复合振动挤压攻牙工艺在各类金属上的应用

    以少无切削加工代替切削加工是机械制造领域的发展方向。攻牙机、气动攻牙机的应用也将越来越广泛。外螺纹的加工多采用搓丝、滚丝的塑性成形方法。采用塑性成形的方法制造螺纹，螺牙是被挤出的，在金属流动过程中晶粒得到细化。在螺牙表面细化效果明显，强度提高;而螺牙深处细化不明显，继续保持较好的韧性。因此采用塑性成形的加工方法不但生产效率高，而且能明显地提高螺纹的机械性能。试验表明，挤压成形螺纹的表面硬度和疲劳寿命均有明显的提高。

内螺纹也可以采用挤压成形的方法加工。由于挤压攻牙扭矩较大，丝锥刚度不足，因此一般挤压攻牙在铝、铜等有色金属内螺纹加工中应用较多。对300M高强度钢、35 CrMo钢进行过冷挤压内螺纹试验研究，证明挤压成形的内螺纹有很好的机械性能。300 M钢冷挤压成形内螺纹时，丝锥材料为高速钢W6Mo5Cr4V2，300M钢的抗拉强度1700～1900 MPa，挤压螺纹为M5 x0.8，试验表明丝锥的强度是满足的，加工的螺纹零件强度和疲劳寿命大幅度提高。有资料介绍挤压攻牙加工的螺纹疲劳寿命是切削螺纹的4～30倍。挤压成形没有切屑，避免了排屑困难;由于没有排屑槽，丝锥的扭转刚度也大为增强。内螺纹挤压一般是一次成形，避免多次成形中的加工硬化，提高了生产率。

    用挤压的方法加工钛合金小孔内螺纹，由于是塑性成形，丝锥是成形的凸模，不存在切削刃磨钝的问题;同时振动成形可以减小成形抗力，在金属塑性加工中己成为不争的事实，在压力加工领域已有许多成功的应用;由于挤压丝锥无排屑槽，扭转强度也相应增大。但经多次试验，发现只采用周向振动是很难解决攻牙力矩大、丝锥强度不足的问题。经分析，由于丝锥在一个半封闭空间工作，材料弹性变形恢复更甚于切削攻牙，在挤压攻牙中由于弹性恢复使丝锥被夹紧的力增大，攻牙扭矩变得很大。如果给攻牙机主轴施加一个轴向振动，将会使螺牙两侧面的变形量增大，若增大的塑性变形量能抵消弹性变形恢复量，则丝锥螺牙两侧的夹紧力会大为减小。故在此基础上，娄星机械在“新型振动攻牙机”产业化项目组，根据振动挤压攻牙的要求，将研发一款复合振动攻牙机设备。