所需要的形狀并且讓金屬微粒結(jié)構(gòu)幾乎保持原封不動(dòng)。
材料的可滾壓性
成功的螺紋滾壓取決于若干應(yīng)用參數(shù)。在這些參數(shù)中有待滾壓螺紋的類(lèi)型、大徑、節(jié)距和齒根深度等。螺紋滾壓另外還要考慮的方面包括毛坯的壓延性以及冷流動(dòng)性等。
在進(jìn)行滾壓螺紋時(shí)，通過(guò)移動(dòng)母材來(lái)將螺紋形狀壓到工件毛坯中。這種移動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是螺紋齒根深度。隨著滾輪把將形成根部的材料錯(cuò)位，材料將從徑向和軸向由根部流出。
由滾輪的位置將螺紋節(jié)徑保持在預(yù)定尺寸，因此錯(cuò)位的材料實(shí)際上延長(zhǎng)了工件毛坯。依據(jù)被滾壓螺紋的尺寸和形狀而定，與螺紋車(chē)削或切削相比，螺紋滾壓可以節(jié)省15～20%的材料。在大批量生產(chǎn)中，這個(gè)數(shù)據(jù)就意味著很大一批原材料。
由于螺紋外徑與工件毛坯具有非常密切的關(guān)系，因此毛坯直徑一定要非常精確。材料流動(dòng)率是根據(jù)指定的毛坯直徑及變化率計(jì)算的。超出或低于該直徑都將加工出不合格的螺紋。
材料尺寸過(guò)低將無(wú)法完全流進(jìn)滾輪拉絲模。毛坯尺寸過(guò)大將對(duì)滾輪和滾輪架施加不必要的壓力，從而可能導(dǎo)致螺紋滾壓?jiǎn)卧獡p壞。
螺紋滾壓的成功在很大程度上與要形成的形狀有關(guān)。產(chǎn)生的大多數(shù)螺紋是依據(jù)60°統(tǒng)一或類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)形成的，這些都很容易滾壓。用于加工這些形狀的大多數(shù)滾輪都具有比較尖銳的齒頂，通常帶有圓弧刃來(lái)幫助拉絲模穿透材料。這些螺紋的角度，在每個(gè)齒側(cè)面上為30°，保證了使材料在軸向和徑向以一種可控而預(yù)定的方式進(jìn)行流動(dòng)時(shí)所需要的作用力。
也可以滾壓愛(ài)克米螺紋(頂角為29°的英制梯形螺紋)及蝸桿螺紋，但是相對(duì)較高的材料錯(cuò)位量以及材料必須移動(dòng)的距離，有可能在齒側(cè)面產(chǎn)生卷層。這些類(lèi)型螺紋的可滾壓性可以通過(guò)改變螺紋根部配置 - 從平底改為圓弧狀 - 而改善。螺紋滾壓還可以應(yīng)用在壓力拋光、壓花中，在某些情況下還可以用在型鍛操作中。
軸向螺紋滾壓
根據(jù)機(jī)床類(lèi)型以及要制造的螺紋類(lèi)型，車(chē)間可以選擇若干螺紋滾壓配置。軸向螺紋滾輪從車(chē)削中心尾座端部開(kāi)始，沿工件毛坯中心線移動(dòng)，從而形成螺紋。一般的軸向滾輪頭加工范圍為直徑0.06～9英寸。
根據(jù)機(jī)床類(lèi)型以及要制造的螺紋類(lèi)型，車(chē)間可以選擇若干螺紋滾壓配置。軸向螺紋滾輪從車(chē)削中心尾座端部開(kāi)始，沿工件毛坯中心線移動(dòng)，從而形成螺紋。一般的軸向滾輪頭加工范圍為直徑0.06～9英寸。
軸向滾輪頭通常安裝在車(chē)削中心轉(zhuǎn)塔刀套之一中。一次走刀可以將3個(gè)(或最多6個(gè))滾輪進(jìn)給到毛坯上，并通過(guò)工件毛坯的旋轉(zhuǎn)加以啟動(dòng)。
滾輪在軸向頭上布置為允許毛坯通過(guò)，這樣就可以形成比滾輪寬度更長(zhǎng)的螺紋。這些滾輪頭上開(kāi)始的一些螺紋是遞進(jìn)的，就象絲錐或拉刀一樣，并且需要在工件毛坯上有一條棱。可以用較短的遞進(jìn)過(guò)程一直加工到肩部或其它工件特征之前，但是滾輪的壽命有可能受額外應(yīng)力的影響。
螺紋滾壓可以用于在工件毛坯中形成多種形狀。
