Как осуществляется накатка резьбы при производстве титановых крепежных элементов?
Полный процесс "накатки резьбы" крепежных элементов из титанового сплава.
I. Для начала давайте уточним: что такое наматывание нити?
Накатка резьбы — это не вращение и не нарезание резьбы; это процесс холодной экструзии. С помощью пары или трех комплектов высокопрочных резьбонакатных колес гладкий стержень экструдируется и прокатывается, в результате чего металлические волокна текут вдоль профиля резьбы и образуют выступающую резьбу путем экструзии.
✅ Винты из титановых сплавов и высокопрочных материалов должны быть изготовлены методом накатки резьбы; их нельзя проворачивать.
Переведено с помощью DeepL.com (бесплатная версия)
II. Полный производственный процесс накатки резьбы для Титановые винты TC4
1. Предварительная обработка (подготовка перед накаткой нити)
Резка: резка титановых стержней и обработка заготовок на токарном станке.
Снятие фаски: Снятие фаски с торцевой поверхности головки винта и концов резьбы (для предотвращения поломки инструмента и повреждения резьбы при накатке резьбы).
Термообработка / Снятие напряжений: Материал TC4 твердый; необходимо предварительно устранить напряжения, возникающие при механической обработке.
Очистка поверхности: обезжиривание и удаление заусенцев для обеспечения плавного формирования резьбы.
Критически важно: перед накаткой резьбы внешний диаметр винта должен быть точно выверен и немного меньше среднего диаметра резьбы, чтобы учесть припуск на формовку.
2. Полный процесс производства титановых винтов TC4 методом прокатки.
- Предварительная обработка (подготовка перед формовкой вальцов)
- Настройка и зажим станка
Оборудование: двухкоординатный профилировочный станок / трехкоординатный резьбонакатный станок
Инструментальная оснастка: Специальные профилирующие ролики, разработанные специально для титановых сплавов (высокая твердость, износостойкость, антиадгезия к титану).
Настраивать:
Отрегулируйте межосевое расстояние между двумя колесами, чтобы контролировать шаг и профиль резьбы.
Отрегулируйте скорость подачи и время прокатки.
Используйте масло для накатки резьбы под экстремальным давлением / специальную смазку для титановых сплавов.
3. Основа: Принципы накатки резьбы для титановых деталей.
Два нитеобразующих ролика вращаются в одном направлении.
Между двумя роликами помещается голый титановый стержень.
Ролики медленно сжимают заготовку, и трение заставляет стержень вращаться вокруг своей оси.
В результате непрерывного радиального сжатия металл вытекает наружу и накапливается.
Корень резьбы сжимается, а вершина резьбы поднимается, образуя полную резьбу за один проход.
Основные характеристики (эксклюзивно для титановых сплавов)
Материал TC4 твердый, липкий, склонен к образованию царапин и заедания:
Скорость подачи не должна быть слишком высокой.
Давление не следует оказывать слишком резко.
Для предотвращения разрывов, заломов, следов от инструмента и микротрещин на поверхности резьбы необходимо использовать высококачественную смазку.
4. Немедленные результаты после профилирования.
Металлические волокна в нити остаются непрерывными (в отличие от обычной резки нити, при которой волокна обрываются).
В основании резьбы образуется слой сжимающего напряжения → Удвоение ресурса усталостной прочности
Резьбовая поверхность плотная, гладкая и без следов резки.
Резьба имеет полный и точный профиль с стабильным допуском 6 г.
5. Постобработка
Удаление заготовок и автоматическая выгрузка
100% осмотр: профиль зуба, поврежденные зубы, заусенцы, поверхностные складки, микротрещины.
Обезжиривание и очистка → Пассивация / Пескоструйная обработка / Противозадирное покрытие
Контроль размеров с использованием калибровочных шаблонов типа «проходной/непроходной» (шарик «проходной» — «нет», шарик «непроходной» — «нет»).
III. Резьба, полученная методом прокатки из титана, против резьбы, полученной традиционным механическим способом (почему титан необходимо прокатывать)
Волокнистая структура
Намотанные нити: Волокна полностью обвивают нить, обеспечивая высокую прочность.
Обработанная резьба: волокна разорваны, имеются следы инструмента и микротрещины у основания резьбы.
Устойчивость к усталости
Резьба, полученная методом накатки: устойчива к сжатию, ударам и разрушению, подходит для работы в вибрирующих условиях.
Обработанная резьба: склонна к разрушению из-за трещин у основания резьбы, что делает титановую деталь сразу же непригодной для использования.
Качество поверхности
Резьба, полученная методом накатки: гладкая, без следов инструмента, складок и микротрещин.
Обработанные резьбы: многочисленные глубокие и мелкие следы от инструмента, представляющие значительный риск коррозии и усталости.
Противозаклинивающий
Резьба, полученная методом накатки, имеет плотный поверхностный слой, обеспечивающий более плавное зацепление и снижающий вероятность заклинивания.
IV. Три ключевые проблемы накатки резьбы в титановых сплавах и их решения.
Титановый материал прилипает к инструменту и склонен к образованию заусенцев → Специальные резьбонакатные круги из титанового сплава + масло для смазки под высоким давлением
Высокая твердость и значительное сопротивление экструзии → Низкоскоростная прокатка, пошаговая подача и предотвращение полного проплавления за один проход
Склонность к образованию складок и отслоению поверхности → Точный контроль внешнего диаметра заготовки + правильная фаска + регулярная переточка инструмента
V. Краткое изложение в двух словах
Накатка резьбы для крепежных элементов из титановых сплавов — это процесс холодной экструзии, при котором резьбонакатная матрица сжимает гладкую заготовку, заставляя металл естественным образом течь и образовывать резьбу. Этот процесс не разрывает металлические волокна, а в корне резьбы создается сжимающее напряжение, в результате чего получаются титановые винты TC4 с высокой прочностью резьбы, бездефектной поверхностью, усталостной прочностью и сопротивлением разрушению. Это единственный сертифицированный метод нарезания резьбы для высококачественных титановых крепежных элементов.