擠壓螺紋工藝在裂解連桿加工中的應用和研究

鄢莎莎

摘要：擠壓螺紋工藝主要被應用于裂解連桿加工工藝之中，而且內(nèi)螺紋的加工工藝往往有多種，而裂解連桿螺紋又主要以絲錐攻絲為主。因此在實際操作過程中，通過擠壓螺紋作為常用的提高螺紋性能的方法。本文主要通過研究擠壓螺紋加工?工藝，結(jié)合加工生產(chǎn)的特點，確定各項工藝參數(shù)，對比切削螺紋和擠壓螺紋的性能，從而得出了擠壓絲錐加工螺紋的性能優(yōu)勢，從而為裂解連桿加工工藝者提供參考。

關(guān)鍵詞：擠壓螺紋工藝;裂解連桿螺紋;應用研究

內(nèi)螺紋加工的工藝有很多種，例如切削絲錐加工、車削加工、擠壓加工以及銑削加工等，這些都是主流的內(nèi)螺紋加工工藝。而當前的內(nèi)螺紋加工主要有裂解連桿螺紋加工，這種螺紋加工主要還是以絲錐攻絲加工為主。但是在此工藝之中卻存在著很多的施工難度，例如，螺紋中徑較差、攻絲排屑較困難、螺紋粗糙度較高以及更換絲錐比較頻繁等，這些都是裂解連桿螺紋加工中的難點。隨著工藝水平越來越發(fā)達，人們對于螺紋工藝的精度要求更高，因此為了既滿足螺紋的施工質(zhì)量，同時還要滿足降低成本的要求，只有通過提高連桿螺紋的質(zhì)量和加工效率，以此來提升整個施工技藝的改進。

1.擠壓螺紋工藝概述

使用擠壓螺紋工藝的時候僅僅適用于塑性較大的材料，例如中、低碳鋼、銅和鋁等，而且還要求材料的伸長率>7%。螺紋擠壓成型過程中冷卻液的選擇非常重要，而且還必須具有冷卻性好，潤滑性好等性能特點的冷卻液。經(jīng)相關(guān)人士實驗，得出采用切削油作為冷卻液其效果較好。若使用乳化液作為冷卻液，在進行螺紋擠壓的時候，非常容易出現(xiàn)崩刃問題，而采用極壓性高的切削油作為冷卻劑，則切削之后能夠更好的抗壓、潤滑和抗熱等特點，可顯著提升擠壓絲錐幾倍。

擠壓螺紋在進行加工的時候主要采用擠壓絲錐，而擠壓絲錐在常規(guī)與冷卻的狀態(tài)下其結(jié)構(gòu)也完全不同，通過使得工件材料發(fā)生平滑形變，刀具的橫切面則采用多變形輪廓，擠壓絲錐在沒有切屑的情況下實現(xiàn)，造成了冷擠壓絲錐沒有槽。這種結(jié)構(gòu)較之傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)顯得更加強韌，而且在不利的條件下可以完成加工。由于一些冷擠壓絲錐具有較窄的潤滑溝槽，所以他們推出了特定的材料和深孔加工，這種方法可以協(xié)助分配潤滑液同時也能夠確保擠壓刀具的穩(wěn)定性。

2.裂解連桿擠壓螺紋的工藝特點

2.1螺紋的強度較高

擠壓螺紋的齒側(cè)教光滑，而且其纖維材料被連接在一起，而不是在施工過程中被直接切斷。裂解連桿擠壓螺紋加工時，若出現(xiàn)材料纖維連續(xù)，那么則很可能出現(xiàn)加壓螺紋加工硬化，因此從這兩個方面來看，擠壓螺紋的施工強度要大于常規(guī)的方式，而且螺紋所能夠承受的載荷較之常規(guī)的螺紋將會極大程度的提升。

