Виготовлення гвинтів і гайок

1. Виробничі процеси

У принципі диференціюються наступні виробничі процеси :


З одного боку, відбувається формування без різання, а з іншого - механічна обробка. При формуванні без різання відбувається подальша диференціація між холодним та гарячим формою.


Наведена нижче діаграма призначена для підвищення чіткості виробничих процесів.

图片1.png

Рисунок N: Огляд різних виробничих процесів


1.1. Холодне формування (холодне екструдування)

У сучасних технологіях кріплення більшість затисків виконуються за допомогою процедури холодного формування. У цій процедурі застібка формується, як правило, у багатоступеневих процесах, під тиском кування, холодного екструдування та зменшення або комбінації цих процедур. Для такого виду виробництва був створений термін твердого або холодного формування.


Ця процедура зазвичай використовується у великих кількостях, оскільки з економічного аспекту це найбільш раціональний метод.


Вибір відповідної формувальної машини залежить від розміру кріплення та від ступеня формування. Чим більше ступінь формування, тим більше стадії формування потрібні. Різкопрохідні переходи або тонкі профілі несприятливі для холодного формування та призводять до збільшення зносу інструменту.


Вирішальну роль у якості кінцевого продукту відіграє вибір і якість вхідного матеріалу (дроту). Виробники гвинтів зазвичай отримують дріт, намотаний на рулони, який часто зважує понад 1000 кг.


Дріт, як правило, обробляється фосфатом, щоб забезпечити бездоганне використання дроту та зменшення зносу інструмента.


Конструктор гвинта або кріплення намагається під час розробки гармонізувати переваги та недоліки різних матеріалів з вимогами, що пред'являються до кріплення. З матеріалами виробляються відмінності, а також нержавіючі сталі, між нелегованими та легованими сталями. Наприклад, якщо потрібні підвищені сильні сторони, абсолютно необхідно, щоб деталі після натискання піддавалися термічній обробці, щоб вони могли спеціально впливати на механічні властивості.


Діаграма стадій для шестигранної головки гвинта

图片2.png


Гайки, як правило, виробляються за допомогою холодної або гарячої форми. Вибір тієї чи іншої процедури залежить, з одного боку, від розміру, а з іншого - від необхідної кількості.


Діаграма стадій для гексагонального гайка

图片3.png

Переваги холодного формування:

• Оптимальне використання матеріалу

• Дуже високий вихід

• Висока точність вимірів та якість поверхні

• Збільшення міцних властивостей шляхом деформаційного зміцнення

• Виконати фаски в частях преса відповідно до навантаження


1.2утворення

Цей метод виробництва використовується в основному для виробництва великих діаметрів, починаючи з ок. M27 і довші деталі, починаючи з прибл. 300 мм Крім того, можливі частини, які не можуть бути отримані за допомогою холодного формування внаслідок дуже невеликих обсягів або внаслідок дуже високого ступеня формування.


За допомогою цієї процедури вхідний матеріал (як правило, бруски) нагрівається повністю або частково до температури кування. Це нагрівання дозволяє реалізувати навіть складні геометрії або дуже високі ступені формування. Типова функція для гарячого формування компонента - це сироваткова структура поверхні. Штаммове загартовування не здійснюється під час гарячого формування!


Переваги гарячого формування:

• Дозволяє виробляти складні геометрії

• Низьке виробництво проходить

• Великі діаметри та довжини


1.3 Механічна обробка

Механічна обробка, як правило, розуміється як етапи обробки, такі як токарні, фрезерні, шліфувальні та перемотування. Найпоширеніший спосіб, що стосується кріплень, є поворотним, але це втратило велике значення через технічні можливості холодного пресування.


Під час повороту необхідний контур компонента вирізаний із вхідного матеріалу за допомогою інструменту повороту. Діаметр вхідного матеріалу залежить від найбільшого діаметра компонента. Зазвичай використовуються бруски довжиною до 6 м. На відміну від холодного або гарячого формування, руйнування фаски руйнуються.


Ця процедура виробництва використовується або у тому випадку, якщо виробничий цикл не дуже великий, або якщо геометрія деталі не може бути виконана під час холодного або гарячого формування за рахунок гострих країв, малих радіусів або навіть номінальних розмірів.

Шляхи поверхні Ra 0,4 або Rz 1,7 можуть бути досягнуті з цією процедурою виробництва без будь-яких проблем. У випадку великих виробничих процесів заготовки часто виробляються методом холодного екструдування, а потім обробляються.


2.Требова продукція

Там, де шурупи виробляються масовим виробництвом, нитка зазвичай формується або прокатується. У цій процедурі гвинт згорнуто між двома штампами (плоскими штампами), один з яких фіксується, а інший - біт, і це створює нитку (див. Схему). За допомогою цього виду нитки можна закріпити декілька сотень гвинтів за хвилину за допомогою нитки.

