Технология изготовления болтов методом холодной штамповки (стр. 5 из 8)

Высадка с редуцированием осуществляется, как правило, на многопозиционных автоматах. При многопозиционных процессах заготовка штампуется в нескольких матрицах. Эти процессы получили в настоящее время наибольшее распространение в специализированном производстве болтов.

Процесс изготовления болтов высадкой с двукратным редуцированием в последнее время получил широкое распространение для штамповки болтов с диаметром стержня, равным наружному диаметру резьбы. Высадкой с двукратным редуцированием изготовляют болты из среднеуглеродистых и легированных сталей в широком диапазоне классов прочности (от 4.6 до 10.9). Технологические переходы штамповки представлены на рис. 7.

Диаметр исходной заготовки при этом процессе на 10—15% больше наружного диаметра резьбы, поэтому высадка головки осуществляется за один удар. При первом редуцировании (относительное обжатие не более 30%) происходит уменьшение диаметра части заготовки, идущей на образование стержня болта, до

Рис. 7. Технологические схемы изготовления болтов высадкой с двукратным редуцированием стержня

размера наружного диаметра резьбы, второе редуцирование (аналогично предыдущему процессу) служит для образования участка под накатку резьбы (см. рис. 7, а).

Степень деформации и упрочнение материала головки меньше, чем при высадке без редуцирования и с однократным редуцированием, что позволяет в ряде случаев избежать термообработки болтов, изготовленных из среднеуглеродистых сталей. Прочность болтов выше прочности исходного калиброванного металла вследствие упрочнения стержня при редуцировании.

При высадке с двукратным редуцированием снижаются нагрузки на инструмент и вероятность возникновения трещин на головке вследствие уменьшения степени деформации при высадке.

Однако по сравнению с однократным редуцированием усложняется инструмент (две редуцирующие матрицы), что сдерживает распространение этого процесса.

Кроме того, при изготовлении болтов из легированных сталей (с термической обработкой) затрудняется процесс накатки резьбы вследствие упрочнения металла при двойном редуцирований участка под резьбу.

Штамповка с двукратным редуцированием по методу ЗИЛа (см. рис. 7, б) отличается от рассмотренного способа введением операции выдавливания фаски, что вызывает необходимость совмещения на одной позиции редуцирования с выссадкой головки. Как уже указывалось выше, это ведет к "снижению стойкости инструмента.

Процесс высадки с выдавливанием и однократным редуцированием обеспечивает получение болтов повышенной прочности без термообработки с временным сопротивлением до 100 кгс/мм² (рис. 8).

Рис. 8. Технологическая схема изготовления болтов высадкой с выдавливанием и редуцированием стержня

Исходным материалом служит заготовка диаметром (1,2-1,3) do.

Заготовка осаживается на первой прессовой позиции с относительной деформацией 10% с образованием фаски. Осадка заготовки облегчает проведение последующих операций выдавливания и редуцирования. Выдавливание стержня на диаметр, равный наружному диаметру резьбы, производится в закрытой матрице с относительной деформацией до 50% 'и более. При этом процессе неравномерность свойств головки и стержня практически отсутствует, прочность на много выше прочности исходного калиброванного металла.

Основными недостатками процесса, препятствующими его распространению, является необходимость применения выдавливающих пуансонов малого диаметра и матриц с большим перепадом диаметров, сложных в изготовлении, необходимость обеспечения высокой соосности пуансонов и матриц.

У всех рассмотренных выше процессов изготовления болтов образование многогранника происходит путем обрезки граней. Масса отходов при обрезке достигает 6—8% от массы болта.

Процесс обрезки характеризуется большими ударными нагрузками на малые рабочие площадки инструмента, что определяет его низкую стойкость (значительно ниже стойкости высадочного инструмента).

Образование углубления необходимо для лучшего заполнения ребер шестигранника. Недостатками процесса является большая степень деформации головки, неблагоприятные условия течения металла при образовании шестигранника (растягивающие напряжения по граням), приводящие к появлению надрывов и трещин на головке и особенно на кромках углубления. Процесс

характеризуется большими нагрузками на инструмент при оформлении шестигранника и высокими требованиями к пластичности металла и качеству поверхности. Высаженные болты по своему внешнему виду уступают изготовленным с обрезкой граней (нет четкого оформления ребер шестигранника, имеются надрывы на кромках углубления и т. д.).

