关于螺纹滚压的 5 个事实
与减材工艺不同，螺纹滚压不会去除材料，而是使用冷成型工艺将延展性金属快速、精确地移动并模制成螺纹形状。在此处了解有关螺纹滚压和刀具进步的更多信息。
螺纹滚压是一种冷成型工艺，使用精密滚压模具制造螺纹，这些模具是所生产螺纹的镜像。该工艺不同于金属切削、磨削或螺纹铣等减材制造工艺，因为它不会去除任何金属来形成所需的轮廓。相反，这些硬化钢螺纹滚轮移动并将延展性金属快速、精确地模制成螺纹形状。
无论是已经熟悉螺纹滚压工艺还是考虑在您的车间提供此工艺，熟悉螺纹滚压的以下方面（包括刀具技术事实的进步）至关重要。
1. 工作原理
螺纹滚压是使用多轴、走心式或数控车床上的滚丝附件完成的。在此过程中，螺纹滚轮的齿形突出到圆柱形毛坯工件的外径中以重新形成表面。来自螺纹辊的极端压力导致坯料向外流入螺纹辊之间的空腔。这会产生与滚子的几何形状镜像的螺纹几何形状。
图 1. 当材料遇到模具根部时，外边缘向内卷曲，形成顶部。如图所示，波峰中心有轻微的凹度，这是正常特征。
螺纹牙顶是切削螺纹和滚压螺纹的区别之一。在滚丝操作中，材料被推入螺纹模具的根部。当材料遇到模具根部时，外边缘向内卷曲，形成顶部。波峰中心有轻微的凹陷（如图1所示），这是正常特征。该凹度是配合螺纹之间间隙界面的一部分，不会影响螺纹接头的配合或功能。螺纹顶部存在此特征是一种视觉确认螺纹是螺纹滚压而不是切削的产物的方法——切削螺纹缺乏此特征。
2、质量特点
滚丝附件制造商 利用材料、热处理、涂层和机械加工的进步来生产最新的螺纹滚轮。
质量提高的 D2 钢和优质 DC53 钢的出现使该行业能够生产出更一致的几何形状和更均匀的螺纹滚压模具热处理。还提供质量更好的高速钢 M2、M4 和 M42。
采用新型多棒真空炉和自动化常规回火炉和低温回火炉进行热处理，能够生产出具有更好、更一致的微观结构和更均匀硬度的轧辊。所有这些都是通过改进处理时间来完成的，以实现热处理设备的更好使用和吞吐量。
新涂层也会定期推出，提供多种选择。根据成型工艺、卷材和热处理来选择涂层，以进一步提高性能。
最后，使用先进的机床可以创建最佳的螺纹滚压几何形状。加工设备比以往更加精确、可重复且速度更快。
3. 表面光洁度和几何形状
滚压表面光洁度通常为 32 微英寸 Ra 或更小，而切削螺纹的表面光洁度很少低于 63 微英寸 Ra。一个好的经验法则是，通过螺纹滚压，最终的表面光洁度通常是材料初始光洁度的两倍。例如，如果毛坯光洁度为 40 微英寸 Ra，则螺纹滚压后所得光洁度将接近 20 微英寸 Ra。由于所使用的螺纹滚压模具固有的精度和光洁度，螺纹滚压过程中产生的螺纹形状几何形状更加精确，并且通常超出螺纹形状要求。
4. 降低成本
无废品、更少的劳动力和每条螺纹的工具成本更低，这些都是降低成本的秘诀。
螺纹滚压坯料的直径比全尺寸切削坯料小，没有任何材料浪费。这意味着日常加工不会产生废料。每分钟螺纹滚压表面进给速度比单点螺纹切削快 10 倍。此外，螺纹切削平均需要 10 道次，而滚压仅需 1 道次。这相当于显着降低了每个螺纹的成本，因为每个辊组生产的零件数量较多。
即使将螺纹滚压与螺纹铣削相比，它在生产真正的螺纹牙形时效率更高。标准螺纹铣削装置需要采用螺纹离合器来生产与螺纹滚压相当的高质量螺纹。使用螺纹离合器时，螺纹铣削的效率会降低，与螺纹滚压相比，通常不是一个可行的选择。
5. 增加拉伸强度
冷加工比切削螺纹的拉伸强度至少提高 30%，从而提高了螺纹的强度。此外，滚压螺纹可将疲劳强度提高 50% 至 75%。即使加热至 500° F 数小时，螺纹也不会出现疲劳强度损失。选择滚压螺纹而不是切削螺纹工艺的直接结果是无需昂贵的外部热处理即可获得更坚固的螺纹。
滚压螺纹在处理过程中通常比切削螺纹更光滑且更不易损坏。螺纹滚压通过加工硬化来改变材料的机械性能，从而提高耐磨性和抗疲劳性，并增强剪切、拉伸和屈服强度。切削螺纹具有保持平行于零件轴线的晶粒流动模式，削弱了纵轴上的螺纹强度。螺纹通常会在晶界处失效，晶界往往比晶粒本身弱。对于滚压螺纹，颗粒沿横向流动，在这些力施加在颗粒上时提供抗破坏能力。
螺纹滚压还可以提高抗疲劳性。滚压过程增加了冷加工并“抛光”根部和侧面。这也改善了表面光洁度并产生更一致的螺纹形状。螺纹切削产生的表面缺陷可能成为引发点
图 2：切割的螺纹说明了材料的自然结构完整性如何因切割而被破坏，从而削弱螺纹。滚压螺纹是螺纹根部晶粒被压缩的结果。这种新的轮廓晶粒排列可显着提高强度，同时也改善光洁度、形状几何形状和抗疲劳性。
对于疲劳失效。由于滚压螺纹的表面层（特别是根部的表面层）承受压应力，因此在拉应力导致失效累积之前，紧固力和其他力必须克服这些压应力。这就是螺纹滚压提高螺纹抵抗这些疲劳应力的能力的方法。 （见图 2。）
制造商在连接和组装高性能零件时有多种选择。滚压螺纹提高了质量、精度、光洁度，增强了机械性能并提高了生产经济性，使该工艺成为获得良好螺纹效果的良好替代方法。