概括
3
工艺
是一种冷成形加工法，用于无切屑 加工内螺纹。
通过材料挤压使其产生流变，从而制造 出压缩致密的螺纹齿型，因此无须通常 所需的容屑槽。
4
工艺
工件
5
刀具
纤维方向 – 齿面硬化
切削螺纹
成形螺纹
成形螺纹的齿面硬化度增强，确保 在静态应力特别在动态应力下具有 较高的抗切断强度。
6
挤压成形的螺纹 – 材料成形的梯度


必须严格按照预钻孔直径
(见目录/CCS)
选择的预钻孔直径必须大于螺纹切削的预钻孔直径 预钻孔直径 = 螺纹尺寸 – (0,45 x 螺距)
17
材料的先决条件
材料的先决条件
断裂延伸率 > 7 % 抗拉强度 Rm < 1200 N/mm2
局限性
断裂延伸率 抗拉强度 变形 磨损
典型的材料
软质钢材 不锈钢 铜合金 铝合金

对容易形成粘附物的材料，例如软质铝或铝硅合金，可通过 采用充足的乳化液或油来减低或避免粘附物。
38
冷却剂/润滑剂
材料 强度 N/mm2 350 - 700 350 - 850 500 - 850 850 - 1200 400 - 1000 400 - 1200 400 - 1200 400 - 1200 250 - 700 300 - 600
d2
d1 l2 l3
d1 = 公称直径 d2 = 刀柄直径 l2 = 螺纹长度
l
4
l1
l3 = k..= l1 = l4 = 螺纹长度 + 轴颈长度 方头尺寸 总长度 方头长度
14
挤压丝锥的优势

无切屑 深螺纹，标准型至 4xd，特殊型可更深 表面质量比切削螺纹更好 在静态负荷下抗拉断强度大约提高 20%， 在动态负荷下耐久性增加一倍以上 由于刀具很稳定，加工安全性最高
米制 ISO-普通螺纹
24
挤压成形的螺纹的形状取决于预钻孔直径
公差 (DIN 13 第50部分) 制成的螺纹小径
最小
最大
预钻孔直径
太大
符合要求
太小
预钻孔直径 15.34 mm 螺纹小径14.62 mm
预钻孔直径 15.3 mm 螺纹小径14.51 mm
预钻孔直径 15.22 mm 螺纹小径14.37 mm
导入锥体长度 l4 头数 > 2 至 3.5 > 3.5 至 5.5 > 1.5 至 2
预钻孔直径 用于挤压丝锥
预钻孔直径 用于挤压丝锥
45°最大
d3
l4 有整尖端的导入锥体
型 C, D 1,0 P 最大 型E 0.5 P 最大
d3
l4
无整尖端的导入锥体
13
图例
导入锥体 导向件 润滑槽 轴颈 刀柄 方头
润滑不充足
润滑良好
36
润滑和表面质量
润滑: 乳化液不充足 润滑: 最小量冷却润滑油
鳞片状表面 齿形成形过度
光滑的表面 齿形敞开
37
用于成形的建议(冷却和润滑)

可用油、最小量润滑或用优质乳化液(5-10%)对不锈钢进行
成形加工。
乳化液 仅可与 PROTODYN ECO-INOX 几何形状 一同使用。
28
挤压成形的螺纹小径的公差范围延伸了
对成形的建议 (预钻孔直径)
尤其在大量制造时对预钻孔直径进行优化: 尽可能大，按 照需要尽可能小。
对于加工60°牙型角螺纹，用下列公式计算出最大可能预钻孔 直径的近似值: 预钻孔直径
最大
= 螺纹尺寸 - 0,4 x 螺距
通过对已成形螺纹的测量对其进行检验！ 举例 M6 : 预钻孔直径 = 6mm -(0,4 x 1 mm) = 5.60 mm 上述数值通常刚好可行，然而: M14x1,5-6H 用于 42CrMo4, 1.100 N/mm²
对螺纹小径的影响
42CrMo4, 1100 N/mm2, M16x1,5-6HX
15,4 15 14,8
直径 [mm]
15,22
15,25
15,2
15,34
15,3
14,2 14 13,8
底孔直径对螺纹小径的影响:
如果钻出的底孔直径增大 0.04 mm，螺纹小径(成形后)则增大 0.08 mm。 变化 = ~ 倍率 2
8 7 6 5
扭矩 [Nm]
4 3 2 1 0
6HX
6GX
7GX
公差范围
34
润滑
无润滑槽
受限制 板材贯穿螺纹 至 1,5xd
有润滑槽
万能型 适用于所有 超过3xd的 通孔+盲孔 螺纹
润滑油膜薄 对较深的螺纹可能会有问题


