擠壓成型又稱作冷作成型(cold forming)。內(nèi)螺紋的擠壓成型通常是通過擠壓絲錐來實(shí)現(xiàn)的。
擠壓絲錐是一種先進(jìn)的無(wú)屑成型螺紋加工刀具,加工后螺紋精度高,被廣泛應(yīng)用在汽車、航空、電子等精工行業(yè)。由于擠壓成型無(wú)切屑干擾,因此加工螺紋精度可高達(dá)4H,螺紋表面粗糙度可達(dá)Ra0.3左右。切削螺紋的金屬組織纖維是間斷的,而擠壓螺紋的金屬組織纖維則是連續(xù)的,因此,擠壓螺紋強(qiáng)度較之切削螺紋可提高30%左右。此外,由于擠壓導(dǎo)致的冷作硬化現(xiàn)象,螺紋表面硬度較之芯部可提高40%-50%,同時(shí)螺紋表面的耐磨性也得到極大提高。
擠壓絲錐無(wú)切削刃、無(wú)容屑槽、絲錐強(qiáng)度高,通常不會(huì)出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。此外,擠壓絲錐較之一般切削絲錐壽命可提高3倍以上,攻絲速度也會(huì)有較大提高。
但是,擠壓絲錐也有其局限性,具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
絲錐規(guī)格 由于是擠壓成型,需要較高的“擠壓力”,因此,擠壓絲錐普遍制成小規(guī)格絲錐,一般M12以下。常用規(guī)格為M3-M8。攻絲底孔 一般切削絲錐底孔尺寸:D=d1-P。以M16x2為例,底孔尺寸D=16-2=14。而擠壓絲錐則對(duì)底孔要求較為苛刻,一般來說可按以下公式計(jì)算大致底孔尺寸:D=d1-0.49P。仍以M16x2為例,底孔尺寸:D=16-0.49*2=15.02。事實(shí)上,不同的螺紋旋合度及不同材料、不同孔深的推薦的底孔直徑也會(huì)不一樣。
擠壓成型通過擠壓使塑性金屬產(chǎn)生局部“流動(dòng)”,從而獲得所需形狀。這種加工方式較傳統(tǒng)切削加工而言,主要有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):
無(wú)屑,螺紋表面質(zhì)量高;金屬組織纖維連續(xù),螺紋強(qiáng)度高;冷作硬化,螺紋表面耐磨;攻絲速度高,提高加工效率;絲錐壽命長(zhǎng)。由于是“暴力”擠壓成型,因此就需要較高的攻絲扭矩。一般的,同等工況下擠壓絲錐所需的扭矩是切削絲錐的1.5-2倍。因此,也就限制了擠壓絲錐的規(guī)格。常見規(guī)格為M20以下。
在選用擠壓絲錐時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):
材料一般為塑性較大的材料,如鋁合金、低碳鋼以及普通不銹鋼等。
底孔擠壓絲錐對(duì)攻絲底孔尺寸要求較為苛刻。底孔太小,擠壓螺紋過于飽滿,攻絲扭矩過大導(dǎo)致絲錐壽命低。底孔太大,成型螺紋不夠飽滿,強(qiáng)度降低。因此,合適的攻絲底孔對(duì)擠壓絲錐尤為重要。
潤(rùn)滑在允許的條件下,盡可能的提高潤(rùn)滑性能。這不僅僅是為了降低扭矩提高絲錐壽命,更重要的是提高螺紋表面質(zhì)量。
此外,使用擠壓絲錐攻絲時(shí)螺紋孔不宜太深,螺紋有效深度盡量控制在1.5倍徑深以內(nèi)。深孔攻絲需采用帶潤(rùn)滑溝槽的擠壓絲錐。