冷滾壓螺紋與車削螺紋大徑重合加工工藝

                                                                                                                作者： 張琳 
       為使冷滾壓加工的螺紋尺寸準(zhǔn)確、穩(wěn)定，對滾絲坯料的直徑尺寸提出了較高精度要求。因此，對大部分需冷滾壓加工螺紋的坯料直徑均需進(jìn)行精密車削或磨削加工，否則滾制出的螺紋尺寸精度低、質(zhì)量不穩(wěn)定，且冷滾壓加工過程不易控制，機(jī)床調(diào)整也較困難，有時還會擠壞滾絲輪，降低工具和機(jī)床的工作壽命。采用冷滾壓螺紋與車削螺紋大徑重合加工工藝，則可較好解決上述問題。
1 工藝原理與特點(diǎn)
冷滾壓加工螺紋與車削螺紋大徑重合加工工藝的原理是在普通滾絲機(jī)床滾壓加工螺紋時，不使用支撐導(dǎo)板支撐工件，而是采用芯軸支撐空心工件的內(nèi)孔，或采用其它類型的上部支撐形式支撐被滾壓工件。在工件下部原支撐導(dǎo)板的位置則安裝一把寬刃平面成形車刀，該車刀可隨時將滾絲過程中形成的螺紋大徑超過標(biāo)準(zhǔn)要求的多余部分金屬車削掉。由于這一加工過程在滾壓加工形成螺紋牙型的同時又對螺紋大徑進(jìn)行車削加工，因此稱為冷滾壓加工螺紋與車削螺紋大徑重合加工。該工藝與原單獨(dú)滾壓加工螺紋的工藝相比，增加了用成形車刀車削螺紋大徑的工序。由于在滾壓螺紋過程中，可通過調(diào)整車刀位置來控制螺紋大徑尺寸，因此滾壓螺紋時，對坯料的尺寸精度要求可不必像常規(guī)滾壓螺紋工藝那樣嚴(yán)格，原來滾絲坯料直徑必須經(jīng)過精加工才能保證滾絲工序要求，而采用重合加工工藝時，坯料直徑只須經(jīng)過粗加工即可滿足要求(只需將滾絲前坯料直徑尺寸稍增大0～0.3mm)，精度要求可從約IT9級降低至IT12級。如圖1所示的帶軸肩空心薄壁零件，加工螺紋實(shí)際需要的坯料直徑d0=25.95-0.06mm，采用滾絲車削螺紋大徑重合加工工藝后，實(shí)際工藝尺寸為d0'=26.23-0.28mm。
                                                                                       
                                                                                             圖1 需滾壓加工的空心薄壁零件

滾絲車削螺紋大徑重合 加工工藝具有以下特點(diǎn)：
·加工的螺紋大徑尺寸準(zhǔn)確、穩(wěn)定；
·加工后獲得的螺紋牙頂呈梯形，接近理論牙型的牙頂；
·對滾絲前坯料直徑尺寸的精度要求降低，減少了精加工工序，降低了制造難度、能源消耗和加工成本；
·擴(kuò)大了普通滾絲機(jī)床的使用調(diào)整范圍，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能，提高了加工效益。
2 工藝裝置
圖2為加工帶軸肩空心薄壁零件的滾絲車削螺紋大徑重合加工裝置示意圖。
                                                                    
