CN107671215A - 一种mj内螺纹滚压强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MJ内螺纹滚压强化方法，其主要包括以下步骤：1）、按所述MJ内螺纹要求在零件上加工内螺纹；2）、选用与所述内螺纹相匹配的滚轮，安装零件及滚轮于机床上，调节滚轮中心与零件待滚压内螺纹中心一致；3）、设置机床参数，使滚压沿轴向的进给与零件转速匹配；4）、对刀，记下滚轮轮缘与螺纹根部相接触时的径向初始位置，将滚轮退到外螺纹之外；5）、启动机床，当滚轮进入内螺纹半个螺距时，调节中托板使滚轮径向达到规定的滚压量，滚压到螺纹退刀槽，停止机床并退出滚轮，卸下零件。本发明的MJ内螺纹滚压强化方法工艺简单、操作方便、工作效率高，并能显著提高零件的抗疲劳性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种MJ内螺纹滚压强化方法，属于金属零件表面强化技术领域。
背景技术
机械零部件在交变载荷作用下往往容易发生疲劳断裂失效，而发生断裂失效前通常难以预料，从而造成意想不到的灾害及损失。因此，抗疲劳设计和制造是该类零件的一项关键技术。金属零件的螺纹部位是该类零件最容易发生疲劳失效的位置之一，为提高带螺纹零件的抗疲劳性能，国内外相关技术标准及文献中提出了一种MJ螺纹结构形式，其特点是螺纹根部采用了加大的半径R过渡，以减小应力集中，延缓裂纹扩展，从而达到提高零件疲劳寿命的目的。
对于飞机起落架外筒、活塞杆等经常受到地面冲击载荷作用的关键零件及重要零件，除了在材料上选用高强度及超高强度金属材料，在设计上进行结构优化，通常还在工艺上强化零件表面，如喷丸强化（零件内、外表面）、挤压强化（小孔）、滚压强化（螺纹）等，以进一步提高零件的抗疲劳性能。在MJ螺纹标准中，严格规定了MJ外螺纹大经、中径和小径的尺寸及公差要求，并且规定其根部R应符合：0.15P≤R≤0.18P（P为螺距），因此，国内外关于MJ螺纹滚压强化的文献及报道均是针对MJ外螺纹。而对于MJ内螺纹，标准中只规定了螺纹的大经、中径尺寸及公差和小径的最大值要求，未规定螺纹根部的尺寸及公差要求，因而无法设计相应的滚压工具对其进行滚压强化。为了对MJ内螺纹根部进行滚压强化，以提高该类零件的抗疲劳性能，必须对内螺纹进行合理的设计和控制。已有的研究成果表明，滚压质量差的螺纹，不但不能提高零件的抗疲劳性能，反而使零件螺纹部位过早断裂。因此，对于MJ内螺纹的滚压强化，其根部R尺寸、相应滚压工具的设计及过程控制都至关重要。
发明内容
提供一种MJ内螺纹滚压强化方法，实现对MJ内螺纹根部的滚压强化，从工艺上进一步提高MJ内螺纹零件的抗疲劳性能。该方法工艺简单、操作方便、工作效率高，并能显著提高零件的抗疲劳性能。具体技术方案如下。
一种MJ内螺纹滚压强化方法，其包括以下步骤：
1）、确定MJ内螺纹规格，按所述MJ内螺纹要求在零件上加工内螺纹，所述内螺纹的根部为圆弧形，且内螺纹的根部的半径R满足：0.06P≤R≤0.072P，其中P为内螺纹螺距；
2）、测量滚压前MJ内螺纹根部处的壁厚，并对该测量位置进行标记；
3）、选用与所述内螺纹相匹配的滚轮，安装零件和滚轮于机床上，调节滚轮中心与零件待滚压内螺纹中心一致；
4）、设置机床参数，使滚轮沿轴向的进给与零件转速匹配；
5）、对刀，记下滚轮轮缘与螺纹根部相接触时的径向初始位置，将滚轮退到外螺纹之外；
6）、启动机床，当滚轮进入内螺纹半个螺距时，调节中托板使滚轮沿径向达到规定的滚压量，滚压到螺纹退刀槽，停止机床并退出滚轮，卸下零件；
7）、测量滚压后MJ内螺纹根部标记处的壁厚，计算两次测量值的变化量得出滚压直径上的塑变量。
MJ内螺纹根部半径R设计过大，则内外螺纹配合时容易造成干涉，若根部半径R过小，则滚压工具施力部位亦过小，容易磨损而导致滚压质量变差，本发明对内螺纹根部的形状和尺寸经过精心设计后，结合对滚压过程的控制，能够实现MJ内螺纹滚压过程的标准化，使得滚压的效果达到最佳。
