在多機(jī)加工領(lǐng)域,技術(shù)設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)工程師經(jīng)常要對(duì)各種不同零件進(jìn)行連接,并要求這種連接可以拆卸。采用螺釘-螺紋連接是最常用的解決方案。
大多數(shù)螺紋直到現(xiàn)在都還采用傳統(tǒng)攻絲和模制方式加工,特別是對(duì)于長(zhǎng)切屑和高剛性材料,在加工深螺紋時(shí),往往存在因被切屑楔住而致使刀具斷裂的危險(xiǎn)。此外,雜散的切屑還可能引起大量停機(jī)時(shí)間,為了避免刀具斷裂,必須手動(dòng)清除切屑。在加工時(shí)間方面,這種現(xiàn)象不能低估。
除了技術(shù)方面的考慮,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇也迫使工廠改善制造過(guò)程,包括在各個(gè)可能的方面降低成本。
對(duì)于行業(yè)上所采用的(至少具有7%伸展度的)幾乎70%的材料的攻絲加工而言,冷擠壓可能是一種成本效益較好且比較安全的替代方法。冷擠壓在加工強(qiáng)度為1000 N/mm²以內(nèi)的鋼、不銹鋼、鋁合金(硅含量低于12%)和軟銅合金等材料方面具有突出的性能。
在冷擠壓加工中,刀具以螺旋運(yùn)動(dòng)進(jìn)入核心孔中。材料流入到絲錐的槽中,從而形成特征性螺紋輪廓。因此,冷擠壓是一種轉(zhuǎn)移過(guò)程,不會(huì)產(chǎn)生切屑。這樣螺紋清理起來(lái)就要容易得多,并且不會(huì)引發(fā)切屑處理成本。此外,用這種方式不會(huì)產(chǎn)生在深螺紋中因被切屑楔住而致使刀具斷裂的情況。在傳統(tǒng)攻絲過(guò)程中,核心孔徑等于預(yù)先鉆好的直徑,而在冷擠壓過(guò)程中核心孔直徑在擠壓過(guò)程中形成。因此,冷擠壓螺紋的特征齒形與攻絲加工出來(lái)的不同。由于刀槽具有很高的冷韌性,因此這一點(diǎn)不會(huì)對(duì)螺紋產(chǎn)生負(fù)面效果。為了獲得最終擠壓的螺紋,并為了防止刀具被楔住,與模制方式相比,擠壓鉆削直徑必須比制造廠家所推薦的要大。
和各種轉(zhuǎn)移過(guò)程一樣,對(duì)于冷擠壓而言,有效潤(rùn)滑具有非常重要的意義。以前所存在的對(duì)變速油用作潤(rùn)滑油在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合所存在的常見(jiàn)制約因素如今不再存在,對(duì)于現(xiàn)代刀具涂層而言,也已經(jīng)變得不再需要。如今,在采用冷卻潤(rùn)滑液或者甚至最少潤(rùn)滑的常規(guī)加工中心上,人們采用各種各樣的冷擠壓絲錐。
與傳統(tǒng)攻絲過(guò)程相反,對(duì)于冷擠壓而言,高速伴隨高生產(chǎn)安全性也可以實(shí)現(xiàn),因?yàn)椋ㄌ貏e是在加工盲孔時(shí))不存在逆著進(jìn)給方向的切屑流動(dòng)。對(duì)于具有較高變形性的材料諸如鋁合金或結(jié)構(gòu)鋼而言,冷擠壓加工工件的使用壽命可以大大超出攻絲加工的壽命。這兩個(gè)事實(shí)都意味著縮短生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間,并為用戶節(jié)約成本。
在冷擠壓加工過(guò)程中,絲錐將自己導(dǎo)入螺紋中。由于螺紋不是切出來(lái)的,而是形成的,因此不會(huì)發(fā)生故障。對(duì)冷擠壓而言,產(chǎn)生質(zhì)量低劣的螺紋從而導(dǎo)致廢品的情況很少。尺寸方面的恒定性僅受當(dāng)時(shí)刀具磨損方面的影響。在正常條件下,磨損是逐漸發(fā)生的,生產(chǎn)過(guò)程可以通過(guò)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)或功率控制而加以控制。在擠壓過(guò)程中,螺紋的齒側(cè)面很平滑,材料纖維被連接在一起,而不是被切斷。材料纖維連續(xù),擠壓螺紋加工過(guò)程中的硬化,這兩方面可以保證冷擠壓加工出來(lái)的螺紋強(qiáng)度大大高于用常規(guī)方式加工出來(lái)的螺紋。
冷擠壓絲錐的結(jié)構(gòu)與常規(guī)絲錐的結(jié)構(gòu)完全不同。為了使工件材料以非常平滑而簡(jiǎn)單的方式發(fā)生變形,刀具的橫截面采用特殊的多邊形輪廓。冷擠壓絲錐沒(méi)有槽,因?yàn)槁菁y的形成是在沒(méi)有任何切屑去除的情況下實(shí)現(xiàn)的。這種特殊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是,與常規(guī)絲錐相比,冷擠壓絲錐的整個(gè)刀具結(jié)構(gòu)更強(qiáng)韌,從而可以在不利的條件下加工。某些冷擠壓絲錐具有窄窄的潤(rùn)滑溝槽。它們的推出是針對(duì)特定材料和深孔加工的,在這種情況下它們可以很好地協(xié)助分配潤(rùn)滑液,卻不會(huì)對(duì)擠壓刀具的穩(wěn)定性產(chǎn)生任何負(fù)面影響。
冷擠壓絲錐及冷擠壓加工的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是,可僅用一把刀具在各種不同材料中加工盲孔和通孔。這樣,由于不必采用不同的刀具,因此降低了刀具成本。
與傳統(tǒng)的切削過(guò)程相比,冷擠壓螺紋加工具有許多重要的優(yōu)點(diǎn)。在新的生產(chǎn)過(guò)程的規(guī)劃階段,必須審慎地采用傳統(tǒng)螺紋加工過(guò)程,因?yàn)橥ǔ@鋽D壓可以很好地替代傳統(tǒng)螺紋加工。