本發(fā)明涉及一種無屑成型螺紋加工刀具。尤其是可顯示壓力的螺紋根部擠壓強(qiáng)化成型刀具。

背景技術(shù)：

螺紋刀具是用于加工各種內(nèi)外螺紋的專用工具，在機(jī)械加工領(lǐng)域使用廣泛，需求量大?，F(xiàn)有技術(shù)中加工螺紋有各種各樣的刀具。螺紋切削一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺紋的方法。常見的有螺紋車刀、擠壓絲錐、螺紋銑刀等等。每種加工方法所使用的各有不同。對(duì)于螺紋孔的加工，常見的有幾種方式：攻牙、車削、擠壓成型、螺紋銑削。各種工藝方法都有優(yōu)缺點(diǎn)。攻絲是用一定的扭距將絲錐旋入工件上預(yù)鉆的底孔中加工出內(nèi)螺紋。套絲是用板牙在棒料(或管料)工件上切出外螺紋。攻絲或套絲的加工精度取決于絲錐或板牙的精度。在攻絲或套絲時(shí)，刀具(絲錐或板牙)與工件作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)﹐并由先形成的螺紋溝槽引導(dǎo)著刀具(或工件)作軸向移動(dòng)。擠壓絲錐的特征是沒有切削刃而以塑性變形來加工內(nèi)螺紋。使用擠壓絲錐的優(yōu)點(diǎn)有兩方面，一是進(jìn)行攻螺紋加工時(shí)不產(chǎn)生切屑，二是絲錐本身的折損扭矩高。但是加工件只限于延展性比較好的材料。攻牙絲錐磨損，切削失效會(huì)影響抗拉強(qiáng)度。螺紋車削在車床上車削螺紋可采用成形車刀或螺紋梳刀。用螺紋刀車削螺紋生產(chǎn)效率高但刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜只適于中﹑大批量生產(chǎn)中車削細(xì)牙的短螺紋工件。普通車床車削梯形螺紋的螺距精度一般只能達(dá)到8～9級(jí)(JB2886-81)。螺紋加工過程中的螺紋車削需要多次切削加工而成，每次切削逐漸增加螺紋深度，否則，刀具壽命也比預(yù)期的短得多。由于受車刀擠壓會(huì)使螺紋大徑尺寸脹大，車刀兩刃同時(shí)切削而排屑不暢，受力大，車刀易磨損，螺紋表面會(huì)產(chǎn)生很多毛屑，切屑會(huì)劃傷螺紋表面，甚至爛牙或出現(xiàn)魚鱗片。用螺紋刀車削螺紋的普通車刀懸臂梁受力，螺紋刀芯頭在初始階段發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸組合變形，切削螺紋時(shí),螺紋根部有尖角而存在較大的應(yīng)力集中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力不足，造成成形過程中斷，旋轉(zhuǎn)時(shí)磨損易產(chǎn)生疲勞裂紋而造成螺紋損壞,這就需要通過改變螺紋加工工藝來消除。近年來螺紋冷滾壓工藝與設(shè)備因其高效、低耗、高強(qiáng)度和高精度等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展較快，但在加工中通常是憑經(jīng)驗(yàn)采用試錯(cuò)法進(jìn)行加工的。螺紋冷滾壓成形技術(shù)變形機(jī)理復(fù)雜，再加上滾壓過程中諸多不確定因素的影響，對(duì)于冷滾壓加工在理論分析和參數(shù)計(jì)算方面有較大的難度，能否滾壓出符合要求的零件依然無法判斷?，F(xiàn)有的成形工藝和生產(chǎn)基本上是依靠經(jīng)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，在確定螺紋的冷滾壓工藝參數(shù)時(shí)，沒有可直接利用的公式，實(shí)際生產(chǎn)中完全采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；對(duì)給定材質(zhì)及零件參數(shù)的情況下，依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行試滾壓。