螺纹加工
螺纹加工是一种通过使用特定的工具,如车削、铣削、磨削等工艺来加工工件并形成螺纹的技术。这种技术包括多种不同的方法,如车削、铣削、攻丝、套丝、磨削、研磨和旋风切削等。在这些方法中,工件会随着工具的转动而沿着轴向方向发生精确而均匀的位移,从而形成所需的螺纹。
历史背景
螺纹加工的历史可以追溯到公元前220年的古希腊,当时阿基米德创造了螺旋提水工具。到了公元4世纪,地中海沿岸国家在酿酒用的压力机上开始应用螺栓和螺母的原理。早期的外螺纹通常是通过在一根圆柱形棒料上缠绕绳索并按照标记刻制而成,而内螺纹则是通过在较软材料上围裹外螺纹并经过锤打而成。1500年左右,意大利人列奥纳多·达·芬奇绘制了螺纹加工装置的草图,其中包括使用母丝杠和交换齿轮加工不同螺距螺纹的设计。随后,机械切削螺纹的方法在欧洲钟表制造业中得到发展。1760年,英国人J.怀亚特和W.怀亚特兄弟获得了切割木螺钉的专利。1778年,英国人J.拉姆斯登制造了一台能够加工出极高精度长螺纹的螺纹切削装置。1797年,H.亨利·莫兹利在改进的车床上利用母丝杠和交换齿轮车削出了金属螺纹,奠定了车削螺纹的基础方法。19世纪20年代,莫兹利制造出了第一批用于加工螺纹的丝锥和板牙。20世纪初,随着汽车工业的发展,螺纹的标准化和精密高效的螺纹加工方法得到了进一步提升,包括自动张开板牙头和自动收缩丝锥的发明以及螺纹铣削的出现。1930年代初,螺纹磨削技术得以发展。尽管螺纹滚压技术早在19世纪初期就有了专利,但由于模具制造困难,发展缓慢,直至第二次世界大战期间,由于军火生产的需要和螺纹磨削技术的进步解决了模具制造的精度问题,才得以迅速发展。
切除材料形成螺纹形状
车削螺纹
车削螺纹是在车床上使用成形车刀或螺纹梳刀进行的一种加工方法。成形车刀结构简单,适合单件和小批量生产螺纹工件。螺纹梳刀则更适合中、大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般能达到8~9级,而在专用螺纹车床上加工螺纹,生产率或精度均可显著提高。
铣削螺纹
铣削螺纹是在螺纹铣床上使用盘形铣刀或梳形铣刀进行的加工。盘形铣刀主要用来铣削丝杆、蜗杆等工件上的梯形外螺纹,而梳形铣刀则用于铣削内外普通螺纹和锥螺纹。由于使用多刃铣刀,生产率较高,但精度稍低,砂轮修整较为复杂。
磨削螺纹
磨削螺纹主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹。根据砂轮截面形状的不同,分为单线砂轮和多线砂轮磨削两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度为5~6级,表面粗糙度为R1.25~0.08微米。这种方法适用于磨削精密丝杠、螺纹量规、蜗杆、小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮磨削则分为纵磨法和切入磨法,后者生产率更高,但精度稍低。
研磨螺纹
研磨螺纹主要是通过对已经加工过的螺纹存在的螺距误差部位进行正反向旋转研磨,以提高螺距精度。对于淬硬的内螺纹,通常也采用研磨的方法消除变形,提高精度。
攻丝和套丝
攻丝是将丝锥旋入工件上预先钻好的底孔中,以加工出内螺纹的过程。套丝则是使用板牙在棒料(或管料)工件上切出外螺纹。攻丝或套丝的加工精度取决于丝锥或板牙的精度。这两种方法既可以手动操作,也可以在车床、钻床、攻丝机和套丝机上进行。
材料变形形成螺纹形状
搓丝
搓丝,也称为搓制螺纹,是通过两块带螺纹牙形的搓丝板相互作用,使工件表面塑性变形而形成螺纹的方法。搓丝板静板固定不动,动板作平行于静板的往复直线运动。当工件送入两板之间时,动板前进搓压工件,使其表面塑性变形而成螺纹。
滚压螺纹
滚压螺纹是通过成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。滚压一般在滚丝机、搓丝机或在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行,适用于大批量生产标准紧固件和其他螺纹连接件的外螺纹。滚压螺纹具有表面粗糙度小、强度和硬度提高、材料利用率高等优点,但不适合滚压牙形不对称的螺纹。
直接成型
铸造螺纹
铸造螺纹是通过铸造过程直接形成螺纹的方法。
3D打印螺纹
3D打印螺纹是通过3D打印技术直接制造螺纹的方法。
吹塑成型螺纹
吹塑成型螺纹是通过吹塑工艺直接形成螺纹的方法。
参考资料
各种螺纹的加工方法,真的一个比一个更牛!.搜狐网.2024-08-15
螺纹的八种加工方式汇总,做机加工必知.搜狐网.2024-08-15
各种螺纹的加工方法,你知道吗?.搜狐网.2024-08-15