徐 磊

（陜西長嶺電子科技有限責(zé)任公司，寶雞 721006）

滾花加工對(duì)于直徑較大的軸類零件來說是一項(xiàng)普通的加工方法，但對(duì)于直徑小于一定范圍的纖細(xì)零件，用常規(guī)滾花方法其難度較大，加工費(fèi)時(shí)、廢品率高，這是長期困擾生產(chǎn)的一項(xiàng)技術(shù)難題。

1 傳統(tǒng)滾花工具特點(diǎn)、局限性及典型零件特點(diǎn)的分析

傳統(tǒng)滾花工具工作圖如圖1所示。滾花工具通過對(duì)滾花零件施加單向徑向力使零件獲得滾花效果，施加的徑向力越大，則零件上的滾花深度越深。對(duì)于直徑較小的纖細(xì)零件來說，過大的徑向力會(huì)使零件發(fā)生彎曲，甚至斷裂，特別是銅、鋁等有色金屬材料，由于本身材料強(qiáng)度較低，在進(jìn)行纖細(xì)零件滾花時(shí)更容易出現(xiàn)彎曲、斷裂問題。

圖1 傳統(tǒng)滾花工具工作圖

圖2是一典型的纖細(xì)滾花零件圖“焊柱”。材料為HPb59-1鉛黃銅，從圖中可以看出該零件屬于纖細(xì)零件，滾花部分直徑為Ф1.050-0.05（該公差為滾花前機(jī)加尺寸公差），最小直徑部分Ф0.75。如采用傳統(tǒng)滾花工藝，在滾花加工中會(huì)使零件受到單向的徑向力，從而使零件彎曲或斷裂，實(shí)際加工也驗(yàn)證了彎曲、斷裂的發(fā)生。

圖2 典型纖細(xì)滾花零件圖

2 纖細(xì)零件滾花工藝方案的初步探索與實(shí)踐

在對(duì)典型零件的分析后，初步確定了首次滾花工藝方案，嘗試使用數(shù)控機(jī)床，在零件滾花部位采用刻直紋的工藝方法（工藝方法同數(shù)控銑床在零件上刻字），零件滿足圖紙要求但零件使用中存在較大問題。

該“焊柱”零件用于印制板裝配使用，零件的滾花部位與印制板上的安裝通孔形成過盈配合，在安裝完該零件后，印制板翻轉(zhuǎn)在另一面上將該零件與印制板焊盤焊接在一起，安裝時(shí)的過盈配合保證了在印制板翻轉(zhuǎn)時(shí)該零件不會(huì)從印制板上脫落，而采用刻直紋的零件裝配后印制板翻轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)了脫落現(xiàn)象。

經(jīng)分析，主要原因在于傳統(tǒng)滾花工藝是在不去除零件外圓材料的情況下，采用擠壓變形的方法在零件外圓表面形成直紋滾花。從微觀上看，通過擠壓既有高于原外圓表面的“齒頂”，又有低于原外圓表面的“齒底”，所以其滾花后的最大外圓直徑是大于零件原外圓直徑的，由此形成了與印制板安裝孔的裝配過盈量。而采用刻直紋的方法通過去除材料形成直紋，只有低于原外圓表面的“齒底”，而無高于原外圓表面的“齒頂”。滾花前后，零件滾花外圓表面直徑?jīng)]有變化，無法形成與印制板安裝孔的裝配過盈量，所以安裝后，印制板翻轉(zhuǎn)過程中發(fā)生了脫落現(xiàn)象。該方法經(jīng)生產(chǎn)實(shí)際使用驗(yàn)證不滿足要求，生產(chǎn)效率低下。

3 最終方案的確定與實(shí)施、驗(yàn)證

經(jīng)過一次工藝方案的失敗，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，筆者注意到除了要克服傳統(tǒng)滾花工具對(duì)滾花零件施加單向徑向力的問題，還需考慮滾花工具的穩(wěn)定性、滾花加工時(shí)的安全性、滾花工具的可調(diào)整性以及必須采用非去除材料的加工方式。綜合以上各種因素，筆者再次制定工藝方案時(shí)徹底摒棄了傳統(tǒng)滾花工藝方法，最終確定了以搓絲板為基本原件的“搓花”工藝方法代替滾花的工藝方法，如圖3所示。

