CN113894372A - 一种修正大径螺纹的加工方法 - Google Patents

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    • B23G9/009—Thread cleaning or repairing

Abstract

本发明创造提供了一种修正大径螺纹的加工方法，为如下步骤：S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品；S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理；S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径；S4：通过滚丝机，使用MOD修正滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，保证螺纹尺寸精度。本发明创造所述的一种修正大径螺纹的加工方法，将大径的修正与制备螺纹相结合，减少了加工时间和加工成本，减少了工人劳动，相对于原有磨削大径的方法，螺纹的金属流线完整，螺纹的强度一定程度的提高。

Description

一种修正大径螺纹的加工方法
技术领域
本发明创造属于航空航天紧固件加工领域，尤其是涉及一种修正大径螺纹的加工方法。
背景技术
高锁螺栓是一种靠尾部六方孔拧紧的紧固件，它和高锁螺母合称为高锁紧固件。它们所组成的高锁连接具有重量轻、体积小、防松能力强、抗疲劳性能好、装配效率高的特点，并可实现机动的单面拧紧操作，主要应用于航空航天领域。
螺栓和螺钉是航天航空紧固件中使用最广泛的外螺纹件，加工方法除滚压外，其余方法都是切削加工如车削、铣削、套丝等，由于切削加工的方法是通过切除多余材料得到螺纹牙型，在加工中金属的流线被切断，如图1所示，导致加工得到的螺纹强度不是很高，疲劳寿命也较低。不同于切削加工，滚压螺纹不去除多余材料，不会切除金属的流线并且在牙底处具有最大密度，使得螺纹紧固件的抗疲劳断裂和抗拉能力大大提高，如图2所示。
滚丝轮滚压螺纹是常用的外螺纹加工方法，滚丝轮是多螺纹圆柱形滚轮，一般两个为一副，其工作原理如图3所示，它的旋向与被滚压的螺纹旋向相反，但升角相同。两个滚丝轮作为模具通过旋转加工出外螺纹。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种修正大径螺纹的加工方法，解决了在螺纹加工过程中螺纹大径锥度大导致尺寸超差的问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种MOD修正滚丝轮，包括滚丝轮主体，滚丝轮主体上设有牙，对牙底高进行修正，牙定高不改变，加工后的螺纹的收尾端与滚丝轮主体的牙底贴合。
制备螺栓的大径为5mm，牙高为0.41-0.45mm。
制备螺纹的大径为6mm，牙高为0.53-0.57mm。
该滚丝轮适用MJ螺纹(米制航空航天螺纹)、M螺纹(米制普通螺纹)、UNJ(美制航空航天螺纹)。
一种修正大径螺纹的加工方法，包括如下步骤：
S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品。
S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理。
S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径。
S4：通过滚丝机，使用MOD修正滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，保证螺纹尺寸精度。
所述步骤S3中滚丝坯径比正常使用标准滚丝轮的坯径增大了0-0.02mm。
在高锁螺栓滚丝工序前，螺纹坯径已完成了钻六方预孔，如图4所示，当滚压螺纹时，由于引导端存在六方预留孔，螺栓受到滚压力时会导致引导端外螺纹向内凹陷，收尾端无预孔因此收尾端未向内凹陷，因此螺纹出现一定的锥度。如图5所示，当保证收尾端的螺纹大径合格时，引导端的螺纹大径尺寸超下差；当保证引导端的螺纹大径合格时，收尾端的螺纹大径会超上差。现有加工方式为滚压过程中保证引导端尺寸合格，收尾端允许超上差，滚压后通过磨削工序修正螺纹大径。
本发明在螺纹的收尾端与MOD修正滚丝轮的牙底相抵，能够减少螺纹在制备时螺纹更加精密，在滚压过程中，滚丝轮的牙底对应螺栓的牙顶，滚丝轮的牙顶对应螺栓的牙底。滚丝轮的牙顶高决定了螺栓的小径和中径，牙底高决定螺栓的大径。因此，对于修正大径的螺栓，需修正滚丝轮的牙底高。并且当引导端螺纹大径合格时，由于螺纹模具牙高的限制，收尾端的大径不会再增大，从而消除了螺纹的锥度，保证了大径螺纹尺寸精度。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种修正大径螺纹的加工方法具有以下有益效果：
1、由于螺纹模具牙高的限制，收尾端的大径不会再增大，从而消除了螺纹的锥度所引起的尺寸超差问题，保证了大径螺纹尺寸精度。
2、本发明减少了加工时间和加工成本，减少了工人劳动，相对于原有磨削大径的方法，螺纹的金属流线完整，螺纹的强度一定程度的提高。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为切削螺纹的金属流线示意图；
图2为滚压螺纹的金属流线示意图；
图3为滚丝轮工作图；
图4为高锁螺栓滚丝受力图；
图5为高锁螺栓滚丝牙型成型图；
图6为加工航空航天用MJ螺纹的滚丝轮参数；
图7为MJ5滚丝轮牙高尺寸；
图8为MJ6滚丝轮牙高尺寸；
图9为修正后MJ5滚丝轮尺寸；
