--------------------------------分會介紹--------------------------------

滾壓法是一種塑性加工工藝，它在不破壞金屬纖維的前提下，使金屬體作出塑性位移，做到無切屑使金屬成形，這樣既能改善被加工螺紋的機械性能，也大大節約了航空航天零件用的特殊材料。
      
      由於航空航天領域的零件一般采用熱強度高、熱穩定性好、抗腐蝕性強的高溫合金、鈦及其合金、不鏽鋼等材料。這些材料的顯著特點是比強度高、熱強性好、耐蝕性能好、化學活性大、導熱性能差、彈性模量小，都屬於難加工材料，其切削加工特點為變形係數小、切削變形大、加工硬化傾向大、切削力大、切削溫度高、刀具易磨損、表麵質量和精度不易保證。航空航天零件的連接形式多種多樣，螺紋是其中重要的一種連接形式。常用的螺紋連接廣泛使用的是MJ加強螺紋，要求外螺紋工件牙底為加大圓弧的加強螺紋，而且經淬火後滾壓螺紋，采用這樣的螺紋可以得到較高的螺栓機械性能。
      
      航空航天MJ加強外螺紋的最佳解決方案
      
      對航空航天鈦合金、高溫合金MJ加強外螺紋而言，通用刀具已不能很好地滿足零件的使用要求，而需要從設計、製造等環節提供最佳加工方案，其中涉及到選擇刀具材料、改進刀具工藝、選擇合適的切削速度等。滾壓法是一種塑性加工工藝，它在不破壞金屬纖維的前提下，使金屬體作出塑性位移，做到無切屑使金屬成形，這樣既能改善被加工螺紋的機械性能，也大大節約了航空航天零件用的特殊材料。外螺紋零件經滾壓塑性變形後，其強度和硬度都有所提高，而塑性則有所降低，螺紋部分的金屬纖維沒有被切斷，隻是沿螺紋牙型發生了變形。經過滾壓的零件材料，材質比較致密，且表麵產生冷作硬化層，並存在殘餘壓應力，因而滾壓後零件的耐磨性有比較大的提高，螺紋的疲勞強度可提高20%~40%.經過滾壓的零件，螺紋表麵的粗糙度也大大提高，優異的表麵質量可提高螺紋的循環強度。材料發生塑性變形後，隨著變形程度的增大，強度越來越高，因此滾壓出來的螺紋，其抗拉強度可提高20%~30%,抗剪強度提高5%.同時，MJ加強外螺紋對強度要求較高，采用金屬塑性變形原理滾壓螺紋的方法較好地解決了牙底為加大圓弧這一難題。因此航空航天企業鈦合金、高溫合金MJ加強外螺紋零件加工的最佳刀具應選用滾絲輪。
      
      滾絲輪的設計及使用要點
      
      1 鈦合金、高溫合金MJ外螺紋特點
      
      （1） 零件材料通常為難加工材料，如鈦合金和高溫合金。
      
      （2） 螺紋與普通螺紋唯一的區別是外螺紋采用了大圓弧牙底，牙底為連續、光滑的曲線，曲線上圓弧的半徑最大為0.18P.
      
      （3） 螺紋精度要求較高，公差帶選用普通螺紋4h6h、4g6g,在中徑公差範圍內，螺距誤差、半角誤差、圓度誤差、錐度誤差以及其他任何影響螺紋形狀的誤差所對應的中徑當量總和，不得超出中徑公差之半。螺距極限偏差ΔP =0.4Td2/1.7321,半角極限偏差Δa/2= arctan（0.3Td2/1.125P）。
      
      2 滾絲輪的設計
      
      （1） 刀具材料。首先應選用性能良好的刀具材料。W6Mo5Cr4V2具有良好的硬性和韌性，淬火後表麵硬度可達HRC64~66,是一種廣泛應用的含鉬低鎢高速工具鋼。W6Mo5Cr4V2Al（501）是一種含鋁的超硬高速鋼，在600℃時的高溫硬度也達到HR C54,保留較高的強度和韌性，具有優良的切削性能，在多數場合其切削性能與M42鋼相同，應用較廣。加工鈦合金、高溫合金MJ外螺紋，選用W6Mo5Cr4V2Al（501） 較好，硬度控製在HRC65~67,既能有效滿足工件要求，又可保證滾絲輪具有較好的壽命。
      
      （2） 滾絲輪的外形結構。常用滾絲機主軸有：φ45、φ54、φ75、φ80及部分特殊直徑主軸，由滾絲機型號選取滾絲輪的直徑範圍，確定具體螺紋頭數，厚度可根據零件螺紋部分長度製成單邊或雙邊使用。
      