                                1.滾絲輪 2.方頭偏心軸 3.上支承架 4.支承芯軸 5.車螺紋大徑刀具 6.刀架體 7.調(diào)整螺釘 8.刀具緊固螺釘
                                                                    圖2 空心薄壁零件滾絲車削螺紋大徑重合加工裝置
1) 滾壓螺紋裝置
       滾絲車削螺紋大徑重合加工工藝裝置是在普通滾絲機(jī)床上改裝而成，其結(jié)構(gòu)簡單，改裝方便，工作量不大。該裝置的滾絲部分仍保持原機(jī)床滾壓螺紋部分的基本結(jié)構(gòu)，即由固定滾輪和活動滾輪兩部分組成。固定滾輪是指安裝在滾絲機(jī)床固定主軸上的滾絲輪，滾壓螺紋時，它只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；活動滾輪是指安裝在滾絲機(jī)床活動主軸上的滾絲輪，滾壓螺紋時，它除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動外，還隨著機(jī)床的活動拖板(在凸輪或液壓油缸推動下)作垂直于軸線方向的進(jìn)給、后退或間歇運(yùn)動�；顒訚L輪向左進(jìn)給時，對工件進(jìn)行滾壓加工；向右退回和停歇時，即可裝卸工件。
2) 上支承部分
       滾絲車削螺紋大徑重合加工工藝裝置的上支承部分主要包括支承芯軸、支承架、偏心軸和軸承等零件(見圖2)。上支承部分是在原滾絲機(jī)床上改制組裝而成。滾壓螺紋時，用于支承工件的芯軸安裝在支承架下部的兩個單列圓錐滾子軸承孔內(nèi)，以確保芯軸轉(zhuǎn)動靈活。支承芯軸支承空心薄壁零件，用于確定零件的中心高度和軸向位置。支承架的上部用一個方頭偏心軸固定在滾絲機(jī)床的連接板上。支承架與方頭偏心軸采用滑動配合組裝在一起，支承架以方頭偏心軸為圓心，可實(shí)現(xiàn)自由擺動。通過調(diào)整方頭偏心軸的軸心位置，即可調(diào)整支承架連同下部支承芯軸的中心高度，進(jìn)而調(diào)整被滾壓零件的中心高度。
3) 車削裝置
        如圖2所示，在對空心薄壁零件進(jìn)行滾絲加工的同時，由車削裝置上的寬刃車刀對螺紋大徑進(jìn)行車削加工。車削裝置由刀架體、車刀、刀具緊固螺釘、刀具調(diào)整螺釘?shù)冉M成，安裝在滾絲機(jī)床原支承導(dǎo)板的基座位置。為適應(yīng)滾壓車削不同規(guī)格的螺紋零件，獲得精確的螺紋大徑尺寸，車刀到工件中心線的距離可調(diào)。調(diào)整車刀距離時，首先松開刀具緊固螺釘，擰動嵌在車刀體內(nèi)的T形調(diào)整螺釘，即可使平口車刀上升或下降，改變刀口到工件中心線的距離，從而控制工件螺紋大徑尺寸。帶刀架體的滾絲機(jī)床的基座位置可左右調(diào)整，以使平口車刀的前面與工件中心線保持一個水平距離H，從而獲得車刀前角g。
3 操作要點(diǎn)
        加工前，首先應(yīng)根據(jù)被加工空心薄壁零件的螺紋規(guī)格、滾壓螺紋部分的長度、零件孔徑大小等有關(guān)參數(shù)及加工要求選定所需的滾絲輪、支承芯軸、平口車刀以及螺紋測量工具等，并按安裝調(diào)整要求正確安裝滾絲輪、支承芯軸和平口車刀。然后根據(jù)工件特點(diǎn)和加工要求選擇滾絲機(jī)床的滾壓用量、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度以及滾壓循環(huán)周期等。啟動機(jī)床，檢查機(jī)床各部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，使機(jī)床進(jìn)入自動循環(huán)加工狀態(tài)。準(zhǔn)備和調(diào)整工作完畢后，當(dāng)滾絲機(jī)床兩個滾輪位置的中心距離最大時，將被加工零件安裝到支承芯軸上。此時機(jī)床已進(jìn)入自動循環(huán)加工過程，活動滾輪進(jìn)給，推動工件并連同支承芯軸和支架同時擺向固定滾輪，當(dāng)滾壓螺紋、車削螺紋大徑、穩(wěn)壓整形達(dá)到預(yù)先調(diào)定的加工時間后，活動滾輪退回原位置并停歇。此時，操作人員可取下工件，檢查螺紋各部分尺寸和零件質(zhì)量是否穩(wěn)定、正常，根據(jù)存在的質(zhì)量問題和缺陷，可分析查找原因，繼續(xù)調(diào)整機(jī)床，排除各種異常因素，繼續(xù)進(jìn)行滾壓加工。待零件直徑合格、穩(wěn)定、正常后，加工操作便可自動循環(huán)進(jìn)行。