图10为修正后MJ6滚丝轮尺寸；
图11为修正后的滚丝轮滚压成型图；
图12为对比例的显微镜图；
图13为实施例1的显微镜图；
图14为对比例和实施例1的实体图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
目前，用于加工航空航天用MJ螺纹的滚丝轮按HB4389-89标准执行,主要参数如图6所示。
表1 HB4389-89 A型滚丝轮部分标准
Figure BDA0003287067490000041
对比例1：
S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品。S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理。S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径。S4:通过滚丝机，使用普通滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，不能保证螺纹尺寸精度。S5：通过磨削的方式，修磨螺纹的大径，完成修正大径的加工，针对MJ5×0.8的滚丝轮,牙高为0.466，如图7所示，S4消耗的时间为0.15min/件，S5消耗的时间为0.1min/件。
对比例2：
S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品。S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理。S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径。S4:通过滚丝机，使用普通滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，不能保证螺纹尺寸精度。S5：通过磨削的方式，修磨螺纹的大径，完成修正大径的加工，针对MJ6×1的滚丝轮，牙高为0.588，如图8所示。S4消耗的时间为0.15min/件，S5消耗的时间为0.1min/件。
实施例1：
S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品。S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理。S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径。S4：通过滚丝机，使用MOD修正滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，保证螺纹尺寸精度。针对MJ5×0.8的滚丝轮,将牙高修正为0.4275，如图9所示。S4消耗的时间为0.15min/件。
实施例2：
S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品。S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理。S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径。S4：通过滚丝机，使用MOD修正滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，保证螺纹尺寸精度。针对MJ5×0.8的滚丝轮,将牙高修正为0.5475，如图10所示。S4消耗的时间为0.15min/件。
通过实施例1和实施例2能够看出，修正后的滚丝轮，加工原理如图11所示，当引导端螺纹大径合格时，由于螺纹模具牙高的限制，收尾端的大径不会再增大，从而消除了螺纹的锥度所引起的尺寸超差问题，保证了大径螺纹尺寸精度，通过本发明的方法制备的螺纹，每个螺纹节省了40％的时间，如图12、图13所示，图12为对比例的显微镜图，图13为实施例1的显微镜图，使用本发明的螺栓或螺钉的螺纹有更好的金属流线，使螺栓或螺钉的质量更好，并且螺栓或螺钉的强度更高。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种MOD修正滚丝轮，其特征在于：包括滚丝轮主体，滚丝轮主体上设有牙，对牙底高进行修正，加工后的螺纹的收尾端与滚丝轮主体的牙底贴合。
2.根据权利要求1所述的一种MOD修正滚丝轮，其特征在于：制备螺纹的公称直径为5mm，滚丝轮主体的牙高为0.43±0.02mm。
3.根据权利要求1所述的一种MOD修正滚丝轮，其特征在于：制备螺纹的公称直径为6mm，滚丝轮主体的牙高为0.55±0.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种MOD修正滚丝轮，其特征在于：该滚丝轮适用于制备MJ螺纹(米制航空航天螺纹)、M螺纹(米制普通螺纹)、UNJ(美制航空航天螺纹)。
5.一种修正大径螺纹的加工方法，使用权利要求1-权利要求4所述的任意一条的权利要求所述的MOD修正滚丝轮，其特征在于：包括如下步骤：
S1：通过冲床单件加工或冷镦机连续加工，将原材料加工为螺栓或螺钉的半成品；
S2：对螺栓或螺钉半成品进行热处理；
S3：通过车削或磨削等机加方式，加工滚丝坯径；
S4：通过滚丝机，使用MOD修正滚丝轮，实现螺栓或螺钉的外螺纹滚压成型，保证螺纹尺寸精度。
6.根据权利要求5所述的一种修正大径螺纹的加工方法，其特征在于：所述步骤S3中滚丝坯径比正常使用标准滚丝轮的坯径增大了0-0.02mm。
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