這種確定工藝參數(shù)的方法建立在對(duì)產(chǎn)品大量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，浪費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，盲目性大，有很大的主觀性。這很大程度上制約了冷滾壓加工的進(jìn)一步發(fā)展及應(yīng)用。滾絲輪滾壓螺紋按滾絲輪個(gè)數(shù)分為兩滾絲輪和三滾絲輪滾壓，按滾壓原理分為徑向滾壓切向滾壓和軸向送進(jìn)滾壓等。螺紋滾壓一般在滾絲機(jī)。搓絲機(jī)或在附裝自動(dòng)開合螺紋滾壓頭的自動(dòng)車床上進(jìn)行，滾壓螺紋的外徑一般不超過25毫米﹐長(zhǎng)度不大于100毫米﹐螺紋精度可達(dá)2級(jí)(GB197-63)﹐所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內(nèi)螺紋。滾壓螺紋要求工件材料的硬度不超過HRC40；對(duì)毛坯尺寸精度要求較高，對(duì)滾壓模具的精度和硬度要求也高，制造模具比較困難。擠壓螺紋的精度和表面質(zhì)量，在很大程度上取決于擠壓前的底孔直徑。按滾壓原理分為徑向滾壓切向滾壓和軸向送進(jìn)滾壓等。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并逐漸受壓形成螺紋當(dāng)加工至預(yù)定尺寸后，停止進(jìn)給，兩滾絲輪滾壓。以兩個(gè)滾絲輪為一副，裝在滾絲機(jī)上進(jìn)行滾壓。兩個(gè)滾絲輪螺紋的螺旋方向相同，而與被加工零件螺紋的螺旋方向相反。滾絲輪安裝在滾絲機(jī)兩個(gè)平行的主軸上。兩個(gè)滾絲輪的端面在同一平面內(nèi)，螺紋相互錯(cuò)位半個(gè)螺距。加工時(shí)，工件放在兩滾絲輪中間，可用底下支撐塊或兩端用頂尖的方式支撐，兩主軸同向等速旋轉(zhuǎn).其中一個(gè)或兩個(gè)主軸除本身旋轉(zhuǎn)外，相對(duì)工件作徑向并繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，以修整和滾光螺紋廓形。隨后作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的滾絲輪退出，卸下工件完成加工。三滾絲輪滾壓螺紋要在三軸滾絲機(jī)上進(jìn)行，將三個(gè)滾絲輪裝在夾角互為120度的主軸上，三個(gè)滾絲輪以相同的方向(與工件的旋轉(zhuǎn)方向相反)和相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)以相同的速度相對(duì)工件作徑向進(jìn)給，同兩滾絲輪滾絲一樣，工件逐漸受壓形成螺紋，每個(gè)滾絲輪都在前一個(gè)滾絲輪滾過的軌跡上繼續(xù)滾壓，整個(gè)過程壓下量成為一定值，滾壓力的大小是由單位滾壓力和接觸面積的乘積決定的。當(dāng)加工至預(yù)定尺寸后，停止進(jìn)給并繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，以修整和滾光螺紋廓形，隨后作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的滾絲輪退出，卸下工件。由于成形過程滾壓輪與工件接觸是間斷的，第一階段、第二階段壓縮量的增加與減少并不是連續(xù)的，也存在間斷點(diǎn)，成齒階段尚伴隨較大幅度的金屬流動(dòng)和工件外徑的改變。由于過剩的金屬在滾絲槽中無法容納，會(huì)使工件成形后的螺紋發(fā)生畸變，使?jié)L絲輪的螺牙崩落；如果過小，則會(huì)出現(xiàn)螺紋廓形不完整，影響成形質(zhì)量。塑性變形需要一定的時(shí)間，轉(zhuǎn)速也不能太快。