螺纹滚压尺寸

螺纹滚压对1240MPa级高强钛合金高锁螺栓性能的影响赵庆云;刘风雷;王立东;陈闯;王玉凤【摘要】针对1240MPa级高强钛合金高锁螺栓进行螺纹滚压强化工艺试验研究,结果表明:冷滚压螺纹时,高强钛合金高锁螺栓的螺纹牙顶出现超过0.12mm的折叠,温滚螺纹则没有超标缺陷.1240MPa级高强钛合金高锁螺栓温滚螺纹后的平均抗拉强度比冷滚螺纹的平均抗拉强度低约0.5kN,但高于标准要求20％.冷滚压的螺纹各部位显微硬度稍高于温滚压后的螺纹各部位的显微硬度,冷滚和温滚均使材料得到硬化,适用于高强钛合金高锁螺栓的螺纹滚压工艺为温滚螺纹.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)019【总页数】5页(P75-79)【关键词】螺纹滚压;1240MPa;高强钛合金;高锁螺栓;紧固件;加工硬化【作者】赵庆云;刘风雷;王立东;陈闯;王玉凤【作者单位】中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024【正文语种】中文钛合金不仅强度高、重量轻、抗腐蚀、耐高温，而且与复合材料电极电位相近。

随着先进军民、用飞机钛合金和复合材料用量的不断增加，钛合金被广泛用来制造航空航天紧固件。

Ti-6Al-4V是近50多年来世界航空紧固件行业最普遍使用的钛合金，但其在使用上有两个方面的限制：（1）强度限制，抗拉强度最高1100MPa；（2）尺寸限制，最大使用尺寸约19mm。

基于飞机减重、高强度性能的目标，研究并发展1240MPa强度等级的钛合金紧固件以替代合金钢和不锈钢紧固件，是世界范围内航空紧固件领域的研究方向[1]。

航空航天对螺栓类紧固件具有较高的疲劳寿命要求，螺栓螺纹的加工要求在热处理后，采用专用模具进行滚压加工[2]。

螺纹加工方法详细讲解一、螺纹切削一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法，主要有车削、铣削、攻丝套丝磨削、研磨和旋风切削等。

车削、铣削和磨削螺纹时，工件每转一转，机床的传动链保证车刀、铣刀或砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。

在攻丝或套丝时,刀具(丝锥或板牙）与工件作相对旋转运动，并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具（或工件）作轴向移动。

二、螺纹车削在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。

用成形车刀车削螺纹，由于刀具结构简单，是单件和小批生产螺纹工件的常用方法；用螺纹梳刀车削螺纹，生产效率高，但刀具结构复杂，只适于中、大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。

普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到8～9级（JB2886-81，下同）;在专门化的螺纹车床上加工螺纹，生产率或精度可显著提高。

三、螺纹铣削在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。

盘形铣刀主要用于铣削丝杆、蜗杆等工件上的梯形外螺纹。

梳形铣刀用于铣削内、外普通螺纹和锥螺纹，由于是用多刃铣刀铣削、其工作部分的长度又大于被加工螺纹的长度，故工件只需要旋转1.25～1.5转就可加工完成,生产率很高。

螺纹铣削的螺距精度一般能达 8～9级，表面粗糙度为R5～0.63微米。

这种方法适用于成批生产一般精度的螺纹工件或磨削前的粗加工。

四、螺纹磨削主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹，按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两种。

单线砂轮磨削能达到的螺距精度为5～6级，表面粗糙度为R1.25～0.08微米，砂轮修整较方便。

这种方法适于磨削精密丝杠、螺纹量规、蜗杆、小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。

多线砂轮磨削又分纵磨法和切入磨法两种。

纵磨法的砂轮宽度小于被磨螺纹长度，砂轮纵向移动一次或数次行程即可把螺纹磨到最后尺寸。

切入磨法的砂轮宽度大于被磨螺纹长度，砂轮径向切入工件表面，工件约转1.25转就可磨好，生产率较高，但精度稍低，砂轮修整比较复杂。

切入磨法适于铲磨批量较大的丝锥和磨削某些紧固用的螺纹。

天龙房地产有限公司钢筋电渣压力焊工程技术标准标准第四册：混凝土工程部分3.钢筋直螺纹连接工程技术标准整理编写：王永才胡亚林2010年12月钢筋接头直螺纹连接施工工艺标准1 基本规定1.1 采用螺纹套筒连接的钢筋接头，其设置在同一构件中纵向受力钢筋的接头相互错开。

