1.前言
螺母的加工方法很多 ,可用金属切削的方法进行加工,也可用金属塑性成形的方法 ,即挤压的方法进行加工。目前国内加工螺母的方法主要采用切削加工 ,即用丝锥攻制内螺纹。
在紧固件行业中 ,螺母丝锥是加工螺母内螺纹的惟一工具 ,同时它还能加工其他通孔的内螺纹。它基本上是以单支进行切削加工 ,可在螺母自动攻螺纹机上进行连续切削 ,生产效率高。
丝锥在攻螺纹过程中是半封闭式多刃薄切削过程 ,与车削螺纹相比 ,切削条件恶劣 ,切屑排出不畅 ,冷却润滑困难 ,丝锥与工件及切屑的摩擦大 ,产生大量切削热不能及时散出 ,因而丝锥更容易磨损和折断 ,并容易造成螺纹尺寸超差、表面粗糙度值高、“烂牙 ”、“折叠 ”等缺陷 ,影响产品质量。
挤压法制螺纹是利用金属材料的塑性变形来攻螺母内螺纹。挤压丝锥是通过材料的塑性变形挤压出螺纹的一种刀具。与 普通螺母丝锥相比 ,其切削部分是具有完整齿形的锥形螺纹 ,工作部分的端截面呈多棱形。挤压丝锥边旋转 ,边作相对轴向移动 ,挤入螺母坯件孔内 ,在一定压力下挤出内螺纹。挤压螺母丝锥见附图。
2.挤压丝锥的特点
(1)可得到高的螺纹精度与表面质量由于冷挤压成形 ,螺纹的金属纤维未被切断和组织的加工硬化 ,所以螺纹表面组织致密 ,强度、硬度和耐磨性均有所提高,又因其导向性好 ,螺纹表面又能被挤光 ,所以加工出的螺纹质量好。精度通常可达到 6H,表面粗糙度值可达 Ra =6. 3~1. 6 μm,甚至 Ra =0. 8 μm。
(2)丝锥寿命长由于是利用金属塑性成形加工螺纹,挤压丝锥无需开排屑槽 ,截面做成多棱形主要是为了减少挤压接触面 ,降低攻螺纹扭矩 ,丝锥截面大 ,强度高 ,能承受较大的扭矩 ,不易折断。同时其牙顶是个圆弧不易磨损 ,所以丝锥寿命长。其丝锥寿命加工钢时高于一般丝锥 5~10倍。
(3)生产率高挤压丝锥挤压内螺纹是一种无屑加工,所以不存在排屑、切屑阻塞及丝锥崩刃等问题 ,且挤压加工适宜高速成形 ,有利于形成高速生产 ,生产率高。
(4)丝锥制造较困难挤压丝锥制造较困难 ,润滑要求高。因此 ,挤压丝锥适于加工高精度内螺纹及强度较低、塑性较好的金属材料。如铜、铝、不锈钢、低碳钢等硬度低、塑性大的材料 ,还可用于一些韧性、塑性均较高的难切削加工材料如钛合金等的螺纹加工。特别是对加工不通孔螺纹 ,对强度、精度要求较高和表面粗糙度值较低的 M6以下的螺纹加工 ,以及薄板工件的不通孔或通孔螺纹加工 ,挤压丝锥效果更为显著。
(5)挤压丝锥对螺孔要求较高螺孔过大 ,基础金属量少 ,造成内螺纹小径过大 ,强度不够。螺孔过小 ,封闭挤压的金属无处可去 ,造成丝锥折断。
3.螺母攻螺纹机工作原理
紧固件行业中大多采用卧式攻螺纹机 ,分为凸轮进给式和弹簧进给式两种。工作时 ,操作者把一定数量的坯件倒入料斗内 ,通过进给部件中滑块的往复运动 ,便能进行自动排列。在运转中 ,丝锥既旋转又轴向移动 ,并使坯件在 V形槽板中移动以切削加工出螺纹。
4. 挤压丝锥及其他相关参数的确定
挤压丝锥挤压部分截面呈多棱形 , M6以下丝锥采用三棱形, M6以上制成四棱或六棱形。采用偶数,使受力对称,便于制造。挤压丝锥直径、螺距等参数,要求制造精度较高,其公差为普通丝锥的2/ 3~4/ 5。
(1)丝锥大径考虑挤压后孔的回缩,以及丝锥的磨损和制造公差等,挤压丝锥的大径应比普通丝锥大径稍有增大,一般约大0. 01 P (P为螺距)。
d =( D+0. 8ThD2) eisd/ 3