滾壓速度選擇過大會(huì)產(chǎn)生表面有皺皮或鱗片狀細(xì)紋，除此之外還會(huì)增加滾壓過程中的噪音，滾壓輪轉(zhuǎn)速太慢會(huì)影響生產(chǎn)率。如果滾壓時(shí)間過長(zhǎng)除了不經(jīng)濟(jì)，加劇滾模的磨損外，還容易產(chǎn)生細(xì)屬，影響齒距與累積誤差。滾壓時(shí)間太短，則不利于工件材料的充分變形，影響齒形精度與綜合誤差，滾壓后的工件尺寸一致性差。滾絲機(jī)床對(duì)于零件擠壓時(shí)摩擦力較大，螺紋成形齒牙時(shí)，螺紋運(yùn)轉(zhuǎn)間隙間隙過大，溢料在擠壓輪上粘覆面積增加，擠壓輪扭矩增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成悶車；間隙過小，擠壓輪會(huì)因與模腔發(fā)生摩擦而損壞，甚至易被芯軸螺紋齒牙剪斷，擠壓輪轉(zhuǎn)速擠壓輪轉(zhuǎn)速過慢會(huì)影響生產(chǎn)效率，過快會(huì)使模腔溫度升高超出允許值，加之滾絲輪的生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、成本較高，嚴(yán)重制約了螺紋滾制加工的應(yīng)用和推廣。目前采用螺紋冷擠壓成形工藝凈成形是當(dāng)今機(jī)械零件抗疲勞加工的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)在于能夠在螺紋內(nèi)表面和次表面中保存冷作硬化狀態(tài),這不僅可以提高材料的強(qiáng)度和硬度,而且可以提高內(nèi)螺紋的疲勞壽命。傳統(tǒng)的螺紋冷擠壓加工僅適合于強(qiáng)度低、塑性好的有色金屬以及低碳鋼的加工。而使用具有較高強(qiáng)度,而且具有良好的橫向塑性和斷裂韌性的高強(qiáng)度系列鋼,塑性成形抗力大,傳統(tǒng)的冷擠壓技術(shù)無法適應(yīng)這種材料的加工。目前,國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域的研究均處于起步和探索階段,相關(guān)研究成果較少。螺紋冷擠壓成形過程在的螺紋冷擠壓成形工藝是在普通機(jī)床上采用專用擠壓絲錐實(shí)現(xiàn)內(nèi)螺紋整體加工成形的一種工藝技術(shù)。這種成形方法是通過金屬在塑性條件下的體積轉(zhuǎn)移,在不需要切除多余金屬的情況下形成螺紋的。該技術(shù)的實(shí)質(zhì)是當(dāng)擠壓絲錐錐部的第一個(gè)棱齒擠入零件時(shí),棱齒首先擠入零件的表層金屬,該層金屬不斷地滑過棱齒面,受到棱齒面的擠壓和摩擦作用后逐漸翻轉(zhuǎn)直立起來,最終在棱齒面處發(fā)生彈塑性變形,當(dāng)這個(gè)棱齒脫離零件后,被加工零件產(chǎn)生的彈性變形得到恢復(fù),塑性變形被保留。在棱齒擠壓被加工零件表面層金屬的同時(shí),又通過下一個(gè)棱齒的二次擠壓,使材料又一次產(chǎn)生彈塑性變形,當(dāng)這個(gè)棱齒脫離后,該擠壓處的金屬又產(chǎn)生彈塑性變形,彈性變形得到恢復(fù),而塑性變形被保留,依此類推,直到擠壓絲錐錐部的棱齒全部脫離后便形成一個(gè)完整的牙形,使傳統(tǒng)意義上的“擠壓”以牙形的形式牢固地豎立在零件上。擠壓絲錐在多次連續(xù)運(yùn)動(dòng)后,便形成符合形狀和尺寸要求的螺紋。螺紋在其成形過程中受到擠壓絲錐棱齒的擠壓作用,與普通切削內(nèi)螺紋相比,螺紋表面粗糙度有很大差別。冷擠壓內(nèi)螺紋表面非常光滑,帶有滑移平面的錯(cuò)位特征。金屬變形區(qū)所承受的負(fù)荷呈周期性變化,其變化頻率取決于機(jī)床轉(zhuǎn)速和擠壓絲錐的棱數(shù)。機(jī)床轉(zhuǎn)速越快,擠壓絲錐棱數(shù)越多,金屬變形區(qū)承受負(fù)荷的變化頻率就越大,即牙形的成形速度就越快。螺紋擠壓成形是通過擠壓絲錐在工件上沿螺紋升角的滑動(dòng)而形成的。