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浅谈普通三角螺纹抗拉和抗疲劳强度
王志广
（河南省开封市技师学院，河南开封475000）
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摘要：普通三角螺纹在各种机械产品中广泛使用，在一些特殊的产品中三角螺纹需承受较大的拉伸力，螺纹牙底的强度决定了螺效的使用寿命。在采用音通车削方法加工的基础上，利用滚压技术改变媒效牙底的金相组织结构，消除应力集中现象的方法，能够有效的提高螺纹的使用寿命和安全系数，在实际生产中具有较强的推广意义。
关键词：三角螺效；滚压；抗拉；抗疲劳
较大尺寸规格的普通三角螺纹的加工方法一般是在车床上车削加工，在加工过程中，受刀具（刀尖部分）、机床刚性及切削用量等因素的影响.加工出的螺纹牙底部位尖角（或近似尖角）型，表面会出现震痕或撕裂状（螺纹牙底形状如图1)。这样将严重降低螺纹的抗拉和抗疫劳强度，待别是靠螺纹来承担拉力，在冲击载荷、交变载荷下尤为突出。这类螺纹应用在起重、称重等场合时存在一定的安全隐患。本人在长期的生产实践中总结出了在不加大螺纹直径和不改变材料的情况下，通过在车床上将所加工的三角螺纹的牙底车制成圆弧状，并进行强制滚压，从面有效改善螺纹牙底的加工质量。(图1)
说明：螺纹制作参数均按《机械设计手册》第3卷表22.1-2和表21.1-5中内螺纹大径D和外螺纹小径d的偏差来作规定、但在实际应用中应根据中径偏差推算
1三角螺纹滚压工具的制作
滚压工具由滚压轮、销钉、托架和开口压紧座组成。滚压轮在车
床上加工制作，用Cr12材料，R国弧部位须经高频率火处理，达到 HRC45-50,R弧应符合设计要求，两斜面尖角a=55°左右。托架在车床、铣床、和钻床上加工制作，材料选用45#钢。开口压紧座在车床、铣床上加工制作，选用弹簧钢。在具体使用过程中，开口压紧座通过车床刀架坚固螺钉紧固在刀架上。滚压轮中的孔与销钉为滑动配合，厚度与托架凹槽配合.间隙≤0.05mm托架右部的圆柱部分与开口压紧座的内孔为间隙配合，自由状态下，托架圆柱部位插人开口托架内孔后，应能自由转动.在车床刀架上压紧后能够实现锁死（滚压工具见图2)。滚压工具在车床刀架上压紧前，可根据滚压螺纹的不同螺距调整相应的螺旋升角，以满足滚压加工的需要(图2)
2三角螺纹滚压前的加工
首先将需车制螺纹材料的一端打中心孔，采用一夹一顶方式车前螺纹外圆，并在规定的尺寸上留1-2mm的加工余量.进行调质处理，处理时的硬度一般为HB220-250之间，调质合格后，应将原来所打中心孔用8哄砂布进行研磨，去除因热处理所产生的氧化层或手刺防止在后续加工中出现所车外圆和工件中心轴线偏移现象
将工件装卖在车床上，采用一爽一项方式，车制螺纹大径.并达到设计尺寸范围。在车制螺纹之前应首先确定该螺纹的牙型高度。方法是，先测量所用检具（即螺纹环规的通端)的小径实际尺寸，用精车后的螺纹外径实际尺寸一螺纹检其小径的实际尺寸=所车前螺纹的牙型高度。
确定好螺纹深度后粗车三角螺纹，粗车螺纹的牙型面应留 0.3mm的精车余量，牙型高度应严格按照上述计算后的尺寸车够深度，此时应注意有些螺纹牙底较宽，车前时需排刀车前，车前牙型深度尺寸时每次进刀车削型面时应保证螺纹牙底为近似平面状，
精车三角螺纹时，首先精车螺纹牙型面，并用检具（环规)进行测量，为保证中径尺寸应使螺纹环规通端过，止端不过。用55°
角螺纹车刀车削，刀尖应磨出围弧，弧应比图纸要求的牙底圆弧半径小0.1—0.15mm，车削牙底阀弧过程中车刀不能车削牙型面，保证车刀中心线与所车螺纹中心线相垂直，车前圆弧深度应基本与螺纹牙型面相切(不可过切削)，并留0.05—0.1mm的滚压量
3三角螺纹的滚压加工
将螺纹滚压刀具组合在一起，检查滚压轮转动是否灵活，在滚压轮与销钉之间涂润滑脂，然后，将组合好的滚压刀具装夹在车床
图1螺纹牙底形状图2滚压工具
刀台上。要求滚压轮水平中心线与所需滚压螺纹轴线在同一平面内。调整滚轮转角与螺纹的螺旋升角一致，滚压轮两斜面不能与螺纹牙型面接触，且缝隙均匀，并保证滚压轮座正确压繁。转动车床，利用刀架丝杠手柄，使滚压轮沿着螺纹底部的圆弧移动，反复几次，确定对位准确后，在螺纹部位涂润滑油，用低转速通过中拖扳手柄给滚压轮施加压力，在滚压轮铅着螺纹牙底螺旋线移动时压力应逐渐增大，如此反复几次，使滚压后的牙底圆弧与螺纹牙型面相切，达到无明显车前连接痕迹，牙底圆弧光亮。用螺纹环规检验，查看螺纹底部是否在滚压后影响螺纹旋进。
4滚压加工后三角螺纹的性能
通过滚压加工后的螺纹牙底，内部组织结构达到形变强化，金属的强度、硬度提高，在形变的同时，金属内部的晶粒沿变形方向压扁或拉长，晶粒内部的亚品粒尺寸碎化，位错密度增加，晶格畸变加剧，滑移阻力增加，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织，使金属的力学性能其有明显的方向性。用放大镜观案，圆弧表面光亮，车刀痕迹完全清除，表面金相组织更加细密。圆弧部位表面硬度明显提高，截面应力相对分散，应力集中现象得以消除。通过在实验机上实验，经过滚压加工后的三角螺致比车削后未经滚压加工的螺纹抗疲劳强度可提高两倍以上，经拉力实验，承载能力可提高一倍以上。