一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝的制作方法

本發(fā)明涉及一種擠壓工藝，具體涉及一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝。

背景技術：

隨著我國經濟、科技的的高速發(fā)展，飛機、高速列車、汽車等產量和保有量不斷增加，隨之能源消耗也逐年遞增，目前已出現了能源短缺的現象，為達到節(jié)約有限資源與阻止環(huán)境日益惡化的目的，發(fā)展飛機、高速列車、汽車等輕量化技術已是實現節(jié)能減排的重要途徑。而螺紋連接作為其中最常用的一種連接方式，使用數量極多，且一般用來連接極其重要的緊固連接件和結構件，其性能的優(yōu)劣直接關系到飛機、高速列車、汽車、核工業(yè)裝備等的安全和使用壽命，這對設計人員提出了新的挑戰(zhàn)，要求設計的內螺紋零件同時滿足性能可靠、使用壽命長、結構簡單與重量較輕。目前螺紋零件的加工，特別是精度高、形狀復雜與難加工材料的螺紋加工，普遍存在制造精度低、生產效率低、周期長、成本高與勞動強度大等問題，嚴重影響其性能與使用壽命。

材料成形工藝中，冷擠壓加工成形是凈成形性能最好的工藝之一。冷擠壓加工成形的零件質量穩(wěn)定，精度高，適合于大批量生產。隨著內螺紋加工向低成本、高性能、低能耗方向的發(fā)展，采用內螺紋冷擠壓成形工藝是當今飛機、核工業(yè)、高速列車、汽車等內螺紋零件抗疲勞制造的發(fā)展趨勢。內螺紋冷擠壓技術是一種新的內螺紋加工技術，即在室溫條件下，采用擠壓絲錐在預制好的工件底孔上通過絲錐棱齒的作用使得金屬產生塑性流動，從而形成內螺紋的工藝過程。內螺紋冷擠壓成形制造的內螺紋產品，表面質量、尺寸精度、材料利用率及機械性能都大大優(yōu)于傳統加工方式，它是抗疲勞加工技術的重要組成部分。

技術實現要素：

本發(fā)明針對上述問題提出了一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，提高加工精度和表面質量，穩(wěn)定性好，制備得到了產品力學性能好，具有較好的抗疲勞抗腐蝕性能。

具體的技術方案如下：

一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，其工藝流程如下：

(1)采用316l不銹鋼為原材料制得工件初胚，并對工件初胚的底孔和外徑進行粗磨；

(2)對工件初胚端面進行精磨，精磨后進行清洗；

(3)將工件初胚夾持固定在旋轉機構上，將絲錐固定在攻絲機構上，旋轉機構使工件初胚以10-50r/min的速度進行旋轉，絲錐在攻絲機構的作用下一邊振動一邊向工件初胚移動，絲錐的振動頻率為50-120hz，絲錐的移動速度為25mm/min，在絲錐和工件初胚的相互作用下，工件初胚上冷擠壓形成內螺紋，冷擠壓過程中，持續(xù)向絲錐上噴淋冷卻潤滑液。

上述一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，其中，步驟(2)中的清洗過程為：

(1)先使用30-40℃的自來水溫度對工件初胚表面沖洗3-5min；

(2)沖洗后將工件初胚浸泡在濃度為3-5wt％的氫氧化鈉溶液中進行超聲波清洗，超聲波清洗時間為10-20min；

(3)取出工件初胚，在40-50℃的自來水中浸泡5-10min后，取出烘干。

上述一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，其中，步驟(3)中的絲錐以hss高速鋼為材料制成，表面鍍氮化鋁鈦涂層。

上述一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，其中，步驟(3)中的冷卻潤滑液由聚二甲基硅氧烷潤滑液和冷卻液以3:16的重量份數比混合而成。

上述一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，其中，所述冷卻液按重量份數計由無水乙醇、乙二醇、氯化鈣和水按8:2:5:90的重量份數比混合而成。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提高加工精度和表面質量，穩(wěn)定性好，制備得到了產品力學性能好，具有較好的抗疲勞抗腐蝕性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明攻絲機構和旋轉機構組合示意圖。

圖2為本發(fā)明頂梁側視圖。

圖3為本發(fā)明攻絲機構結構圖。

圖4為本發(fā)明滑動基座俯視圖。

圖5為本發(fā)明固定基座俯視圖。

圖6為本發(fā)明第一平衡桿與主軸連接狀態(tài)剖視圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術方案更加清晰明確，下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步描述，任何對本發(fā)明技術方案的技術特征進行等價替換和常規(guī)推理得出的方案均落入本發(fā)明保護范圍。

附圖標記

頂梁1、攻絲機構2、旋轉機構3、底座4、側梁5、第一隔板6、第二隔板7、滑軌31、旋轉固定平臺32、回轉氣缸33、氣動夾爪34、固定基座21、滑動基座22、氣缸23、絲錐24、第一穿線腔25、第二穿線腔26、第一調節(jié)槽27、第一導槽28、第二導槽29、第二調節(jié)槽210、第一導條211、第二導條212、調節(jié)塊213、主軸214、第一平衡桿215、第二平衡桿216、第一連桿217、第二連桿218、第一激振器219、第二激振器220、固定部件221、激振部件222、第一固定通道223、固定耳固定通道224、第二調節(jié)通道225、第一開口通道226、固定耳227、螺栓228、限位平衡桿229、消音孔230、支撐座239。