滾壓外螺紋是通過滾絲輪在工件上沿螺紋升角的滾動(dòng)而形成的,這是一個(gè)連續(xù)成形的過程,同時(shí)兼有少量的滑動(dòng)。螺紋擠壓成形實(shí)際上是一個(gè)使金屬流動(dòng)而形成螺紋牙形的過程。金屬在絲錐棱齒的擠壓作用下發(fā)生塑性變形,而向棱齒周邊區(qū)域以及軸向流動(dòng),晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,晶粒內(nèi)部出現(xiàn)滑移帶,同時(shí)各晶粒將沿金屬變形的方向而定向延伸和扭曲,當(dāng)變形量很大時(shí),晶界變得模糊不清,晶粒難以分辨,最終被拉成條形纖維組織,條形纖維組織沿齒形連續(xù)分布。隨著金屬變形程度的增加,定向性也提高,晶粒被拉長(zhǎng),位錯(cuò)迅速提高,滑移寬度也逐漸增大,同時(shí)滑移帶呈現(xiàn)歪曲,原來的晶粒和夾雜物逐漸被壓碎、細(xì)化,并形成新的晶?；騺喚?新晶界和原始晶界的差別逐漸模糊,難以區(qū)別。由于塑性變形過程中牙頂、牙側(cè)和牙底三個(gè)位置受到的壓應(yīng)力各不相同,導(dǎo)致其晶粒的細(xì)化程度也不相同。牙底處晶牙側(cè)部分介于兩者之間。在擠壓過程中金屬將沿著受到阻力最小的方向流動(dòng)。因此絲錐棱齒與工件表層接觸區(qū)的金屬材料向牙頂方向流動(dòng)的速度高于向牙形中心方向流動(dòng)的速度,工件表層晶粒的變形最大,隨著離表層距離的增大,晶粒的變形程度隨之變小。牙頂處金屬材料受到絲錐棱擠壓內(nèi)螺紋牙頂部的組織變化齒的壓力相對(duì)比較小,并且金屬流向牙頂兩側(cè)上方的區(qū)域時(shí)受到的阻力最小,而牙頂兩側(cè),金屬流動(dòng)就逐漸變得不太明顯,最終導(dǎo)致牙頂兩側(cè)凸起,拉長(zhǎng)的金屬纖維組織也沿牙頂法向變得稀疏。因絲錐棱齒的兩側(cè)同時(shí)作用于工件牙側(cè)部分,牙側(cè)部分受到的壓力比牙頂大,所以牙側(cè)部分金屬表面層拉長(zhǎng)金屬纖維的流線密集程度大于齒頂,呈近似于直線形流動(dòng)。而牙底部分受到絲錐棱齒的壓力最大,該部分金屬表層的纖維組織被壓緊到難以分辨出晶粒的程度,形成一層流線,平穩(wěn)繞過牙底并沿牙側(cè)方向流動(dòng),因此,牙底部分變形最大,形成拉長(zhǎng)纖維組織的密度也就最大。沿著離開牙底接近牙形中心這一方向,材料流動(dòng)性逐漸減弱,至中心部材料呈原始組織狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種擠壓輕快、扭矩小、螺紋根部強(qiáng)化力度可控，增強(qiáng)力學(xué)性能的擠壓成型螺紋刀。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種冷滾壓螺紋成形刀具，包括、連接刀架的后刀桿5和裝配有螺紋滾壓輪刀頭1的前刀桿3，其特征在于：在所述刀桿的前端U形槽內(nèi)設(shè)有采用銷子裝配的螺紋滾壓輪刀頭1，且該螺紋滾壓輪刀頭1擠壓齒外徑和中徑均制有單齒螺紋錐度，滾壓輪分度圓壓力角滑移線場(chǎng)區(qū)為有心扇形場(chǎng)，擠壓齒相似于標(biāo)準(zhǔn)絲錐的刀齒的棱齒兩側(cè)壁接觸坯料，擠壓齒絲錐兩棱齒之間的牙凹形成內(nèi)襯潤(rùn)滑液擠壓腔，擠壓根部通過擠壓齒外徑單齒螺紋錐度形成均勻圓滑的圓角，金屬沿著擠壓齒單齒螺紋錐度絲錐棱齒面方向流動(dòng),坯料被擠壓絲錐棱齒面壓住到開始擠壓變形前的一段區(qū)域，在所述后刀桿5與前刀桿3之間固聯(lián)有測(cè)力傳感器及其力度顯示器4，力度顯示器將螺紋根部的徑向受力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出可操控螺紋根部進(jìn)給力度的顯示值。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果是。