      滾絲輪牙型設計
      
      零件采用MJ加強螺紋時，外螺紋圓弧形牙底可大大減小應力集中，從而增加零件的疲勞壽命，可提高疲勞壽命兩倍多。因此要求滾絲輪齒頂一定要加工成圓弧狀，圓弧必須轉接圓滑，不能有尖點出現，其大小要保證滾壓的零件牙底圓弧半徑為0.15~0.18P,因為考慮到經過滾壓的外螺紋工件的牙底圓弧要小於滾絲輪的牙頂圓弧，所以滾絲輪齒頂圓弧和倒角圓弧規定為0.16~0.18P.在實際加工中，當滾壓力消除後，材料會發生彈性恢複，零件螺紋牙頂圓弧將變大，牙底圓弧將變小，特別是外螺紋零件為鈦合金、高溫合金等難加工材料時，其彈性模數較低，彈性變形的傾向大，易產生彈性變形和彈性恢複，而且每種材料的彈性恢複程度各不相同，相應的滾壓用滾絲輪牙頂圓弧要求也不同，因此滾絲輪齒頂圓弧和倒角圓弧還需要進行修正，才能保證工件牙型的圓弧要求。經過試驗，滾壓鈦合金時，材料的彈性恢複在0.005~0.012mm之間；滾壓高溫合金時，材料的彈性恢複在0~0.005mm之間。 因 此 滾壓鈦合金時，滾絲輪齒頂圓弧和倒角圓弧需要修正為 0.17~0.185P;滾壓高溫合金時，滾絲輪齒頂圓弧和倒角圓弧需要修正為0.165~0.18P.滾絲輪的齒形尺寸確定為：上齒高=H/2-5H/24=0.433P-0.180P=0.253P（比普通螺紋0.289P齒高減少），公差為滾絲輪圓弧取最小0.16P時，即取為+0.02P.滾壓鈦合金、高溫合金時，根據修正後的圓弧大小確定適當的上齒高及公差。下齒高與普通螺紋相同=H/2-H/8=0.433P-0.108P=0.325P.同理，滾壓後零件牙型角也發生收縮，MJ螺紋的中徑公差精度等級較高，要求比較嚴格，因此牙型角變化也應考慮。為保證螺紋工件的精度，對滾絲輪的螺距及半角也規定了誤差範圍，螺距誤差取為0.25 Td2中徑當量值，ΔP=0.25Td2/1.7321,占工件誤差的62.5%,半角誤差的中徑當量值取為0.12Td2,+Δa/2=arctan（0.12Td2/0.75P），-Δa/2=arctan（0.12Td2/1.5P），占工件誤差的30%.其他按0.2Td2給出，三部分綜合為0.45Td2,不超出0.5Td2.滾絲輪還必須作倒角，否則在滾壓時會損壞滾絲輪邊緣的螺紋，尤其是滾壓高強度和硬質材料時更為顯著。倒角的大小應滿足MJ螺紋首尾中所規定的螺紋收尾長度的要求，還考慮滾絲輪的壽命及避免崩齒，所以選用倒角為16°，寬度為1.3~1.5P.有了設計良好的滾絲輪，為了保證取得好的滾壓效果，在使用中還須注意幾點 :
      
      （1） 滾壓前坯件直徑的合理選取。滾壓難加工材料坯件直徑d1=d-0.67P,由公式計算出的滾壓前坯件直徑是近似的，大多數要根據滾壓後的螺紋實際中徑情況，通過試驗進行修正。特別是鈦合金、高溫合金材料機械性能不同，對滾壓螺紋影響較大，對精度要求較高的MJ螺紋影響也比較顯著。
      
      （2） 難加工材料滾壓螺紋時速度隨材料和材料強度的不同而不同，滾壓鈦合金、高溫合金等難加工材料時，滾絲輪速度比滾壓普通鋼的低，鈦合金、高溫合金的相對延伸率δ5=10%~20%,滾絲輪滾壓螺紋時速度為7~12m/min.
      
      （3） 嚴格控製滾壓過程，采用正確的滾壓方法和采用剛性好、精度高的設備，否則螺紋表麵將出現皺紋、摺痕、劃傷、裂紋、斷裂，滾壓工具的壽命也很低，除了滾壓工具的壽命會急劇降低外，滾壓後的工件螺紋對應力集中比較敏感，還將使工件螺紋過早地疲勞損壞。
      
      滾絲輪的發展方向
      
      作為中國航空領域唯一的螺紋工量具科研、生產專業化企業，陝西宏峰長期致力於軍工用螺紋工量具的研發、製造、檢測與試驗。針對生產航空航天行業加工鈦合金、高溫合金的MJ加強外螺紋用滾絲輪，積累了豐富的經驗，嚴格生產、加工、檢測過程，保證了航空航天企業螺紋工件牙底為加強螺紋的連接使用需求。同時利用企業加工優勢，解決了航空航天企業大量使用的用於加工鈦合金用的環槽鉚釘用專用滾絲輪。為了更好地服務於航空航天企業，我公司還將繼續加大技術創新力度，因為隻有研發設計出難加工材料適用的刀具，才能成為現代航空航天製造企業的首選刀具供應商。
      
      國內快速發展的高速切削技術，在切削原理上是對傳統切削認識的突破，在切削機理上與常規切削不一樣，有其自身的特點及適用範圍。目前國內外用於超高速切削的刀具材料中，適用於鈦合金加工的主要有高性能高速鋼、粉末高速鋼、YG類硬質合金、聚晶金剛石PCD和立方氮化硼等。
      
      將高速切削技術及刀具材料用於鈦合金外螺紋的加工，應從技術、機床支承及輔助單元製造技術、加工測試技術等諸多因素尋求刀具與鈦合金的最佳匹配。解決好加工鈦合金的難題，既保證了加工質量又大幅度提高了生產率，具有良好發展前景。超高速切削技術用於難加工材料的加工正在逐漸成熟，但如何進一步完善超高速切削鈦合金的滾壓加工技術還有待進一步研究的課題。