钢筋机械连接区段长度应按35d计算（d为被连接钢筋中的较大直径）。

在同一连接区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率（以下简称百分率），应符合下列规定：（1）接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小部位，当需要在高应力部位设置接头时，在同一连接区段内Ⅱ级接头的接头百分率不应大于50%；Ⅰ级接头的接头百分率可不受限制。

（2）接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采用Ⅰ级或Ⅱ级接头，且接头百分率不应大于50%。

（3）受拉钢筋应力较小部位或纵向受压钢筋，接头百分率可不受限制。

（4）对直接承受力荷载的结构构件，接头百分率不应大于50%。

1.2 接头端头距钢筋弯曲点不得小于钢筋直径的10倍。

1.3 不同直径钢筋连接时，一次连接钢筋直径规格不宜超过二级。

2 施工准备2.1 技术准备（1）凡参与接头施工的操作人员必须参加技术培训，经考核合格后持证上岗。

（2）核对有编号的钢筋加工单与成品数量；（3）做好技术交底。

2.2 材料准备（1）材料的品种规格：套筒的规格、型号以及钢筋的品种、规格必须符合设计要求。

（2）质量要求：1）钢筋质量要求：①钢筋应符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB 1499）《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB 13014）的要求，有原材质、复试报告和出厂合格证；②钢筋应先调直再下料，并宜用切断机和砂轮片切断，切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲，不得用气割下料。

2）套筒与锁母材料质量要求：①套筒与锁母材料采用优质碳素结构钢或合金结构钢，其材质应GB 699规定；②成品螺纹连接套应有产品合格证；两端螺纹孔应有保护盖；套筒表面应有规格标记。

滚压螺纹直径公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：滚压螺纹直径公式是制造业中十分重要的一个公式，它用于计算滚压螺纹的直径，是滚压螺纹加工的基础。

在制造业中，螺纹是一种很常见的零件结构，它通过螺旋结构的设计，可用来固定或连接零件。

而滚压螺纹是一种高效的螺纹加工方式，通过滚动的方式在工件上加工出螺纹，具有加工速度快、质量高、耗能低等优点。

滚压螺纹直径公式的正确掌握对于制造业的生产效率和质量控制都具有重要意义。

滚压螺纹直径公式的推导基于螺纹几何关系和滚压过程中的力学原理。

在滚压过程中，通过外力施加在滚柱上，滚柱通过旋转的方式将螺纹加工在工件表面。

在这个过程中，滚柱与工件之间会产生一定的相对运动和相互作用，其中滚柱上的应变能会转化为工件上的应变能，从而形成螺纹结构。

根据滚压螺纹直径公式的推导过程，我们可以得到如下的公式：\[D = d - 1.2268 \times P \]D表示滚压后螺纹的直径，d表示母材的原始直径，P表示螺距。