2.2螺紋表面粗糙度較低

擠壓螺紋時由于金屬材料擠壓絲錐引導會造成其塑性變形，從而不斷被擠壓，從而形成了光滑的螺紋牙型表面。

2.3絲錐壽命長可降低成本

目前裂解連桿擠壓螺紋施工過程中所使用的絲錐超過了2400孔/支，較之普通切削絲錐的孔多出了近30倍。所有的絲錐均屬于一次性用品，不會進行修磨，切削螺紋和擠壓螺紋成本比較，擠壓絲錐比常規(guī)的普通錐成本更低。

2.4無切屑

擠壓螺紋加工屬于一種無切屑加工，因此這就避免了切屑加工過程中的排屑問題，方便施工。

2.5螺紋精度較高

擠壓過程中，金屬材料沿著絲錐螺紋的輪廓被擠壓到絲錐的間隙之中，并且最終成為擠壓螺紋的牙形或者小徑，那么這就避免了由于設備和裝備的問題造成螺紋出現(xiàn)中徑超差問題。

3.擠壓螺紋與切削螺紋的性能對照分析

本次試驗主要采用擠壓和切削兩種方法來對螺母螺紋進行加工研究，螺母的材料C70S6，螺紋的精度為：M11x1.25-4H，桿部長度為62mm，螺栓M12x1.25，所有選取的等級均為12.9級。經(jīng)過對擠壓螺紋與切削螺紋方法進行摩擦性能對比和拉伸性能進行對比。實驗過程中對于摩擦因素進行測定，主要測定其摩擦因數(shù)數(shù)值、標準差、最小值和最大值;而對于拉伸的性能對比結(jié)果，則通過選取樣本的形式進行拉伸實驗，一共選取5個樣本，然后分樣本進行拉伸性能實驗，將每組的5個樣本進行最大拉力測試，然后記錄數(shù)據(jù)。

研究結(jié)果統(tǒng)計為（1）摩擦因數(shù)對比結(jié)果：切削螺紋的平均摩擦因數(shù)值為：0.14，標準差為0.01，最小值為1.3，最大值為1.6;擠壓螺紋的平均摩擦因數(shù)值為：0.11，標準差為0.01，最小值為0.11，最大值為0.13。（2）拉伸性能對比結(jié)果：切削螺紋1號樣本最大脫扣拉力105.6kN，2號樣本最大脫扣拉力101.2kN，3號樣本最大脫扣拉力98.00kN，4號樣本最大脫扣拉力為93.5kN，5號樣本最大脫扣拉力為99.9kN，平均值為99.64kN;擠壓螺紋1號樣本最大脫扣拉力114.5kN，2號樣本最大脫扣拉力106.7kN，3號樣本最大脫扣拉力108.2kN，4號樣本最大脫扣拉力為113.6kN，5號樣本最大脫扣拉力為109.8kN，平均值為110.56kN。從統(tǒng)計結(jié)果來看，擠壓螺紋的樣本最大拉力110.56kN明顯高于切削螺紋組的最大脫扣拉力99.64kN。

綜上實驗結(jié)果：本次實驗針對擠壓螺紋與擠壓螺紋的摩擦因素和拉伸強度的實驗結(jié)果表明，擠壓螺紋可以有效減少應力的集中，同時還能夠增強抗疲勞強度，如此便可很大程度的降低連桿的故障發(fā)生率。

4.結(jié)束語

隨著當前螺紋施工工藝不斷發(fā)展，其加工方法的種類越來越多，而且擠壓螺紋工藝已經(jīng)成為了裂解連桿的主要施工方法。由于其加工的螺紋穩(wěn)定性良好，擠壓的螺紋比傳統(tǒng)切削螺紋的摩擦因數(shù)與拉伸性能指標優(yōu)秀，因此擠壓螺紋在裂解拉桿螺紋工藝中得到廣泛的應用也不足為奇，本文針對其進行了相應的性能比較研究，希望為有關(guān)人士提供參考。

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