挤压成型又称作冷作成型(cold forming)。内螺纹的挤压成型通常是通过挤压丝锥来实现的。
挤压丝锥是一种先进的无屑成型螺纹加工刀具,加工后螺纹精度高,被广泛应用在汽车、航空、电子等精工行业。由于挤压成型无切屑干扰,因此加工螺纹精度可高达4H,螺纹表面粗糙度可达Ra0.3左右。切削螺纹的金属组织纤维是间断的,而挤压螺纹的金属组织纤维则是连续的,因此,挤压螺纹强度较之切削螺纹可提高30%左右。此外,由于挤压导致的冷作硬化现象,螺纹表面硬度较之芯部可提高40%-50%,同时螺纹表面的耐磨性也得到极大提高。
挤压丝锥无切削刃、无容屑槽、丝锥强度高,通常不会出现崩刃现象。此外,挤压丝锥较之一般切削丝锥寿命可提高3倍以上,攻丝速度也会有较大提高。
但是,挤压丝锥也有其局限性,具体体现在以下两个方面:
丝锥规格 由于是挤压成型,需要较高的“挤压力”,因此,挤压丝锥普遍制成小规格丝锥,一般M12以下。常用规格为M3-M8。攻丝底孔 一般切削丝锥底孔尺寸:D=d1-P。以M16x2为例,底孔尺寸D=16-2=14。而挤压丝锥则对底孔要求较为苛刻,一般来说可按以下公式计算大致底孔尺寸:D=d1-0.49P。仍以M16x2为例,底孔尺寸:D=16-0.49*2=15.02。事实上,不同的螺纹旋合度及不同材料、不同孔深的推荐的底孔直径也会不一样。
挤压成型通过挤压使塑性金属产生局部“流动”,从而获得所需形状。这种加工方式较传统切削加工而言,主要有以下特点和优势:
无屑,螺纹表面质量高;金属组织纤维连续,螺纹强度高;冷作硬化,螺纹表面耐磨;攻丝速度高,提高加工效率;丝锥寿命长。由于是“暴力”挤压成型,因此就需要较高的攻丝扭矩。一般的,同等工况下挤压丝锥所需的扭矩是切削丝锥的1.5-2倍。因此,也就限制了挤压丝锥的规格。常见规格为M20以下。
在选用挤压丝锥时应特别注意以下几点:
材料一般为塑性较大的材料,如铝合金、低碳钢以及普通不锈钢等。
底孔挤压丝锥对攻丝底孔尺寸要求较为苛刻。底孔太小,挤压螺纹过于饱满,攻丝扭矩过大导致丝锥寿命低。底孔太大,成型螺纹不够饱满,强度降低。因此,合适的攻丝底孔对挤压丝锥尤为重要。
润滑在允许的条件下,尽可能的提高润滑性能。这不仅仅是为了降低扭矩提高丝锥寿命,更重要的是提高螺纹表面质量。
此外,使用挤压丝锥攻丝时螺纹孔不宜太深,螺纹有效深度尽量控制在1.5倍径深以内。深孔攻丝需采用带润滑沟槽的挤压丝锥。