一种外螺纹加工模具及方法与流程

本发明属于螺纹紧固件加工，尤其涉及一种外螺纹加工模具及方法。

背景技术：

1、在机械加工行业中，对于小规格螺纹，采用滚压成形是一种常见而且成熟的工艺方法，在进行滚压螺纹时，通过移动母材来将螺纹形状压到工件毛坯中。这种移动的一个关键参数是螺纹齿根深度。随着滚压模具(滚轮)把将形成根部的材料错位，材料将从径向和轴向由根部流出，进行螺纹的加工。

2、在核电行业里，特别对于大规格外螺纹的加工均普遍采用车削加工法，加工后螺纹的金属流线被切断，螺纹牙型表面及其内部晶粒度没有变化，同时螺纹牙型表面没有得到强化，由此会影响外螺纹性能。采用外螺纹的滚轧法进行加工，具有工件精度高、滚压后工件强度约高于坯料，特别适应于批量加工等优点；但存在不适用于单件工件生产，对于塑性差的材料在牙顶容易出现崩塌、裂纹、折叠等加工难点。因此需要能够使加工件螺纹牙型晶粒度比原材料更细化，满足在交变应力和4k条件下使用的滚压加工模具及对应的加工方法。

3、公开号为cn202080005681的专利文献公开了cu-al-mn系形状记忆合金的成型体及其制造方法，该记忆合金成型体具有螺纹部，螺纹部为滚轧加工部。另外，该发明的cu-al-mn系形状记忆合金成型体的制造方法包括下述工序：通过滚轧将成型体原材料的至少一部分在晶体结构为a2型结构的状态下进行塑性加工而成型之后，实施使其变为l21型结构的热处理，由此形成呈现超弹性特性的螺纹部。但该文献未公开对高强材料alloy 718和a286大规格外螺纹的加工方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种外螺纹加工模具及方法，可以解决大规格外螺纹加工不便使用滚轧加工的问题。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种外螺纹加工模具，包括模具主体，所述模具主体上设置有螺纹，模具主体中部设置有通孔。

4、优选地，所述模具主体一侧设置有下凹部。

5、优选地，所述通孔一侧设置有凹槽a。

6、优选地，所述凹槽a内设置有凹槽b。

7、优选地，所述凹槽b底面呈圆弧形，凹槽b对称设置有两道。

8、所述螺纹包括螺牙，相邻所述螺牙之间的牙底呈圆弧形设置。

9、一种外螺纹加工模具的使用方法，包括以下步骤：

10、s1：将模具与滚丝设备的转动轴连接，并调整高度以对齐模具，将坯料需加工螺纹处与模具接触，转动轴带动模具转动对坯料进行滚轧，滚轧使得坯料表面温度升高，

11、s2：向坯料加工处使用冷却液，模具对坯料施加冷却压力并保持5min，

12、s3：持续向胚料和模具添加使用冷却液，使得胚料螺纹加工处的表面温度急剧下降，进而得到所需成品工件。

13、优选地，所述步骤s1中，表面温度升高至750-780℃。

14、优选地，所述步骤s3中，表面温度急剧下降到400℃以下。

15、优选地，所述步骤s2中冷却液为10号润滑机油。

16、本发明的有益效果在于：

17、本发明的加工模具及加工方法，适用于大规格外螺纹的螺纹成型(包括疲劳型和应力型外螺纹紧固件)的滚轧法加工，具有生产效率高、尺寸精度高、一致性(互换性)好等优点。本发明的加工方法相对于车制加工方法，更能适应于批量生产，能够对原材料锻造热处理后将其加工成疲劳型紧固件，本发明适合对材料alloy 718和a286疲劳型外螺纹(螺纹规格m＞33)的加工，利用其低磁性在4k(-269℃)条件下使用时还能保持其良好的综合性能和较高的强度。本发明的外螺纹加工模具及使用方法在核电行业、机械行业及航空航天领域内均具有推广意义和经济价值。

技术特征：

1.一种外螺纹加工模具，其特征在于：包括模具主体(1)，所述模具主体(1)上设置有螺纹(2)，模具主体(1)中部设置有通孔(3)。

2.如权利要求1所述的一种外螺纹加工模具，其特征在于：所述模具主体(1)一侧设置有下凹部(4)。

3.如权利要求1所述的一种外螺纹加工模具，其特征在于：所述通孔(3)一侧设置有凹槽a(5)。

4.如权利要求3所述的一种外螺纹加工模具，其特征在于：所述凹槽a(5)内设置有凹槽b(6)。

5.如权利要求4所述的一种外螺纹加工模具，其特征在于：所述凹槽b(6)底面呈圆弧形，凹槽b(6)对称设置有两道。

6.如权利要求1所述的一种外螺纹加工模具，其特征在于：所述螺纹(2)包括螺牙(7)，相邻所述螺牙(7)之间的牙底(8)呈圆弧形设置。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的外螺纹加工模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的一种外螺纹加工方法，其特征在于：所述步骤s1中，表面温度升高至750-780℃。

9.如权利要求7所述的一种外螺纹加工方法，其特征在于：所述步骤s3中，表面温度急剧下降到400℃以下。

10.如权利要求7所述的一种外螺纹加工方法，其特征在于：所述步骤s2中冷却液为10号润滑机油。

技术总结
本发明公开了一种外螺纹加工模具及方法，所述外螺纹加工模具包括模具主体，所述模具主体上设置有螺纹，模具主体中部设置有通孔。本发明的加工模具及加工方法，适用于大规格外螺纹的螺纹成型的滚轧法加工，具有生产效率高、尺寸精度高、一致性好等优点。本发明的加工方法相对于车制加工方法，更能适应于批量生产，能够对原材料锻造热处理后将其加工成疲劳型紧固件，利用其低磁性在4K条件下使用时还能保持其良好的综合性能和较高的强度。本发明的外螺纹加工模具及使用方法在核电行业、机械行业及航空航天领域内均具有推广意义和经济价值。

技术研发人员：谢朝顺,万隆,李永刚,蒋世威
受保护的技术使用者：贵州航天新力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12