铜螺母的车削工艺
螺纹原理的应用可以追溯到公元前220年希腊学者阿基米德创造的螺旋提水工具。公元4世纪,地中海国家开始将螺栓和螺母的原理应用到酿酒的压机上。当时的外螺纹都是用绳子缠绕在一根圆柱形的杆上,然后按照这个标记雕刻而成。而内螺纹通常是用缠绕在外螺纹周围的软材料通过锤击形成的。1500左右,意大利莱昂纳多?在达芬奇绘制的螺纹加工装置草图中,有一个用母螺杆和交换齿轮加工不同螺距螺纹的设想。此后,机械切螺纹的方法在欧洲钟表制造业得到了发展。1760年,英国兄弟J. Wyatt和W. Wyatt获得了一项用特殊装置切割木螺丝的专利。1778年,英国人j·拉姆斯登制造了一种由蜗轮副驱动的螺纹切削装置,可以高精度地加工长螺纹。1797年,英国人Maudslay H .在他改进的车床上,利用母螺旋和交换齿轮车削不同螺距的金属螺纹,奠定了车削螺纹的基本方法。19世纪20年代,Maudslay制造了第一批用于螺纹加工的丝锥和板牙。20世纪初,汽车工业的发展进一步促进了螺纹的标准化和各种精密高效的螺纹加工方法的发展。各种自动开模头、自动缩丝锥相继发明,螺纹铣削开始应用。20世纪30年代初,螺纹磨削出现了。滚丝技术虽然在19世纪初获得专利,但由于模具制造困难,发展缓慢。直到第二次世界大战(1942 ~ 1945),由于军火生产的需要和螺纹磨削技术的发展,才解决了模具制造的精度问题。
1)螺纹切削一般是指用成型工具或磨具在工件上加工螺纹的方法,主要有车削、铣削、攻丝、攻丝、磨削、研磨、旋风切削等。车削、铣削、磨削螺纹时,机床的传动链保证工件每旋转一周,车刀、铣刀或砂轮沿工件轴向准确、均匀地移动一个导程。攻丝或攻丝时,刀具(丝锥或板牙)与工件作相对旋转运动,刀具(或工件)由预先形成的螺纹槽引导作轴向运动。螺纹车削(螺纹车削)在车床上车削螺纹可以使用成型车刀或螺纹梳刀(见螺纹加工刀具)。成形车刀车削螺纹由于结构简单,是单件小批量生产螺纹工件的常用方法。用螺纹梳刀车削螺纹生产效率高,但刀具结构复杂,只适合中大型生产中车削细齿短螺纹工件。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到8 ~ 9级(JB2886-81,下同);在专用螺纹车床上加工螺纹可以显著提高生产率或精度。
2)螺纹铣削(Thread milling)在螺纹铣床上用盘铣刀或梳铣刀铣削。盘形铣刀主要用于在螺杆、蜗杆等工件上铣削梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内外普通螺纹和锥螺纹。由于是用多刃铣刀铣削,其工作部分的长度比要加工的螺纹长度长,所以只需旋转1.25 ~ 1.5转就可以加工工件,生产率很高。螺纹铣削的螺距精度一般可达8 ~ 9级,表面粗糙度R 5 ~ 0.63微米。这种方法适用于批量生产精度一般的螺纹工件或磨削前的粗加工。
3)螺纹磨削主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹,根据砂轮横截面形状的不同分为单线砂轮和多线砂轮。单线砂轮可以达到5 ~ 6°的节距精度和r1.25 ~ 0.08微米的表面粗糙度,便于砂轮修整。该方法适用于磨削精密螺钉、螺纹量规、蜗杆、小批量螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮磨削分为纵向磨削法和切入磨削法。纵向磨削法中砂轮的宽度小于磨削螺纹的长度,通过纵向移动砂轮一个或几个行程就可以将螺纹磨削到最终尺寸。切入磨削法中砂轮的宽度大于磨削螺纹的长度。当砂轮径向切入工件表面时,约65438±0.25转即可磨削工件,生产率高,但精度略低,砂轮修整较复杂。切入磨削法适用于大批量铲磨丝锥和磨削部分紧固螺纹。
4)螺纹磨削螺母式或螺钉式螺纹磨削工具由铸铁等软质材料制成,通过正反转对工件上被加工螺纹有螺距误差的部分进行磨削,以提高螺距精度。硬化内螺纹通常被研磨以消除变形和提高精度。
5)攻丝攻丝(用丝锥攻丝)是用一定的扭矩将丝锥拧入工件上预先钻好的底孔中,加工内螺纹。套丝(带模套丝)是用模具在棒材(或管材)工件上切出外螺纹。攻丝或攻丝的加工精度取决于丝锥或板牙的精度。虽然加工内外螺纹的方法很多,但小直径内螺纹只能用丝锥加工。攻丝和攻丝可以用手工,也可以用车床、钻床、攻丝机和攻丝机。
6)滚压螺纹:用成型滚压模具使工件塑性变形,得到螺纹。滚丝一般在滚丝机上进行。滚丝机在带有自动滚丝头的自动车床上进行,适用于标准紧固件外螺纹及其他螺纹连接件的批量生产。一般滚压螺纹外径不大于25mm,长度不大于100mm,螺纹精度可达2级(GB197-63),所用毛坯直径大致等于加工螺纹的中径。内螺纹一般不能用滚压加工,但对于软质工件(最大直径可达30 mm左右)可以用无槽挤压丝锥冷挤压内螺纹,工作原理与攻丝类似。内螺纹冷挤压所需扭矩约为攻丝所需扭矩的1倍,加工精度和表面质量略高于攻丝。
滚丝的优点是:表面粗糙度小于车、铣、磨;由于冷加工硬化,可以提高滚压螺纹表面的强度和硬度;材料利用率高;生产率比切割提高一倍,易于实现自动化;滚轧模具使用寿命长。但滚压螺纹要求工件材料硬度不能超过HRC40它要求毛坯的尺寸精度高;滚压模具的精度和硬度也高,模具制造难度大;不适合滚牙不对称的螺纹。
根据滚压模具的不同,滚压螺纹可分为螺纹滚压和螺纹滚压两种。
滚丝两个螺纹状滚丝板相对设置,交错间距为1/2,静板固定,动板平行于静板做往复直线运动。当工件在两个板之间进给时,移动板向前移动以摩擦和挤压工件,从而使其表面塑性变形为螺纹。
滚丝有三种:径向滚丝、切向滚丝和滚头滚丝:
径向滚丝:两个(或三个)有螺纹齿的滚丝轮安装在平行轴上,工件放在两轮之间的支架上,两轮同速旋转(径向滚丝),其中一个还做径向进给运动。工件被螺纹辊带动旋转,表面被径向挤压形成螺纹。对于一些精度要求不高的丝杠,也可以采用类似的方法滚压成型。
切向螺纹滚压:又称行星螺纹滚压,滚压工具由1个旋转中心组成。