В связи с указанными недостатками процесс не получил широкого распространения.

Метод фирмы «Хатебур» для изготовления болтов из низкоуглеродистой стали безоблойной высадкой осуществляется со следующими технологическими переходами (см. рис. 9,6): отрезка заготовки, редуцирование стержня, предварительная высадка шестигранной головки, вторая высадка шестигранной головки с большой торцовой фаской, окончательная высадка головки и редуцирование части стержня под резьбу.

При этом методе степень деформации головки значительно ниже, чем при высадке с углублением, так как исходный материал имеет диаметр, равный 1,10—1,15 диаметра резьбы, а высаженные болты упрочнены редуцированием.

Недостатками процесса являются большие нагрузки на инструмент вследствие трудности заполнения металлам углов шестигранника, неблагоприятные условия течения металла при образовании шестигранника.

Кроме того, при штамповке необходимо обеспечение точной отрезки для сохранения постоянства объема головки и точного переноса, так как вследствие возможного поворота заготовки болта при выталкивании может не произойти полного совмещения граней предварительного шестигранника с гранями инструмента на последующей операции высадки. Последнее ведет к срезу металла по граням и браку продукции.

При редуцировании головки происходит смещение слоев металла по боковой поверхности головки, что может привести к образованию заусенцев на торцовой поверхности. Для предотвращения появления заусенцев на цилиндрической заготовке предусмотрена фаска.

В процессе редуцирования происходит вытеснение металла по граням с заполнением фаски и искажением опорной поверхности. Для .исправления опорной поверхности и торцовой фаски на головке предусматривается дополнительная операция доштамповки шестигранника. С целью предотвращения появления заусенцев на опорной поверхности при доштамповке цилиндрическая заготовка болта высаживается с опорной шайбой. Процесс осуществляется из заготовки диаметром 1,10— 1,15 диаметра резьбы с двукратным редуцированием стержня.

По сравнению с методом фирмы «Хатебур» при изготовлении болтов способом, разработанным во ВНИИ-метизе, снижается усилие высадки и улучшаются условия течения металла при образовании многогранника, а также исключается одна операция предварительной высадки головки болта-

Болты с фасонной головкой по конструкции отличаются от болтов с шестигранной головкой формой головки и подголовка .В зависимости от размера головки и технологии штамповки болты могут изготовляться без термообработки или с термообработкой (отжигом) с целью исключения неблагоприятных последствий холодной деформации, создающих опасность хрупкого разрушения под головкой.

Технологические процессы изготовления болтов с фасонной головкой принципиально не отличаются от процессов, применяемых для штамповки болтов с шестигранной головкой. В последнее время внедряют процессы штамповки болтов с фасонной головкой на многопозиционных автоматах с применением двукратного редуцирования.

При штамповке болтов на многопозиционных автоматах для повышения качества оформления головки применяют в качестве завершающей операции обрезку кромок головки.

ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОЛТОВ

При изготовлении болтов с применением холодной штамповки выполняются операции образования стержня, получения промежуточной и окончательной форм головки, накатки резьбы. Указанные операции производятся на одном автомате — комбайне или нескольких прессах-автоматах, образующих автоматическую линию из последовательно расположенных машин, соединенных транспортными механизмами для передачи заготовки.

Автоматическая линия может включать холодновысадочные, обрезные и резьбонакатные автоматы.

Холодновысадочный автомат служит для высадки головки болта (промежуточной или окончательной формы) и оформления стержня (без резьбы). На обрезном прессе производится оформление многогранной головки обрезкой. Образование резьбы осуществляется на резьбонакатном автомате. При получении окончательной формы головки болта на холодновысадочном автомате обрезной автомат в состав линии не включается.

Часто в состав линии включается оборудование для подрезки торца и обточки концевой фаски, а также для сверления контровочных отверстий.

После выполнения основных технологических операций в ряде случаев проводят дополнительные операции термической обработки и покрытия поверхности, которые осуществляются на специальных термических и гальванических агрегатах.

Холодновысадочные прессы-автоматы отличаются количеством позиций формообразующего инструмента, числом ударов, необходимых для образования заготовки, конструкцией высадочных матриц и расположением позиций штамповки.