[发明专利]一种主动旋转轴向进给三模具滚压成形螺纹件的方法

说明书

技术领域

本发明属于先进材料成形技术领域，具体涉及一种主动旋转轴向进给三模具滚压成形螺纹件的方法。

背景技术

丝杠、螺杆等螺纹类零件装备制造产业的核心传动部件，传递系统动力，承载复杂扭矩，对装备的正常运行起关键作用。随着我国装备制造业的飞速发展，对该类高性能、高精度长螺纹零件的需求量日益增加，特别是对其性能提出了更高的要求。

传统的长螺纹零件加工方法以金属切削方法为主，生产效率低，浪费材料和能源；同时，由于金属纤维被切断而造成制件机械性能和表面质量差。采用轴向进给滚压成形螺纹零件，相比于传统的切削加工工艺，具有生产效率高、材料利用率高、产品性能好等诸多优点，逐渐成为螺纹件的主流加工工艺。

目前轴向进给滚压螺纹件多采用滚压模具轴线倾斜的成形方法，多采用两个滚压模具成形长螺纹零件，模具齿形有环形齿和螺纹齿两类。由于模具轴线和工件轴线交叉，从而使模具结构复杂、机床调整复杂，并增加滚压设备结构复杂程度，并存在压缩量过大问题。利用滚压模具与所成形螺纹件的螺纹升角不同时工件产生轴向位移可避免模具轴线和工件轴线交叉，但同样存在压缩量过大问题。难以适用于螺纹齿高大、变形量大的长螺纹零件成形。

为减少工件每转压缩量，往往采用滚压模具间断径向进给，并通过改变滚压模具旋转方向使工件来回多次滚压，达到螺纹要求深度。这降低了效率，增加了设备复杂程度。使滚压模具首先接触工件端为锥形，也可减少工件每转压缩量。但成形初期容易产生滑动，使滚压模具和工件转速不协调、螺纹不连接、轴向进给速度不稳定等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种主动旋转轴向进给三模具滚压成形螺纹件的方法，通过工件主动旋转使滚压模具和工件旋转速度相匹配，避免了滚压模具轴线倾斜带来的模具结构复杂、机床调整复杂等问题，能够高效率、高质量地加工螺纹齿高大、变形量大的长螺纹零件。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种主动旋转轴向进给三模具滚压成形螺纹件的方法，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件2，工件2由前顶尖1及模螺纹集成顶尖3夹紧，保证工件2同三个滚压模具4的轴线平行；

步骤2，三个滚压模具4同步同向转动，三个滚压模具4的轴线相互平行，沿工件2圆周方向120°等间距阵列；滚压模具4由增量径向压入刃角段a和滚压校正段b组成，两段长度分别为L_a、L_b，并满足L_a<L_b；增量径向压入刃角段a先进行螺纹的增量式滚压成形，再由滚压校正段b进行滚压校正；其中，增量径向压入刃角角度范围为1°～10°；

步骤3，工件2主动旋转并轴向进给，由滚压模具4完成工件2上螺纹的滚压成形；

模螺纹集成顶尖3上的螺纹段c与滚压模具4滚压校正段b相互啮合传动，实现工件2与滚压模具4接触前具有相匹配的旋转速度；模螺纹集成顶尖3上的螺纹段c和待成形螺纹具有相同的尺寸结构，模螺纹集成顶尖3上的螺纹段c的长度为L_c，，并满足L_c>L_a；

滚压模具4滚压校正段b的螺纹升角与模螺纹集成顶尖3螺纹段c的螺纹升角不同，当彼此啮合传动时，模螺纹集成顶尖3产生轴向位移，从而实现工件2轴向进给；工件2上已成形的螺纹与滚压模具4滚压校正段b啮合，实现工件2轴向进给；

步骤4，工件2由前顶尖1及模螺纹集成顶尖3夹紧同时反向退出，卸料。

本发明采用三个具有增量径向压入刃角段的滚压模具成形长螺纹零件，工件螺纹由于径向塑性变形累计而产生，可高效率、高质量成形螺纹齿高大、变形量大的长螺纹零件；三个滚压模具在空间沿工件轴线120°等间距阵列，三个方向对称作用使工件受力更稳定，平衡性更好；采用滚压模具螺纹升角和工件螺纹升角不同实现工件轴向进给，避免了滚压模具轴线倾斜；模螺纹集成顶尖上的螺纹段与滚压模具滚压校正段相互啮合传动，实现工件与滚压模具接触前具有相匹配的旋转速度，并实现滚压成形初期工件的轴向进给，保证工件旋转速度和轴向进给速度稳定。

附图说明

图1为本发明所用装置连接示意图。

图2为本发明的工件2和滚压模具4布局及运动示意图。

图3为本发明挤压滚压成形模具4轴测图。

图4为本发明挤压滚压成形模具4前视图。

图5为本发明模螺纹集成顶尖3示意图。

具体实施方式