这个公式是由一系列的力学原理和几何关系推导而来的，通过这个公式我们可以计算出滚压后螺纹的直径。

在实际应用中，我们可以根据工件的具体情况和要求来计算出合适的螺纹直径。

滚压螺纹直径公式的正确掌握对于制造业来说意义重大。

通过正确的螺纹直径计算，可以保证螺纹的质量和准确性，避免因直径不匹配而导致的装配问题。

合理的螺纹直径计算可以提高工件的承载能力和使用寿命，保证产品的安全性和可靠性。

通过精确计算螺纹直径可以减少材料的浪费，提高生产效率和节约成本。

在实际生产中，滚压螺纹直径公式通常与数控设备相结合，实现自动化加工。

数控设备可以根据预先设定的参数，自动计算螺纹直径，并进行精确的加工。

通过这种方式，不仅可以提高生产效率和减少人为误差，还可以实现高精度的加工，确保产品质量。

滚压螺纹直径公式是生产中不可或缺的重要工具，它对于制造业的发展和产品质量控制有着重要的作用。

通过正确掌握和应用这个公式，可以提高生产效率、提高产品质量、降低生产成本，推动制造业向更高水平发展。

1序言随着柴油机设计强化要求不断提高，柴油机连杆螺栓、主轴承紧固螺栓等关重螺栓的设计也在向着高强度、大直径和大螺距的方向发展，而滚压加工的螺纹由于其表面存在冷作压应力，零件纤维组织较切削的螺纹更加致密，其承载能力较切削加工的螺纹更高，因此关重螺栓螺纹一般都要求滚压加工。

而螺纹滚压过程中零件强度越高、延伸率越小，螺纹滚压难度越大，容易出现滚丝轮碎裂的现象，螺纹加工精度不易控制。

同时由于高强度螺栓滚压力较大，利用中心孔定位加工容易造成中心孔的损坏和顶尖的破损，因此通常采用支撑板定位的方法进行加工。

而滚压过程中随着螺纹逐渐成形，滚压部分外圆直径逐渐加大，大直径关重螺栓由于其自重较大，所以在滚压力不足以带动零件中心整体自动定心的情况下，就会出现零件中心与机床主轴不平行的情况，导致零件滚压过程出现上跳或螺纹乱扣、零件中径锥度较大的情况。

因此需要对大直径高强度螺纹滚压工艺技术进行研究，解决此类零件的加工问题。

2大直径高强度关重螺栓技术要求及滚压难点分析（1）大直径高强度关重螺栓技术要求柴油机关重螺栓主要指柴油机一些关键部位的联接螺栓，主要包括柴油机连杆螺栓、平衡重螺栓、活塞头螺栓等。

为满足不断发展的设计要求，此类零件的设计强度要求不断提高，强度等级普遍达到甚至超过12.9级，硬度达到42HRC。

螺纹要求热处理后滚压加工，同时螺纹规格、螺距不断增加，达到M78及以上，螺距也相应增加到4mm，导致螺纹滚压力增加，加工难度加大。

以某型柴油机主轴承紧固螺栓（见图1）为例，其技术要求如下：该零件材料为34CrNiMo6，热处理后抗拉强度Rm≥1100MPa，屈服强度Rp0.2≥940MPa，硬度在35～40HRC，机械性能要求很高，螺纹规格为M78×4-6g，螺纹牙底圆角半径要求在R0.5～R0.576mm，滚压力计算下来达到120t，加工难度较高，对滚丝轮、滚压设备和定位夹具要求很高。

（2）滚压难点分析滚丝轮是螺纹滚压工具，最适宜加工的硬度为28～32HRC，如果零件硬度超过35HRC后，滚丝轮磨损速度会大大增加，当强度过高时会出现滚丝轮崩刃或碎裂的现象。

剥肋滚丝头加工尺寸应符合下表的规定，丝头加工长度为标准型套筒长度的1/2，其公差为+2P（P为螺距）。

剥肋滚丝头加工尺寸（mm）操作工人应按上表的要求检查丝头加工质量，每加工10个丝头用通、止环规检查一次。

经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班内生产的丝头为一个验收批，随机抽样10%，且不得少于10个。

当合格率小于是95%时，应加倍抽检，复检中合格率仍小于95%时，应对全部钢筋丝头逐个进行检验，切去不合格丝头，查明原因，并重新加工螺纹。

滚压直螺纹套筒：滚压直螺纹套筒用连接套筒，采用优质碳素结构钢。

连接套筒的类型有：标准型、正反丝扣型、变径型、可调型等，与9-6-4-2条镦粗直螺纹套筒类型相同。

滚压直螺纹接头用连接套筒的规格与尺寸应符合表9-77、表9-78的规定。

标准型套筒的几何尺寸：常用变径型套筒几何尺寸：现场连接施工：1、连接钢筋时，钢筋规格和套筒的规格必须一致，钢筋和套筒的丝扣应干净应干净、完好无损。

2、采用预埋接头时，连接套筒的位置、规格和数量应符合设计要求。

带连接套的钢筋应固定牢靠，连接套筒的外露应有保护盖。

3、滚压直螺纹接头应使用扭力扳手蔌管钳进行施工，将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧，接头拧紧力矩应符合表的规定。