Потік, як правило, застосовується перед затвердінням і загартовуванням. Якщо спеціальні вимоги означають, що різання застосовується після процесу термічної обробки, нитка називається "остаточно прокатаною".


图片4.png


Інші методи створення ниток:

Занурення різання

Інструмент рулонів, які ведуть за однією швидкістю, обертаються в одному напрямку. Заготовка обертається, не змінюючи його. Цей метод можна використовувати для створення ниток з дуже високою точністю до висоти тону.


Постійний метод

Висота нитки утворюється шляхом нахилу осей валика по кутовій висоті. Заготовці надається осьовий штовхень і рухається по одному похилі гілки в осьовому напрямку з повним обертанням. Нитки надвисокою можуть бути виконані таким чином.


Різання різьблення

У цій процедурі нитка виготовляється за допомогою крана або гвинта. За допомогою гвинтів ця процедура використовується, головним чином, для дуже низьких виробничих циклів або механічних частин.


Тим не менш, речі відрізняються при виконанні жіночої нитки. У цьому випадку нитка, як правило, ріжеться гвинтовим кранцем або taper taper.


图片5.png

Різьба різання на автоматичному токарному верстаті з конусою


2.1 Волокнистий малюнок

Дві діаграми дуже чітко вказують на відмінності між рулонною та різальною ниткою. За допомогою нитки, що формує матеріал, робота знову затвердіє, а шаблон волокна не переривається. У цьому випадку оригінальний діаметр гвинта приблизно такий же, як і діаметр флангу. З різанням нитки оригінальний діаметр гвинта такий же, як і номінальний діаметр нитки. Шаблон волокна переривається різанням.

图片6.png

3Технологічне лікування

3.1Затвердження та загартовування

Поєднання "загартовування" та наступного "загартовування" називається загартуванням і загартовуванням.


DIN EN ISO 898 Частина 1 передбачає затвердіння та відпуску за гвинт з класу міцності 8.8, і

DIN EN 20898 Part 2 призначений для горіхів у класах міцності 05 і 8 (> M16), а також від класу міцності 10.


3.2твердіння

Серед іншого, гвинт нагрівається до певної температури залежно від вмісту вуглецю та зберігається при цій температурі протягом тривалого періоду часу. Це змінює мікроструктуру. Значне збільшення твердості досягається шляхом подальшого гартування (вода, олія тощо).


3.3 Відпал

Скляний і тому крихкий матеріал не може бути використаний на практиці в цьому стані. Матеріал необхідно знову підігріти до мінімальної температури, зазначеної в стандарті, щоб зменшити спотворення мікроструктури. Це правда, що ця міра знижує напруженість, яка була досягнута заздалегідь (але це набагато вище, ніж значення неочищеного матеріалу), але більша пластичність досягається. Ця процедура є важливою допомогою для виробників для виготовлення гвинтів, які задовольняють вимогам користувачів.


3.4. Затвердіння кари

Ця процедура використовується, крім іншого, для викручування шурупів, різьбових канавок та самозавершених гвинтів. У цьому випадку дуже важкі поверхні є вирішальними, так що ці гвинти можуть автоматично робити власні нитки. Гвинтовий сердечник, навпаки, м'який.


Для цих видів гвинтів використовуються сталі з вмістом вуглецю від 0,05% до 0,2%. Сталі нагріваються і зберігаються протягом тривалого часу в атмосфері, яка виділяє вуглець (наприклад, метан). Вуглець дифундує у зони поверхні, і таким чином збільшується локальний вміст вуглецю. Цей процес відомий як карбюрація. Нарешті, матеріал гартується і тим самим загартується в поверхневих зонах. Ця перевага полягає в тому, що поверхня дуже тверда, але достатня пластичність залишається в сердечнику гвинта.


3.5Обладнання відпалу

Існує ряд різних процедур відпалу, які в кожному випадку мають різні ефекти на мікроструктуру та стани напруг у матеріалі. Одним з дуже важливих процедур у контексті кріпильних елементів є відпал від зняття стресу (нагрівання до приблизно 600 ° С та підтримання цієї температури протягом тривалого періоду часу). Затвердіння деформації, створене при холодному формуванні, може бути змінено шляхом відпалу напруги. Це особливо важливо для гвинтів у класах міцності 4.6 і 5.6, оскільки тут має бути велике подовження гвинта.


3.6Страхування

Температура - це термічна обробка високоміцних компонентів (сили ≥1000 МПа або твердості ≥320 НВ) з метою мінімізації ризику виникнення крихкості водню. Температура повинна проводитися не пізніше, ніж через 4 години після закінчення гальванічної обробки поверхні. Мінімальна температура залежить від класів міцності або матеріалів, які використовуються.