擠壓輕快、扭矩小。本發(fā)明螺紋滾壓輪刀頭1采用外徑和中徑均有單齒螺紋錐度的擠壓齒，通過擠壓齒相似于標(biāo)準(zhǔn)絲錐的刀齒，簡(jiǎn)單快速、方便，快捷，擠壓根部通過擠壓齒外徑單齒螺紋錐度形成均勻圓滑的圓角，形成螺紋的擠壓是一個(gè)斷續(xù)滑動(dòng)成形過程，由于螺紋擠壓變形過程是在擠壓?jiǎn)锡X螺紋錐度的擠壓齒絲錐兩棱齒之間構(gòu)成的擠壓腔內(nèi)完成的,金屬沿著擠壓齒單齒螺紋錐度絲錐棱齒面方向流動(dòng),坯料被擠壓絲錐棱齒面壓住到開始擠壓變形前的這一段區(qū)域,坯料除由于擠壓?jiǎn)锡X螺紋錐度的擠壓齒絲錐齒頂壓下咬入時(shí)產(chǎn)生的少量凸起變形外,基本不再發(fā)生其他的塑性變形。由于坯料逐漸充滿變形空間,隨著擠壓運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,被擠出的金屬層沿絲錐棱齒面法向流動(dòng)時(shí),由于不同位置的流動(dòng)速度不同,外部金屬流動(dòng)最快,因此,在棱齒面進(jìn)一步的擠壓和滑動(dòng)作用下,金屬層逐漸翻轉(zhuǎn)起來，翻轉(zhuǎn)起來的那層金屬,最終受到后面擠壓變形區(qū)金屬的進(jìn)一步擠壓而發(fā)生塑性變形，坯料與棱齒兩側(cè)壁接觸,在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)牙凹內(nèi)襯有一定的潤(rùn)滑液,該潤(rùn)滑液有利于棱齒面與坯料之間的相對(duì)滑動(dòng)和脫落,從而在區(qū)內(nèi)可產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力使后面的金屬發(fā)生擠壓變形，使被切削材料隆起而形成螺紋避免了零件擠壓時(shí)摩擦力較大，螺紋成形齒牙時(shí)，螺紋運(yùn)轉(zhuǎn)間隙間隙過大，溢料在擠壓輪上粘覆面積增加，擠壓輪扭矩增加的缺陷。單齒螺紋錐度的擠壓齒滾壓螺紋加工時(shí)不產(chǎn)生切屑，不存在排屑槽，滾壓擠壓齒螺尖外徑單齒螺紋錐度的折損扭矩高，極大地提高了效率。采用具有高扭轉(zhuǎn)剛性的彈性鋼質(zhì)刀桿和另一部分是采用超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料制成的擠壓刀頭，可將擠壓螺紋加工時(shí)產(chǎn)生的高扭矩由刀頭傳遞至刀桿，擠壓輕快、扭矩小，加工后螺紋精度高。特別適用于強(qiáng)度較低、塑性較好的銅合金和鋁合金，也可用于不銹鋼材料。結(jié)果表明,牙頂處金屬材料受到外徑單齒螺紋錐度擠壓齒的壓力相對(duì)較小,并且金屬流向牙頂兩側(cè)上方的區(qū)域時(shí)受到的阻力最??；牙底部分受到外徑單齒螺紋錐度絲錐棱齒的壓力最大,因此,其變形最大,形成拉長(zhǎng)纖維組織的密度也最大，擠壓刀頭采用具有良好耐磨性能和與鋼制刀桿的連接性能和ticn-plus涂層技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度鋼螺紋的連續(xù)擠壓成形,。同時(shí),擠壓過程中材料硬度和強(qiáng)度顯著增加,而塑性和韌性出現(xiàn)下降,產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象,從而大大提高了冷擠壓螺紋的表面質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度。

