浅谈螺纹滚压加工工艺

伍爱元 言玲

摘要：本文主要介绍了螺纹滚压加工特点、加工原理、对刀法、坯料尺寸及结构、常见工艺问题及解决办法。

关键词：螺纹；滚压；挤压

一、 引言

螺纹加工有车螺纹、铣螺纹、滚压螺纹、攻丝、套螺纹等各种工艺方法。车螺纹、攻丝、套丝等工艺方法是一种切削加工工艺，效率不高，但对操作者的技能要求却很高，不利于大批量生产。而螺纹滚压加工的工序操作简单、生产率高、加工范围广。

螺纹的滚压加工是一种无切屑的压力加工，由于具有很多优点，一些中小零件的机械切削加工逐渐被滚压加工所取代，成为机械加工中的一种发展趋势。滚压螺纹的应用推进了制造业向精密精确、少能耗、无污染方向的发展，并成为绿色制造的重要组成部分。

二、 螺纹滚压加工的特点

螺纹滚压加工是一种较先进的无切屑冷挤压工艺，滚压螺纹的金属纤维是连续的，而切削螺纹的金属纤维是断开的，因而滚压螺纹具有如下优点：加工螺纹的牙形饱满，螺纹表面质量较好，表面粗糙度值较低；滚压后的螺纹表面因冷作硬化而能提高强度和硬度，特别是牙底表面硬度有很大提高；由于螺纹表面存在压应力提高了螺纹的疲劳强度；加工效率比切削螺纹提高几倍至几十倍，易于实现自动化；滚压螺纹是无屑加工，可节省原材料；可加工无法用切削方法加工的细长螺杆。正是由于滚压螺纹具有以上优点，因此螺纹滚压加工得到广泛应用。

三、 螺纹滚压加工原理

其工作原理是：使用兩个带有螺纹的滚丝轮来挤压被加工的工件，使被加工的零件外圆表面产生塑性变形，金属材料主要沿径向向外流动，因为材料流动时要受到滚丝轮牙形的约束，所以形成所要加工螺纹（其中一轮作径向进给运动）。

四、 螺纹滚压加工坯料尺寸及结构的确定

毛坯直径的经验计算公式为d=D-（0.66～0.7）P，D为螺纹大径，实际工作中通常先按公差上限加工，经过调试后，再最终确定毛坯的最终直径。

如果毛坯直径过大，会使滚压后的螺纹大于大径或中径尺寸，在螺纹大径上形成挤裂现象，而且还会使滚轮架、滚轮和支撑部分承受超负荷的滚压力。如果毛坯直径过小，会形成不完全滚压状态，加工毛坯不能完全进入滚丝轮，结果造成螺纹牙不完整，也不能同时满足被加工螺纹大径和中径的加工尺寸要求。因此毛坯直径一定要选择合适，根据工件材质的不同，大批量加工时应先做一下试验，确定合适的尺寸后再进行生产。

五、 螺纹滚压加工的操作要领

1. 对刀：在滚压加工前，要调整好两滚丝轮的轴向和角向位置，即通过旋转滚轮轴使两滚丝轮的牙位相互错半个螺距，这样两滚丝轮在工件上滚压形成的螺纹才是重合的，否则两滚丝轮在工件上滚压形成的螺纹不重合，引起乱扣。实际操作时先在工件表面轻轻滚压出一道印痕，检查左右两个滚丝轮滚压出的印痕是否重合。

2. 调整尺寸：调节滚丝轮中心距离，使工件挤压合适至能够滚压出合格的螺纹。两轮中心距离到达预定尺寸后，动轮停止进给运动，继续滚转几周对螺纹廓形进行修正后退出。

3. 检验：试加工时需用螺纹环规检查螺纹质量是否合格，定好滚压行程后即可进行滚压。

六、 螺纹滚压加工常见质量问题的原因与对策

故障类别产生质量问题的原因排除方法

螺纹中径过大，螺纹大径合格毛坯直径过大减小毛坯直径

中径尺寸大而外径小 活动主轴位置调整太远，滚压时间太短，滚压压力太低减小滚丝轮径向距离，增加滚压时间、增大滚压压力

中径尺寸小而外径大活动主轴位置调整太近，滚压时间太长，滚压压力太高增大滚丝轮径向距离，减小滚压时间，减小滚压时间，减小滚压压力

螺纹中径合格，螺纹大径过小毛坯直径过小增大毛坯直径

螺纹中径合格，螺纹大径过大毛坯直径过大减小毛坯直径

滚压螺纹时工件向上跳出支撑块过高或两滚丝轮直径不同调整支承块高度，检查滚丝轮外径

工件的螺纹牙顶磨伤支撑面过低或支撑面太粗糙调整支承块高度，检查支承平面粗糙度

滚压螺纹时产生细屑或鳞片没对好刀或滚压时间过长调整滚丝轮轴向距离，调整滚压时间

螺纹中径锥度超差两滚丝轮轴线平行度误差太大调整误差

滚压时工件过热 主轴转速过高，进给速度太快，滚压压力过大 调整滚丝轮转速和进给速度，调整滚压时间

七、 结论

螺纹的滚压加工效率高、精度高、强度和疲劳强度高、表面质量好、材料利用率高，是一种前景非常好的工艺方法。

作者简介：

伍爱元，湖南省株洲市，湖南铁路科技职业技术学院；

言玲，湖南省株洲市，湖南省株洲市淞南中学。