润滑均匀 在深螺纹的下部范围 也能均匀润滑
35
润滑与表面质量
鳞片状表面 光滑的表面
29
概括 (预钻孔直径)

一个优化预钻孔直径的成形过程: 使成形过程简易化 减低扭矩 提高耐用度 目标是符合DIN 13 标准第50部分并符合量规允差的螺纹
30
预钻孔直径与扭矩
预钻孔
预钻孔直径 D 螺纹尺寸 - 0,45 * 螺距
31
预钻孔直径对扭矩的影响
挤压丝锥 TIN, M6-6HX 用于 C45, 5% 乳化液
槽数 小 大
转矩
10
基本类型
PROTODYN
PROTODYN S
DIN 371
DIN 371
DIN 376
DIN 376
11
挤压丝锥品种 PROTODYN
D 型 3.5-5.5 头 通孔螺纹 C 型 2-3.5 头 盲孔螺纹 + 通孔螺纹 E 型 1.5-2 头 盲孔螺纹
PROTODYN
挤压丝锥
标称量 mm M1 M 1,2 M 1,4 M 1,6 M 1,8 M2 M 2,2 M 2,3 M 2,5 M 2,6 M3 M 3,5 M4 M5 M6 预钻孔Ø mm 0,88 ±0,01 1,08 ±0,01 1,26 ±0,01 1,45 ±0,02 1,65 ±0,02 1,82 ±0,02 2,0 ±0,02 2,1 ±0,02 2,3 ±0,02 2,4 ±0,02 2,8 ±0,03 3,25 ±0,03 3,7 ±0,03 4,65 ±0,03 5,55 ±0,05

最大可能螺距为 3 mm (螺距 1.5 mm 是特别经济的主要范围) 润滑与冷却不充足：
- 900 N/mm²钢材 - 铝合金和铜合金 - 不锈钢 带特殊的 ECO-INOX-几何形状 - > 900 N/mm²钢材 - 铬钢、韧性材料 乳化液 乳化液 切削油 乳化液 切削油 切削油 5 至 10 % 5 至 10 % (Protofluid) 5 至 10 % (Protofluid) (Protofluid/Hardcut)
7
刀具比较 – 挤压丝锥和切削丝锥 挤压丝锥
刀具具有闭合式多角 型面，稳定性很高
切削丝锥
开式槽型降低了刀具 的稳定性
8
挤压丝锥 - 多角形
例如: 5 五个多角 一个多角的展开
行程 (mm)
0,20 0,15 0,10 0,05 0
比例 100:1
0 旋转方向
36°
72°
刀具尺寸: 多角数: 行程:
6 5 4
扭矩 [Nm]
3 2 1 0
5,60
5,58
5,56
预钻孔直径 [mm]
32
材料对扭矩的影响
挤压丝锥 TIN, M6-6HX, 乳化液 5%
9 8 7 6
扭矩 [Nm]
5 4 3 2 1 0
材料 42CrMo4
C45
1.4301
33
螺纹公差对扭矩的影响
挤压丝锥 TIN, M6-6HX, 乳化液 5%
14,37
14,43
14,4
14,51
14,62
14,6
钻孔直径 型芯直径
26
螺纹小径符合 DIN 13 第50部分 挤压成形的螺纹的许可螺纹小径较大。
举例: M6-6H(X)
5.25 5.2 5.15 5.1 5.05 5 4.95 4.9 4.85 4.8 4.75 5.217 5.153
1999年11月的 DIN 13-50 标准中已规定了挤压成形螺纹 的许可螺纹小径。
PROTODYN PROODYN S PROTODYN ST PROTODYN ECO-HT PROTODYN S ECO-HT PROTODYN CAP PROTODYN S SYNCHROSPEED PROTODYN S ECO-INOX PROTODYN LM
PROTODYN
12
导入锥体型
型 C D E
乳化液: 混合比例可从 5% 起。 至20％的较高浓度可明显提高效 率。
PROTODYN S M6 5 0.20 mm
9
挤压丝锥 – 多角形

多角型面对挤压丝锥的耐用度有很大的影响。

目录挤压丝锥可提供两种不同的多角型面。
用于软质和润滑材料 例如 PROTODYN LM、PROTODYN INOX
用于普通材料 例如 PROTODYN、PROTODYN S
多角形 圆 尖 转矩 粘附物
脆性材料
灰铸铁 GG Ms58Pb AZ91 (镁合金) 硅含量 > 12%
18
适用的材料范围极为广泛，经济实用
50 45
镍合金
断裂延伸率 A5 [%]
40
35 30 25 20 15 10
不锈优质钢 钢至 700 N/mm² 铝塑性合金 钢至 1000 N/mm² 钢至 1300 N/mm²