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挤压丝锥


挤压丝锥
于建飞 15721749 导师:蔡明仪
。。

什么是挤压丝锥?

目 录 挤压丝锥加工螺纹
CONTENTS

的过程

挤压丝锥工艺分析 总结

挤压丝锥
挤压丝锥是利用 冷挤压技术加工 内螺纹的一种刀 具。即在室温条 件下

,采用挤压 丝锥在预制好的 工件底孔上通过 丝锥棱齿的作用 使得金属产生塑 性流动,从而形 成内螺纹。

无 切 屑 加 工

提 高 螺 纹 强 度 和 耐 磨 性

预钻孔直径 用于挤压丝锥
d3

l4

有 整 尖 端 导 入 锥 体

预钻孔直径 用于挤压丝锥

45° 最大

d3

l4
型 C, D 1,0 P 最大 型E 0.5 P 最大

无整尖端的导入锥体

挤压丝锥加工螺纹过程

图例
导入锥体 导向件 润滑槽 轴颈 刀柄 方头

d2
d1 l2 l3
d1 = 公称直径 d2 = 刀柄直径 l2 = 螺纹长度

l
4

l1
l3 = 螺纹长度 + 轴颈长度 l1 = 总长度 l4 = 方头长度

刀具的刀棱通过旋转进挤给挤 压工件,工件被挤压产生变形 产生所要生成的内螺纹。

工 件

刀 具

加工的螺纹牙型不完整,而是成U型

刀具比较 – 挤压丝锥和切削丝锥 挤压丝锥
刀具具有闭合式多角 型面,稳定性很高

切削丝锥
开式槽型降低了刀具 的稳定性

纤维方向 – 齿面硬化

切削螺纹

挤压成形螺纹
挤压成形螺纹的齿面硬化度增强, 确保在静态应力特别在动态应力下 具有较高的抗切断强度。

材料的晶相纤维被破环

晶相纤维没被破坏

视频学习

被加工材料

挤压丝锥主要适用于加工塑性大的材 料,如铜、铝合金、低碳钢、含铅钢 及奥氏体不锈钢等工件。

材料的先决条件

材料的先决条件
断裂延伸率 > 7 % 抗拉强度 Rm < 1200 N/mm2

脆性材料
灰铸铁 GG Ms58Pb AZ91 (镁合金) 硅含量 > 12%

典型的材料
软质钢材 不锈钢 铜合金 铝合金

被加工材料硬度与挤压丝锥直径的关系

被加工材料硬度 在HRC16以下

所适用挤压丝锥的直径 适用各类挤压丝锥

适用于直径不超过25mm的挤压 在HRC17-HRC2之间 丝锥 在HRC24-HRC35之 适用于直径不超过7.5mm的挤 间 压丝锥 在HRC30-HRC35之 适用于更小直径的细牙螺纹 间

工件的预钻孔直径

用挤压丝锥加工工 件前必须要确定适 当的预钻孔直径, 因为挤压成形的螺 纹的形状取决于预 钻孔直径。

预钻孔直径

恰当的预钻孔直径

预钻孔直径过小,攻丝时产生较大扭矩

预钻孔直径过大,造成加工螺纹的小径过大

公差 制成的螺纹小径

最小 最大

预钻孔直径

太大

符合要求

太小

预钻孔直径 15.34 mm 螺纹小径14.62 mm

预钻孔直径 15.3 mm 螺纹小径14.51 mm

预钻孔直径 15.22 mm 螺纹小径14.37 mm

例如: M14x1,5-6H 用于 42CrMo4, 1.100 N/mm?

由塑性成形理论可知, 在冷塑性加工高强度钢材料的情况下, 金属的密度和体积是 不变的, 所以挤压螺纹的底孔尺寸可以由下式确定。

d ? D ? 0.45 P
式中:d—工件预钻孔直径 D—螺纹外径 P-螺距

预钻孔孔直径
切削丝锥
标称量 mm M1 M 1,2 M 1,4 M 1,6 M 1,8 M2 M 2,2 M 2,3 M 2,5 M 2,6 M3 M 3,5 M4 M5 M6 预钻孔? mm 0,75 0,95 1,1 1,25 1,45 1,6 1,75 1,85 2,05 2,15 2,5 2,9 3,3 4,2 5

挤压丝锥
标称量 mm M1 M 1,2 M 1,4 M 1,6 M 1,8 M2 M 2,2 M 2,3 M 2,5 M 2,6 M3 M 3,5 M4 M5 M6 预钻孔? mm 0,88 ± 0,01 1,08 ± 0,01 1,26 ± 0,01 1,45 ± 0,02 1,65 ± 0,02 1,82 ± 0,02 2,0 ± 0,02 2,1 ± 0,02 2,3 ± 0,02

米制 ISO-普通螺纹

冷却润滑液
内螺纹冷挤压过程中,选用合适的 冷却润滑液能够大大减弱挤压丝锥 工作表面直接磨损,延长其寿命。 挤压丝锥工作时会受到很大的摩擦 阻力,因此一般使用切削油而不用 水溶性的切削液。

无润滑槽

有润滑槽

润滑油膜薄 ? 对较深的螺纹可能会有问题
?

?

润滑均匀 在深螺纹的下部范围 也能均匀润滑

润滑不良, 产生粘刀 现象

润滑良好

润滑与表面质量
鳞片状表面 光滑的表面

润滑不充足

润滑良好

进给速度
挤压丝锥的进给速度。挤压丝锥的攻丝速度取决于 丝锥直径、螺纹牙距、被加工材料的硬度和冷却液, 我们一般使用与切削丝锥相同的攻丝速度。在加工 较软的材料和细牙螺纹(牙距在125mm以下)的情况 下,可把速度提高至1.5一2倍。而在加工一些大直 径和粗牙螺纹时,由于受攻丝扭矩和润滑效果的影 响,可适当放慢攻丝速度。

优缺点总结
优点
1.加工出的内螺纹精度高(可达H4级) 2.加工出的螺纹表面形成硬质层,从而提 高螺纹的承载力 3.挤压丝锥没有出屑槽,芯部横截面积大, 提高了强度,增加了寿命 4.攻丝不产生切屑,加工洁净化 5.辅助工时短,生产效率高

缺点
挤压丝锥不仅制造麻烦、结构复杂、计算 繁琐,而且加工所使用的挤压丝锥必须根 据要加工的螺纹参数、性能等要求进行结 构的定制设计。目前挤压丝锥的结构设计 仍是依靠经验,然后通过试验不断地改进。 因此设计周期长且浪费较大。


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