螺纹滚压头：精密制造的工艺伙伴

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  要点速览
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  螺纹滚压头如何成形螺纹
• 3
  螺纹滚压头何时适合零件、何时不适合
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  毛坯直径与螺纹牙型限制
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  如何检验滚压螺纹
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  分步操作：装夹调试螺纹滚压头
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  螺纹滚压头与切削丝锥、螺纹铣刀对比

螺纹滚压头是一种滚压头，压入旋转的毛坯，把金属挤入螺纹牙型，而不是去除材料。三个或四个滚轮同时作用，材料向外流入牙顶、向内流入牙底。没有材料被切掉，因此没有切屑需要清理，也没有容屑槽会断裂。

由于材料发生位移，毛坯必须按成品螺纹尺寸确定。常见错误是从适合切削丝锥的车削直径开始。滚压螺纹需要接近中径而非大径的毛坯，具体数值取决于材料和滚轮几何形状。

该工艺最适合塑性好的材料：低碳钢和中碳钢、303 和 316 不锈钢、6061 铝以及铜合金。它不适合铸铁、约 40 HRC 以上的硬质工具钢，以及任何会撕裂而非流动的材料。

同尺寸下，滚压螺纹的疲劳强度高于切削螺纹。晶粒流线沿牙侧延伸，而不是在牙底被切断，牙底处于压应力状态。对于旋转轴，这通常正是指定螺纹滚压头的首要原因。

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  无切屑无需排屑，因此深孔或盲孔螺纹更容易保持清洁。
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  冷作强化牙底处于压应力状态，可抵抗循环载荷下的裂纹萌生。
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  材料流动晶粒沿螺纹牙型流动，而不是被横向切断。

当材料塑性好、螺纹长度大于约 1.5 × 螺纹直径、螺纹背后的壁厚足以承受成形压力时，使用螺纹滚压头。壁厚约 2 mm 以下的薄壁管和空心凸台通常在滚压力下变形，内孔圆度变差。

该工艺还需要在全螺纹之前有一段导入长度。滚轮必须逐渐啮合，因此在入口处留倒角或至少 2 × 螺距的导入。无导入的直角台肩会使滚轮起步不良，产生撕裂的首牙。

当零件淬火到约 40 HRC 以上、螺纹进入盲孔且间隙小于 2 × 螺距，或图纸要求成形无法达到的磨制螺纹精度等级时，不要用螺纹滚压头。这些情况下，切削丝锥或螺纹铣刀才是可靠选择。

尺寸也很重要。滚压头需要足够的主轴扭矩和刚性装夹。在细长轴上，除非用尾座或中心架支撑，成形力会把零件推离滚轮。如果轴发生挠曲，螺纹会呈锥形，中径沿长度方向漂移。

滚压螺纹的毛坯直径介于成品螺纹的中径和大径之间。可用的起点是中径加 0.3 × 螺距，然后测量首件后调整。对于 M8 × 1.25 螺纹，中径约为 7.188 mm，因此毛坯接近 7.55 mm 是合理的首次试验值。

同公称尺寸下，滚压螺纹与切削螺纹不可互换。滚压螺纹的牙顶是圆的而非平的，因此卡尺测得的大径略小。这是正常的。中径和功能量规才决定螺纹是否配合。

螺纹长度受滚轮宽度和滚压头行程限制。如果机床行程足够且零件有支撑，4,000 mm 轴上的长螺纹可以滚压，但滚压头必须按正确导程沿轴向进给，否则螺距会漂移。

对于 0.8 mm 以下的细螺距，成形变得困难。滚轮薄，单位面积成形压力升高，牙顶可能撕裂。M3 或 0.8 mm 螺距以下，螺纹铣刀通常更可靠，尤其是在不锈钢中。

先测中径。螺纹千分尺或校准过的功能量规是检验滚压螺纹的唯一可靠手段。用卡尺量大径几乎说明不了问题，因为牙顶是圆弧的，即使是合格件也会读小。

接着检查螺纹牙型。看牙顶是否完整、牙底是否干净，有没有材料折叠形成的叠层。出现叠层通常说明毛坯直径过大或滚压压力设得过高。牙顶撕裂通常说明毛坯直径过小、材料过硬或导入倒角太短。

检查导入部分。用手把零件拧上量规，感受前两圈是否发紧。双头螺纹起牙或首牙不完整会在这里先暴露出来，而不是在大径检测时才发现。

记录首件并留存毛坯直径数据。毛坯直径调好后，滚丝机重复性很好。出现的波动通常来自毛坯直径漂移或滚轮磨损，而不是机床。