圖3 搓花工具工作圖

首先，對(duì)過去報(bào)廢的搓絲板進(jìn)行了考察。由于搓絲板是用來搓外螺紋的，所以搓絲板上的紋路是以螺紋升角展成的斜紋，而需要的是直紋。進(jìn)一步對(duì)搓絲板進(jìn)行分析，斜紋其實(shí)是指搓絲板的紋路相對(duì)于搓絲板矩形外形有夾角，也就是說，紋路對(duì)矩形外形的豎邊不垂直，對(duì)橫邊不平行。針對(duì)這種情況，人們可以通過對(duì)搓絲板的外形再次加工使加工后的矩形外形豎邊垂直于紋路，橫邊平行于紋路，加工外形后的搓絲板會(huì)比原搓絲板面積小近一半，但對(duì)上述的典型零件滾花加工沒有影響。使用線切割設(shè)備對(duì)兩塊搓絲板的外形進(jìn)行切割，并通過加工去除多余的直紋部分，制備了兩塊直紋搓絲板。

隨后對(duì)以兩塊搓絲板為主要原件的“搓花”工具進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，考慮以一塊搓絲板作為固定搓絲板，另一塊搓絲板作為主動(dòng)搓絲板（以下簡稱定板、動(dòng)板），零件放在動(dòng)板和定板之間，動(dòng)板相對(duì)于定板運(yùn)動(dòng)即可完成對(duì)零件的“搓花”，工作圖如圖3所示。從圖3可以看出，定板通過過盈配合與基座連接，動(dòng)板通過釬焊與軸連接，通過調(diào)整底座與動(dòng)板之間的間距可以滿足一定范圍不同直徑大小的滾花零件。由于定板、動(dòng)板的存在，零件在進(jìn)行搓花的過程中受到大小相等方向相反的兩個(gè)徑向力，避免了零件的彎曲、斷裂，同時(shí)由于采用零件表面材料變形的工藝方法，搓花后的零件最大外圓直徑大于零件原外圓直徑。定板、動(dòng)板前端都有一個(gè)較大的倒角，在加工時(shí)將零件放在定板上端倒角處，當(dāng)動(dòng)板向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)板、定板倒角的存在會(huì)將零件帶入定板、動(dòng)板之間的工作區(qū)，零件搓好花后，會(huì)隨動(dòng)板的繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)至定板、動(dòng)板之間的空擋區(qū)（定板、動(dòng)板都沒有直紋的區(qū)域）自動(dòng)落下。由于采用手板沖床的手柄用手控制動(dòng)板的上、下及速度，故安全性較車床有較大提高，加工效率也有較大提高。除加工前調(diào)整定板、動(dòng)板間距試加工零件外，正常搓花過程中不會(huì)產(chǎn)生廢品。經(jīng)兩個(gè)批次零件的加工驗(yàn)證，印制板裝配驗(yàn)證完全滿足使用要求。

4 新滾花工具的適用范圍及應(yīng)用前景

該滾花工具主要適用于纖細(xì)零件滾花，由于工具滾花間隙可調(diào)整，其有較大的零件直徑適應(yīng)范圍，生產(chǎn)效率較高。工藝改進(jìn)前，原來使用車工，勞動(dòng)成本較高，改為鉗工后，勞動(dòng)成本顯著降低，而且操作簡單，安全性高。對(duì)滾花花紋有特殊要求的零件，可在鋼板上刻出要求的花紋，隨后進(jìn)行淬火等相應(yīng)的熱處理工序即可制成各種搓花板，故該工藝對(duì)于簡單花紋也適用。目前，該工藝已應(yīng)用在多種產(chǎn)品生產(chǎn)中，效果良好。