冲击加工螺纹方法研究学习

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1、冲击加工螺纹方法研究学习摘要：简介了冲击加工螺纹的方法，将其与传统的加工方法相比。本文分析了螺纹加工运动，介绍了冲击攻丝的原理、攻丝机的结构，并阐述了冲击攻丝机所蕴含的机构创新设计理论。关键词：冲击攻丝；内螺纹加工；机构创新在机械设备中存在着大量的螺纹连接，对于小尺寸的内螺纹，攻丝几乎是唯一有效的加工方法，攻丝时丝锥运动包括两种形式：旋转运动和进给运动。要实现攻丝加工就必须为丝锥提供上述两个运动所需的力(或力矩)和速度(或转速)。在现有的攻丝方法中，多数需要两套传动机构来完成这两种运动。目前应用

2、比较广泛攻丝方法的是通过钻床攻丝，只要将钻床的钻头换成丝锥即可。还有车削螺纹、铣削螺纹以及挤压攻丝等。本文主要对冲击加工螺纹进行了简究，并学习其中的创新之处。1.传统攻丝方法的原理和特点1.1手工攻丝手工攻丝无需专门的设备，就是利用丝锥和人的体能进行螺纹孔的加工，可以攻通孔和盲孔，由于该方法是直接消耗人的体能，且在加工螺纹孔的过程中切削力较大，消耗人的体能也较大，因此手工攻丝通常运用于加工量少，精度要求不高的场合，手工攻丝对设备的要求低，安排起来比较灵活，但是生产效率低、不易控制、不能够保证所加

3、工的螺纹孔的精度。所以没有大量运用到工业化生产中去。1.2钻床攻丝钻床攻丝是目前在国内最广泛应用的一种螺纹成形方法，它可以在立式钻床等设备上进行。利用钻床攻丝时，刀具是不同规格、不同直径的丝锥，且需要熟练工人，钻床攻丝是由电动机驱动传动机构实现丝锥的回转运动，由人施力来实现进给运动。所以需要消耗一定的体能，实际上属于通用机床攻丝，但在能量传递过程中，没有能量储备，在加工硬度高的材料时容易出现停车的情况。钻床攻丝具有自动化程度高、精度较高等优点。1.3挤压攻丝前述各种螺纹孔的加工方法属于切削加工螺

4、纹孔，而挤压攻丝则利用挤压丝锥由外力使工件金属塑性变形的冷挤压成形加工方法，挤压加工可分为开式挤压和闭式挤压两种形式，因此挤压丝锥也分为两组：开式挤压丝锥和闭式挤压丝锥。开式挤压丝锥螺纹底部是与被挤压制品的螺纹顶部不相接触挤压变形，而闭式挤压丝锥螺纹底部是与被挤压制品的螺纹顶部相接触挤压成形。闭式挤压丝锥扭力矩比较大，使用寿命低，但螺纹顶部的光洁度高。挤压丝锥为无槽结构，工作时不产生切屑，螺纹牙形是靠丝锥用挤压的方法形成的，采用无切屑加工工艺，从根本上解决了攻丝的排屑困难问题，特点适用于强度较低

5、、塑性较好的铜合金和铝合金，也可用于不锈钢和低碳钢等硬度低、塑性大的材料攻丝，用挤压攻丝的螺纹表面质量好，并形成一层致密的冷硬层，可提高螺纹的强度和耐磨性，生产率也高。同时，此种方法有明显的局限性，它不能用于脆性材料上的螺纹孔、斜螺纹孔、不完整螺纹孑L及薄壁螺纹孔的加工，并且挤压丝锥制作成本高，加工扭矩大。因此，对于一些重要零件上的内螺纹一般不采用这种方法加工。1.4振动攻丝振动攻丝技术是20世纪60年代日本的隈部淳一郎教授提出的一项新的精密加工技术，该技术是振动切削技术的一部分。它在传统攻丝回

6、转运动的基础上，沿螺旋升角方向叠加了一个可控的周期振动，从而使原来连续的攻丝过程变为脉冲地、瞬时地、重复地切削过程。图2是振动攻丝的原理图。从图2(a)可以看出：丝锥在以角速度ω瞬时针旋转的同时，又以振动频率f，和振幅A作往复振动，当振动速度和切削速度之间满足一定的关系时，便形成了特殊的脉冲切削过程。图2(b)表明了丝锥的运动规律，在1个周期内，丝锥的实际切削长度只有，接着从切削区后退L。的长度，然后继续前进LG+LT形成1个新的切削单元，如此往复，完成整个螺纹孔的加工。振动攻丝的关键技术主要是

7、丝锥脉冲切削的实现和攻丝参数的合理选择与优化。(a)丝锥相对工件的转动(b)丝锥上刀齿的运动轨迹图2振动攻丝的原理图由于振动攻丝特殊的切削机理，它可以将有限的能量集中为脉冲形式释放出来，从而改善了材料的切削性能；丝锥的往复运动可以对已加工表面进行重复切削；同时，由于刀齿从切削区周期的分离从而改善了润滑状况。因此，该项技术具有很多独有的优点，如，降低了攻丝扭矩、提高了内螺纹质量、延长了丝锥的寿命等。因此，该项技术必将在难加工材料上的螺纹孔、深螺纹孔、小直径螺纹孔的加工方面发挥不可替代的作用。在现代

8、的机加工过程中攻丝是最消耗时间的加工过程之一，特别是对于大批量的内螺纹加工耗时更多，因此它是生产线上提高生产效率的瓶颈。又由于各种高性能合金材料的广泛使用，不仅大幅度的改善机械结构的性能和使用的可靠性，同时也给机械加工带了新的问题，例如在钛合金上加工直径小于6Inin的深孔就是一个非常困难的问题，加工过程中常常导致丝锥的磨损、阻塞和折断，严重影响生产和增加成本。即在现代制造技术快速发展的环境下，对于大量高品质和高精度的螺纹孔的要求不断增加，然而当前的攻丝技术不能完全满足要求，我们需要一种高效，便