[其他]一种挤压扭矩较小的挤压丝锥

说明书

内螺纹挤压成型是一项具有很多优点的加工方法，其效果是切削加工无法伦比的。

现有挤压丝锥的形式有三棱、四棱、六棱、八棱等。棱边方向有直槽和螺旋槽两种；螺旋棱的螺旋方向与螺纹的螺旋方向相反，螺旋棱与螺纹相互垂直。这种丝锥由挤压部、校准部和柄部组成。这种挤压丝锥主要用于单线普通公制螺纹，加工时的扭矩为切削丝锥扭矩的1～2倍。对于牙型型面较深的梯形或矩形螺纹，由于螺旋升角大，按照一般加工公制普通螺纹的挤压丝锥结构设计的丝锥很难达到予期效果，极易崩齿，甚至无法加工。

本实用新型提供了一种挤压扭矩较小的挤压丝锥，这种丝锥成功地用于加工单线、多线梯型、矩型和三角形内螺纹。若用于普通公制螺纹的挤压丝锥，其特点将使挤压过程的挤压扭矩大大减小。

现有挤压丝锥的结构基本上是由切削丝锥演变过来的。切削丝锥上都有若干沟槽，沟槽的目的是形成切削刃和一定的正前角以及排屑。沟槽有直槽和螺旋槽两种，一般都设计得使螺旋槽的螺旋升角的余角与螺纹升角相等且方向相反，即所谓“异向等值”。螺旋槽与螺纹互相垂直，又称“异向垂直”。这种设计的优点是上下齿侧的前角相等。在切削过程中轴向力小。若螺旋槽方向与螺纹的螺旋方向相同，将使同一牙的上下两侧前角差加大，下侧前角很大，上侧前角很小，根本无法使用。

挤压丝锥无切削刃，无前角问题，螺纹成型是靠金属被挤压后的塑性变形来实现的。若棱的螺旋线方向和螺纹螺旋线方向相同，将使丝锥能顺势旋入，减少了旋合干扰和反作用力，消除了异向垂直型和直棱型挤压丝锥的弊病，而且挤压力量均匀，挤进和退出迅速，省力。予孔内的污垢、碎屑容易顺势排出，防止塞实，提高了丝锥的寿命和挤压精度。因此，对于挤压丝锥来讲将螺旋棱的螺旋方向按同向等值或同向不等值（等值或不等值是指棱的螺旋升角的余角ω与螺纹升角β相等或不等）来设计不仅可行，而且能大大减小挤压过程的挤压扭矩。

对于多线梯形或矩形内螺纹挤压丝锥来讲，除采用同向螺旋棱来减小挤压扭矩外，在结构尺寸上还需作一些改进，具体内容如下。

多线梯形或矩形同向螺旋棱挤压丝锥的设计，参见附图，图1、图2、图3为梯形螺纹挤压丝锥。图4、图5、图6为矩形螺纹挤压丝锥。图1、图4为主视图，图2、图5为轴向局部剖视图，图3、图6为C－C截面图。由主视图可见，丝锥由引导部La，挤压部Lb，校准部也称成形部Lc以及柄部Ld所组成。挤压部和校准部为丝锥的工作部分。其截面近似正多边形。

一.同向螺旋棱的形式：

1.同向等值型：β＝ω，优点是便于计算，但制造难度大。

2.同向不等值型：β≠ω，这种情况下，ω必须小于β，否则无法制造，不能成立；这种形式的丝锥计算复杂，但加工容易，比较实用。

二.螺旋棱数：

螺旋棱数必须是螺纹线数的正整数倍，1、2、3、4……。升角大，线数较多，且直径较小者，选较小棱数；当升角较小，线数较少或单线、且直径较大时，可选较多棱数。一般棱数Z为3、4、5、6、7、8……。

三.丝锥各部分尺寸计算方法：

1.引导部：

引导丝锥进入被挤内螺纹孔，引导部直径dy小于丝锥挤压部前端直径dq，其长度小于或等于被挤螺纹长度。

2.挤压部：

棱状端面角：

为便于装刀定位和刃进底孔，防止前端碰撞而损伤棱体，防止偏斜，保护挤压部。端面角在挤压时还起导向作用。

前端棱状端面角：

φa＝60°

挤压部的前端直径应小于挤压丝锥的螺纹内径dq＜d1，dq为前端直径，d1为挤压丝锥的螺纹内径。并保证前端能刃进被挤压内螺纹全长的2／3。

在一般普通公制螺纹的挤压丝锥上，挤压长度为（4～8）牙数（通孔）或（2.5～4）牙数（盲孔）。由于梯形螺纹或矩形螺纹型面深，挤压量大，且为通孔。对于多线螺纹来讲，导程越大也要求挤压部越长。为使挤压扭矩减小，挤压长度以螺纹导程的15～25倍为好。

Lb＝（15～25）Tβ

为减小丝锥的负荷，大径、中径、小径能够递增挤压，防止挤压力过大而崩齿，挤压部的三径均为正锥螺纹。牙形与校准部的牙形呈相似形。大径与中、小径的斜面角等值：

φc＝φb＝arctg（d－dq）／2Lb

校准部为反锥螺纹，螺纹中径由挤压部的最高点向校准方向每100mm减少0.1mm，以防止丝锥退出时螺纹塞实而损伤，并减少校准部中径磨损，保护校准部，提高寿命和耐用率，大、中、小三径反向锥度值相等，－3－

φd＝arc        tg（0.1／100）·（1／2）