一種合金鋼內螺紋冷擠壓工藝，其工藝流程如下：

(1)采用316l不銹鋼為原材料制得工件初胚，并對工件初胚的底孔和外徑進行粗磨；

(2)對工件初胚端面進行精磨，精磨后進行清洗；

(3)將工件初胚夾持固定在旋轉機構上，將絲錐固定在攻絲機構上，旋轉機構使工件初胚以10-50r/min的速度進行旋轉，絲錐在攻絲機構的作用下一邊振動一邊向工件初胚移動，絲錐的振動頻率為50-120hz，絲錐的移動速度為25mm/min，在絲錐和工件初胚的相互作用下，工件初胚上冷擠壓形成內螺紋，冷擠壓過程中，持續(xù)向絲錐上噴淋冷卻潤滑液。

步驟(2)中的清洗過程為：

(1)先使用30-40℃的自來水溫度對工件初胚表面沖洗3-5min；

(2)沖洗后將工件初胚浸泡在濃度為3-5wt％的氫氧化鈉溶液中進行超聲波清洗，超聲波清洗時間為10-20min；

(3)取出工件初胚，在40-50℃的自來水中浸泡5-10min后，取出烘干。

步驟(3)中的絲錐以hss高速鋼為材料制成，表面鍍氮化鋁鈦涂層。

步驟(3)中的冷卻潤滑液由聚二甲基硅氧烷潤滑液和冷卻液以3:16的重量份數比混合而成。

所述冷卻液按重量份數計由無水乙醇、乙二醇、氯化鈣和水按8:2:5:90的重量份數比混合而成。

進一步的，所述攻絲機構2固定在頂梁1上，旋轉機構3固定在底座4上，頂梁和底座之間通過兩個側梁5加以固定；

所述頂梁為中空的長方體框架結構，頂梁的兩個側壁上分別設有若干第一隔板6，頂梁的兩個側壁上的第一隔板交錯設置，第一隔板的截面為t行結構，頂梁的頂壁和底壁上分別對稱的設有一個第二隔板7，第二隔板為長方體結構；

所述旋轉架構包括滑軌31、旋轉固定平臺32、回轉氣缸33和氣動夾爪34，滑軌的數量為兩個，兩個滑軌固定在底座上，固定平臺可滑動的固定在滑軌上，回轉氣缸固定在固定平臺的中心處，氣動夾爪固定在回轉氣缸上；

所述攻絲機構包括固定基座21、滑動基座22、氣缸23、扭振機構和絲錐24；所述固定基座為長方體結構，固定基座上設有第一穿線腔25、第二穿線腔26和第一調節(jié)槽27，第一調節(jié)槽設置在固定基座的中心處，第一穿線腔和第二穿線腔對稱的設置在第一調節(jié)槽的兩側，第一穿線腔和第二穿線腔的上方分別設有一個第一導槽28和第二導槽29，第一導槽和第二導槽分別與第一穿線腔和第二穿線腔相連通，第一導槽和第二導槽的截面形狀均為倒t形結構；所述滑動基座為長方體結構，滑動基座的中心處設有第二調節(jié)槽210，第二調節(jié)槽的位置與第一調節(jié)槽的位置相對應，第二調節(jié)槽兩側分別設有一個第一導條211和一個第二導條212，第一導條和第二導條分別與第一導槽和第二導槽間隙配合、使滑動基座可上下滑動的固定在固定基座上，第二調節(jié)槽底部設有調節(jié)塊213，氣缸固定在固定基座頂部，氣缸的推桿穿過第一調節(jié)槽與調節(jié)塊固定連接，氣缸控制滑動基座進行上下移動；

所述扭振機構包括主軸214、第一平衡桿215、第二平衡桿216、第一連桿217、第二連桿218、第一激振器219和第二激振器220，主軸通過支撐座239可轉動的固定在滑動基座上，第一平衡桿和第二平衡桿均包括固定部件221和激振部件222，固定部件上設有圓柱體結構的第一固定通道223，第一固定通道的兩側對稱的各設置一個固定耳固定通道224，第一固定通道與主軸間隙配合，固定部件和激振部件的連接處設有一個圓柱體結構的第二調節(jié)通道225，第二調節(jié)通道向固定部件方向設有第一開口通道226，第一開口通道相固定部件分割成可開合的兩個部分，主軸上縱向設有兩組固定耳組，每組固定耳組包括兩個對稱設置的固定耳227，第一平衡桿和第二平衡桿分別包覆在主軸外部、使主軸穿過第一固定通道且相應的兩個固定耳均位于固定耳固定通道中，再通過螺栓228加以固定，第一平衡桿和第二平衡桿的激振部件反向設置，第二平衡桿位于第一平衡桿的下方，第一連桿固定在第一平衡桿的激振部件上，第二連桿固定在第二平衡桿的激振部件上，第一激振器固定在滑動基座上與第一連桿相連接，第二激振器固定在滑動基座上與第二連桿相連接，所述第一穿線腔和第二穿線腔均的截面形狀均為等腰梯形結構，所述主軸上縱向設有兩個限位平衡桿229，限位平衡桿位于第二平衡桿的下方，所述滑動基座上設有消音孔230；所述絲錐可拆卸的固定在主軸下方。