扭力扳手的精度为+5%。

4、经打紧后的滚压直螺纹接头应做出标记，单边外露丝扣长度不应超过2P。

5、根据待接钢筋所在部位及转动难易情况，选用不同的套筒类型，采取不同的安装方法。

接头质量检验：1、工程中应用滚压直螺纹接头时，技术提供单位应提交有效的型式检验报告。

2、钢筋连接作来开始前及施工过程，应对每批进场钢筋进行接头连接工艺检验。

工艺检验应符合下列要求：（1）每种规格钢筋的接头试件不应少于3根。

（2）接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验。

（3）3根接头试件的抗拉强度均不应小于该级别钢筋抗拉强度的标准值，同时尚就不小于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度。

3、现场检验应进行拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验。

直螺纹套筒施工规范1、剥肋滚丝头加工尺寸应符合Φ25，剥肋直径23.7±0.2、螺纹尺寸M26×3、丝头长度35、完整丝扣圈数≥9规定。

丝头加工长度为标准型套铜长度的1/2，其公差为＋2P（P为螺距）。

2、操作工作应按下表的要求检查丝头加工质量，每加工10个丝头用通、止环规检查一次，经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班内生产的丝头为一个验收批，随机抽样10%，且不得少于10个。

当合格率小于95%时，应加倍抽检，复检中合格率仍小于95%时，应对全部钢筋丝头逐个进行检验，切去不合格丝头，查明原因，并重新加工螺纹。

滚压直螺纹接头用连接套筒，采用优质碳素结构钢。

连接套筒的类型有：标准型、正反丝扣型、变径型、可调型等。

滚压直螺纹接头用连接套筒的规格与尺寸应符合Φ25，螺纹直径M26×3、套筒外径39、套筒长度70的规定。

现场连接施工（1）、连接钢筋时，钢筋规格和套筒的规格必须一致，钢筋和套筒的丝扣应干净完好无损。

（2）、采用预埋接头时，连接套筒的位置、规格和数量应符合设计要求。

带连接套筒的钢筋应固定牢靠，连接套筒的外露端应有保护盖。

（3）、滚压直螺纹接头应使用扭力扳手或管钳进行施工，将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧，接头拧紧矩应符合下表的规定。

扭力扳手的精度为±5%。

直螺纹钢筋接头拧紧力矩值(如图)（4）、经拧紧后的滚压直螺纹接头应做出标记，单边外露丝扣长度不应超过2P。

（5）、根据待接钢筋所在部位及转动难易情况，选用不同的套筒类型，采取不同的安装方法。

接头质量检验（1）、工程中应用滚压直螺纹接头时，技术提供单位应提交有效的型式检验报告。

（2）、钢筋连接作业开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头连接工艺检验。

施工工艺检验应符合下列要求。

ａ、每种规格钢筋的接头试件不应少于3根。

ｂ、接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验。

ｃ、3根接头试件的抗拉强度均不应小于该级别钢筋抗拉强度的标准值，同时尚应小于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度。

１.范围本标准规定了我生产吊专用汽车常用的普通螺纹紧固件的拧紧力矩本标准（表1）适用汽车产品图样和技术条件中未注明拧紧力矩要求，螺纹副精度为6g/6H，螺纹直径为6～20mm、性能等级5.6、8.8、10.9级的螺纹紧固件。