螺紋根部強(qiáng)化力度可控。本發(fā)明在后刀桿5與前刀桿3之間固聯(lián)測(cè)力傳感器及其力度顯示器4構(gòu)成的整體刀桿，采用力傳感器及其力度顯示器4連接，可以控制每次擠壓的壓力一致，螺紋根部強(qiáng)化力度具有可控性，并且通過專用量具量取螺紋小徑變化量，滾壓輪與刀桿間采用小間隙配合，可防止?jié)L壓輪左右擺動(dòng)壓傷零件。刀桿與滾壓輪采用銷子連接且有一定間隙，保證滾壓輪能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明外螺紋采用滾壓法加工時(shí),定心滾壓，同步滾動(dòng)，對(duì)刀操作使用方便，加工精度高，效率高。每次加工施加的壓力一致，可以利用專用量具測(cè)量螺紋小徑變化量，保證其變形量一致。通過擠壓根部可形成均勻圓滑的圓角,可以有效的提高螺紋疲勞強(qiáng)度,避免產(chǎn)品使用中螺紋根部應(yīng)力集中,提高螺紋使用壽命。

本發(fā)明為提高螺紋的疲勞強(qiáng)度及生產(chǎn)效率，節(jié)約人力、物力提供了操作簡(jiǎn)單易行，經(jīng)濟(jì)有效的對(duì)普通車制螺紋的根部進(jìn)行滾壓強(qiáng)化專用工具。應(yīng)用本發(fā)明具有擠壓齒的螺紋成形刀具，可以加工出中徑精度很高的優(yōu)質(zhì)螺紋。這種刀具的擠壓齒與標(biāo)準(zhǔn)絲錐的刀齒相似,而擠壓齒在齒的中部的兩側(cè)進(jìn)行了鏟背。首先，擠壓成形螺紋刀不生成任何切屑，完全消除了切屑堆積的問題，使螺紋擠壓成形不容易受到故障的影響。另外它可以加工出高質(zhì)量的螺紋。在擠壓成形時(shí)，零件的材料纖維被壓縮，而不是在切削中的被去除。其結(jié)果是，螺紋具有更好的結(jié)構(gòu)和更好的表面質(zhì)量。擠壓成形的螺紋的拉伸強(qiáng)度比切削獲得的螺紋高出百分之二十到三十。螺紋擠壓比擠壓絲錐損壞得慢，這是因?yàn)榻z錐要求有排除切屑的螺旋排屑槽。

本發(fā)明冷滾壓成形依靠金屬在外界壓力作用下產(chǎn)生的連續(xù)局部塑性變形，改變金屬表面層的組織結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)來改善和提高機(jī)械零件的最終表面質(zhì)量和性能。當(dāng)用表面硬度較高、表面粗糙度較小的滾動(dòng)體滾壓工件的被加工表面時(shí)，其局部受到強(qiáng)力擠壓，當(dāng)擠壓力大于材料的屈服極限時(shí)，被加工表面將產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)金屬表面受到擠壓時(shí)，金屬晶粒沿變形方向伸長(zhǎng)，位錯(cuò)密度增高，冷滾壓加工表面金屬纖維連續(xù)性好，可以提高金屬特別是有色合金軟金屬的表面硬度、致密性、耐腐蝕性，降低金屬表面粗糙度，較大程度地提高零件的表面機(jī)械性能。經(jīng)滾壓加工后，零件表面的顯微硬度可提高15～30％，耐磨性提高15％特別，適合于軸和螺紋同心度要求高的工件。