优选地，所述滚轮的直径d满足：d≤D-20mm，其中D为内螺纹公称直径。
优选地，所述滚轮的外周部呈V型，所述外周部的夹角θ满足：θ≤φ-2°，其中φ为内螺纹牙型角φ；所述滚轮轮缘的半径r满足：0.06P-0.02≤r≤0.06P-0.01。这样，使得滚轮的滚压效果达到最佳，提高滚轮的使用寿命。
本发明的MJ内螺纹滚压强化方法，实现了对MJ内螺纹根部的滚压强化，该方法工艺简单、操作方便、工作效率高，并能显著提高零件的抗疲劳性能。
附图说明
图1 为具有MJ内螺纹的零件的示意图；
图2为图1中A区域的放大图；
图3为滚轮的正视图；
图4为滚轮剖面图；
图5为滚轮滚压时的示意图；
图6为图5中A区域的放大图。
图中：双头螺孔试样1、滚轮2、外周部3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
采用本发明技术方案对高强度300M钢拉-拉双头螺孔试样上的MJ52×2-4H5H螺纹进行滚压强化。具体步骤如下：
1）、根据待滚压MJ内螺纹为MJ52×2-4H5H，内螺纹的根部半径按0.12～0.144mm进行加工；
2）、测量滚压前MJ内螺纹根部处的壁厚，并对该测量位置进行标记；
3）、选用与所述内螺纹相匹配的滚轮2，滚轮轮缘半径r=0.10～0.11mm，外周部3的夹角θ为58°，安装双头螺孔试样1及滚轮于机床上，调节滚轮中心与零件待滚压内螺纹中心一致；
4）、调节丝杠，使滚轮沿双头螺孔试样1的轴向进给与双头螺孔试样的转速匹配，双头螺孔试样转速设置为15r/min；
5）、对刀，记下滚轮轮缘与螺纹根部相接触时的径向初始位置，将滚轮2退到外螺纹之外；
6）、启动机床，当滚轮进入内螺纹半个螺距时，调节中托板使滚轮径向滚压量为0.45mm，滚压到螺纹退刀槽，停止机床并退出滚轮，卸下零件；
7）、测量滚压后MJ内螺纹根部标记处的壁厚，计算两次测量值的变化量得出滚压直径上的塑变量（直径方向的塑变量约为0.010～0.015mm）。
表1 疲劳寿命对比
通过扫描电子显微镜观察发现，MJ内螺纹根部在滚压力作用下，发生了微观形貌的改变，未滚压螺纹根部R是明显的车刀痕，而滚压后，螺纹根部R发生了塑性变形，表面变得更光滑，对提高抗疲劳性能更有利。表1是对两种试样进行疲劳试验的测试结果，进行MJ内螺纹滚压强化后的试样疲劳寿命是未滚压强化的12倍多，充分说明了本发明滚压强化的效果。
Claims (3)
1.一种MJ内螺纹滚压强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、确定MJ内螺纹规格，按所述MJ内螺纹要求在零件上加工内螺纹，所述内螺纹的根部为圆弧形，且内螺纹的根部的半径R满足：0.06P≤R≤0.072P，P为内螺纹螺距；
2）、测量滚压前MJ内螺纹根部处的壁厚，并对该测量位置进行标记；
3）、选用与所述内螺纹相匹配的滚轮，安装零件和滚轮于机床上，调节滚轮中心与零件待滚压内螺纹中心一致；
4）、设置机床参数，使滚轮沿轴向的进给与零件转速匹配；
5）、对刀，记下滚轮轮缘与螺纹根部相接触时的径向初始位置，将滚轮退到外螺纹之外；
6）、启动机床，当滚轮进入内螺纹半个螺距时，调节中托板使滚轮沿径向达到规定的滚压量，滚压到螺纹退刀槽，停止机床并退出滚轮，卸下零件；
7）、测量滚压后MJ内螺纹根部标记处的壁厚，计算两次测量值的变化量得出滚压直径上的塑变量。
2.根据权利要求1所述的MJ内螺纹滚压强化方法，其特征在于，所述滚轮的直径d满足：d≤D-20mm，其中D为内螺纹公称直径。
3.根据权利要求1所述的MJ内螺纹滚压强化方法，其特征在于，所述滚轮的外周部呈V型，所述外周部的夹角θ满足：θ≤φ-2°，其中φ为内螺纹牙型角φ；所述滚轮轮缘的半径r满足：0.06P-0.02≤r≤0.06P-0.01。
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