本标准（表2）适用与随车吊产品中吊机和后支腿图样和技术条件中未注明拧紧力矩要求，螺纹直径为22～40mm、性能等级10.9级的螺纹紧固件。

本标准（表3）适用与技术条件中未注明液压管路，接头为碳钢件，拧入件为钢件拧紧力矩要求。

２.总则本标准以“滚压外螺纹镀锌、内螺纹镀锌、不加润滑剂”的常用表面为条件．本标准不适用于承受交变载荷或加润滑剂装配的螺纹紧固件，以及紧钉螺钉和类似的不规定抗拉度的螺纹紧固件．３.螺纹紧固件的拧紧力矩力学性能5.6、8.8、10.9级螺纹紧固件的拧紧力矩值见（表1）：螺纹直径为22～40mm、性能等级10.9级的螺纹紧固件拧紧力矩值见（表2）液压管路，接头为碳钢件，拧入件为钢件拧紧力矩值见（表3）：螺纹规格拧紧力矩（N.m）螺纹规格拧紧力矩（N.m）M12X1.5 40 M33X2 450M14X1.5 50 M36X2 500M16X1.5 80 M39X2 550M18X1.5 120 M42X2 600M20X1.5 150 M45X2 700M22X1.5 200 G1/4 60M24X1.5 200 G3/8 120M26X1.5 250 G1/2 200M27X1.5 250 G3/4 250M30X1.5 350 G1 450M36X1.5 500 G1 1/4 600M27X2 250 G1 1/2 800M30X2 3504. 螺栓装配标准a、螺栓长度选择，（如图1）螺栓长度L=累积料厚H+1.8d(螺栓直径)，及L=H+1.8d；（如图2）配自锁螺母的螺栓长度L=累积料厚H+1.5d(螺栓直径)，及L=H+1.5d 。

b、螺栓漏头H1＞3倍螺距P，如M12螺距P为1.75，H1＞3*1.75 ,H1＞5.25。

螺纹一、圆 柱 螺 旋 线 及 螺 纹 的 形 成（一）圆柱 螺旋线如图9-1a 所示，一动点A 0沿圆柱表面绕其轴线作等速回转运动，同时沿母线作等速直线运动所形成 的轨迹 称为圆柱螺旋线．．．．．。

动点A 0旋转一周沿轴 向移动的距离A 0A 12称为导程（P h ）。

图9-1b 为圆柱螺旋线的两面投影图。

将圆柱表面展开 ，螺旋线随之展成为一 倾斜直线，如图9-1c 所示。

该倾斜直线为直角三角形的斜边，底边为 圆柱底圆的 周长πd ，另一直角 边为导程P h 。

斜边与底边的夹角ψ，称为导程角。

导程角ψ可由 三角关系确定：Tan ϕ=dp hπ 直角三角形中的另一锐角β称为螺旋角，β=90°-ϕ。

（二）螺纹的形成在圆柱（或圆锥）表面上 ，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起，称为螺纹。

不少零件的表面上都制有螺纹。

制在零 件外表面上的螺纹称为外螺纹，制在内表面上的螺纹称为内螺纹，如图9-2所示。

加工螺纹的方法很多。

图9-3为在车床上加工内、外螺纹的示意图，工件作等速旋转运动。

刀具沿工件轴向作等速直线移动，其合成运动使切入工件的刀尖在工件表面切制出螺纹来。

在箱体、底座等零件上制出的内螺纹（螺孔，一般是先用钻头钻孔，再用丝锥攻出螺纹，如图9-4所示。

图中加工的为不穿通螺孔。

钻孔时钻头顶部形成一个锥坑，其锥顶角按120°画出。

二、螺纹的基本要素和分类（一）螺纹的基本要素螺纹的结构和尺寸是由牙型、大径和小径、螺距和导程、线数、旋向等要素确定的。

1.螺纹牙型在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。

它由牙顶、牙底和两牙侧构成，形成一定的牙型角。

常见的螺纹牙型有三角形、梯形、锯齿形和矩形等多种，它们的牙型角、牙型符号见表9-1。

2.大径、小径和中径外螺纹的大径、小径和中径分别用符号d、d1和d2表示；内螺纹的大径、小径和中径分别用符号D、D1和D2表示，如图9-5所示。

（1）大径与小径与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱直径，称为大径。