擠壓成型又稱作冷作成型(cold forming)。內螺紋的擠壓成型通常是通過擠壓絲錐來實現的。
擠壓絲錐是一種先進的無屑成型螺紋加工刀具,加工后螺紋精度高,被廣泛應用在汽車、航空、電子等精工行業。由于擠壓成型無切屑干擾,因此加工螺紋精度可高達4H,螺紋表面粗糙度可達Ra0.3左右。切削螺紋的金屬組織纖維是間斷的,而擠壓螺紋的金屬組織纖維則是連續的,因此,擠壓螺紋強度較之切削螺紋可提高30%左右。此外,由于擠壓導致的冷作硬化現象,螺紋表面硬度較之芯部可提高40%-50%,同時螺紋表面的耐磨性也得到極大提高。
擠壓絲錐無切削刃、無容屑槽、絲錐強度高,通常不會出現崩刃現象。此外,擠壓絲錐較之一般切削絲錐壽命可提高3倍以上,攻絲速度也會有較大提高。
但是,擠壓絲錐也有其局限性,具體體現在以下兩個方面:
絲錐規格 由于是擠壓成型,需要較高的“擠壓力”,因此,擠壓絲錐普遍制成小規格絲錐,一般M12以下。常用規格為M3-M8。攻絲底孔 一般切削絲錐底孔尺寸:D=d1-P。以M16x2為例,底孔尺寸D=16-2=14。而擠壓絲錐則對底孔要求較為苛刻,一般來說可按以下公式計算大致底孔尺寸:D=d1-0.49P。仍以M16x2為例,底孔尺寸:D=16-0.49*2=15.02。事實上,不同的螺紋旋合度及不同材料、不同孔深的推薦的底孔直徑也會不一樣。
擠壓成型通過擠壓使塑性金屬產生局部“流動”,從而獲得所需形狀。這種加工方式較傳統切削加工而言,主要有以下特點和優勢:
無屑,螺紋表面質量高;金屬組織纖維連續,螺紋強度高;冷作硬化,螺紋表面耐磨;攻絲速度高,提高加工效率;絲錐壽命長。由于是“暴力”擠壓成型,因此就需要較高的攻絲扭矩。一般的,同等工況下擠壓絲錐所需的扭矩是切削絲錐的1.5-2倍。因此,也就限制了擠壓絲錐的規格。常見規格為M20以下。
在選用擠壓絲錐時應特別注意以下幾點:
材料一般為塑性較大的材料,如鋁合金、低碳鋼以及普通不銹鋼等。
底孔擠壓絲錐對攻絲底孔尺寸要求較為苛刻。底孔太小,擠壓螺紋過于飽滿,攻絲扭矩過大導致絲錐壽命低。底孔太大,成型螺紋不夠飽滿,強度降低。因此,合適的攻絲底孔對擠壓絲錐尤為重要。
潤滑在允許的條件下,盡可能的提高潤滑性能。這不僅僅是為了降低扭矩提高絲錐壽命,更重要的是提高螺紋表面質量。
此外,使用擠壓絲錐攻絲時螺紋孔不宜太深,螺紋有效深度盡量控制在1.5倍徑深以內。深孔攻絲需采用帶潤滑溝槽的擠壓絲錐。