附圖說明

圖1是本發(fā)明冷滾壓螺紋成形刀具的主視圖。

圖2是圖1的側(cè)視圖。

圖中：1螺紋滾壓輪刀頭，2銷子，3前刀桿，4測(cè)力傳感器及其力度顯示器，5后刀桿。

具體實(shí)施方式

在圖1中，連接刀架的前刀桿3與后刀桿5刀桿均為矩形體。為保證滾壓輪能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，前刀桿3與螺紋滾壓輪刀頭1采用銷子2連接且有一定間隙，螺紋滾壓輪刀頭1與刀桿3間采用小間隙配合，防止?jié)L壓輪左右擺動(dòng)壓傷零件。在所述刀桿的前端U形槽內(nèi)設(shè)有采用銷子裝配的螺紋滾壓輪刀頭1，且該螺紋滾壓輪刀頭1擠壓齒外徑和中徑均制有單齒螺紋錐度，滾壓輪分度圓壓力角滑移線場(chǎng)區(qū)為有心扇形場(chǎng)，擠壓齒相似于標(biāo)準(zhǔn)絲錐的刀齒的棱齒兩側(cè)壁接觸坯料，擠壓齒絲錐兩棱齒之間的牙凹形成內(nèi)襯潤(rùn)滑液擠壓腔，擠壓根部通過擠壓齒外徑單齒螺紋錐度形成均勻圓滑的圓角，金屬沿著擠壓齒單齒螺紋錐度絲錐棱齒面方向流動(dòng),坯料被擠壓絲錐棱齒面壓住到開始擠壓變形前的一段區(qū)域，在滾壓成形中滾壓輪間斷接觸工件，滾壓輪齒頂過渡齒頂圓兩漸開線齒側(cè)三條曲線相切的過渡圓弧，滾壓輪過度圓弧與齒頂圓及兩側(cè)面漸開線同時(shí)相切，接觸面積按照滾壓輪分度圓壓力角滑移線場(chǎng)區(qū)心扇形場(chǎng)規(guī)律不斷變化，一次滾壓過程中滾壓輪與工件相對(duì)中心矩不變，中齒升高也保持不變。滾壓輪一次滾壓過單齒的過程是滾壓輪與工件單齒開始接觸到脫離接觸的一個(gè)周期，并以滾壓過一齒形為一周期，滾壓下一齒形時(shí)，接觸面積變化趨勢(shì)與上一齒形的變化趨勢(shì)相似，滾壓過程中接觸面積變化規(guī)律在此周期過程內(nèi)。接觸弧長(zhǎng)是滾壓輪齒頂過渡圓弧的一部分。工件的壓力角與滾壓輪的壓力角相等，實(shí)際滾壓輪設(shè)計(jì)中滾壓輪壓力角稍小于工件壓力角。齒頂圓壓力角滾壓輪齒是以齒頂圓直徑之間的弦長(zhǎng)進(jìn)行分度的。滾壓輪齒頂是一個(gè)整圓弧或倒圓，以延長(zhǎng)滾壓輪的壽命和提高螺紋齒根部的強(qiáng)度。在所述后刀桿5與前刀桿3之間固聯(lián)有測(cè)力傳感器及其力度顯示器4，力度顯示器將螺紋根部的徑向受力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出可操控螺紋根部進(jìn)給力度的顯示值。在所述刀桿的前端U形槽內(nèi)設(shè)有采用銷子裝配的螺紋滾壓輪刀頭。測(cè)力傳感器及其力度顯示器4與前刀桿3、后刀桿5采用螺紋連接。螺紋滾壓輪刀頭輪廓由三角螺紋的幾何形狀確定。前刀桿3與后刀桿5采用具有高扭轉(zhuǎn)剛性的彈性鋼質(zhì)刀桿，螺紋滾壓輪刀頭1的擠壓刀頭采用超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料制成的。

加工前，先將后刀桿5安裝在車床刀架上，將測(cè)力傳感器及其力度顯示器4與前刀桿3、后刀桿5連接，打表找正前刀桿3，調(diào)整好螺紋滾壓輪刀頭1中心高度，對(duì)刀、控制擠壓量，擠壓螺紋成型。加工時(shí)被加工螺紋表面材料被擠壓螺紋滾壓輪刀頭的螺紋齒向四周擠壓而成形，但不破壞材料的晶相纖維。擠壓前后，利用螺紋千分尺單量頭與雙量頭測(cè)量螺紋小徑尺寸，確定其變形量。