В основе производства шпилек резьбовых находится требование неукоснительного соблюдения всех стадий техпроцесса. При разработке процедуры их изготовления специалисты предприятий руководствуются положениями отечественных и международных нормативных документов, техническими условиями, а также текстовыми материалами, содержащимися в проектной документации, согласно которой должна создаваться конечная продукция. Составление технологических карт предусматривает обязательный учет качества и особенностей сырья, параметров и характеристик готовых изделий и, конечно же технических возможностей имеющегося в распоряжении оборудования.
Способы производства
На заводах, специализирующихся на выпуске крепежа, сегодня задействованы разные технологии. Часть из них входит в категорию передовых, другие же считаются несколько устаревшими. Но за многие годы все они доказали свое безусловное право на жизнь. Коротко рассмотрим получившие наиболее широкое распространение.
Изготовление шпилек на токарном станке
Данный способ является наименее производительным. Поэтому его рентабельность весьма низкая. К изготовлению шпилек на токарных станках прибегают при выполнении единичных заказов, например, когда требуется отремонтировать сломавшуюся металлоконструкцию.
В общем случае этот процесс начинается с нарезания заготовки на ленточной пиле. Потом выполняется определенная последовательность этапов. Она представлена ниже.
На первом этапе заготовка зажимается кулачками в шпинделе станка.
Затем проходным резцом осуществляется снятие слоев металла до нужного диаметра.
Третий этап – нарезание резьбы. Выполняется он за несколько подходов. Например, если внутренний диаметр резьбовой нити должен быть 2,75 мм, сначала последовательно осуществляются два прохода по 1,0 мм, потом еще один с углублением на 0,5 мм, а завершающая стадия – это чистовая обработка на 0,25 мм.
На четвертом этапе проверяется качество проделанной резьбы. Для этого на изготовленную шпильку навинчивается гайка. Если выполнить данную процедуру от руки не получится, нужно будет выполнить еще один проход (достаточно на 0,05 мм). Шпилька отрезается на заданную длину только при свободном наворачивании на нее подходящей по параметрам гайки.
Изготовление шпилек резьбовых на станках с ЧПУ
Изготовление данных крепежных элементов с использованием такого «умного» оборудования – процесс намного более производительный по сравнению с вышеописанным способом. В целом, данный метод обладает следующими преимуществами:
Возможность оперативной смены управляющего программного обеспечения в ходе переналадки на выпуск детали с иными размерами; задействования автоматизированного зажима стержня в патронах с гидроприводом фиксации;
зона резания характеризуется ограниченным доступом. Если еще учесть наличие в конструкции концевых датчиков, то вероятность травмирования работников сводится к минимуму;
долговечность обрабатывающего инструментария. Благодаря наличию зоны с ограниченным доступом (ее называют также закрытой зоной) можно обильно охлаждать режущие кромки посредством т.н. СОЖ (это – аббревиатура словосочетания Смазывающе-Охлаждающая Жидкость);
функционал программного обеспечения выполняет круговую интерполяцию. Это предоставляет возможность проводить обработку деталей с криволинейностью профиля любой сложности;
режущий инструмент перемещается с достаточно высокой скоростью. Обеспечивается это внедрением механических приводов: автоматически корректирующих свое состояние благодаря внутренней обратной связи –сервоприводы; преобразующих вращательное движение в движение поступательное – называются они шарико-винтовыми парами,
а также линейных направляющих с центральной смазочной системой, характеризующихся низким коэффициентом трения;
работа станка под управлением программы исключает ошибки, связанные с человеческим фактором;
производственный процесс автоматизирован. Более того! Возможно обеспечение полностью автоматического режима. Для этого требуется создать условия для совместного использования накопителя либо устройства подачи прутка с механизмом, ловящим детали;
минимизация требуемых трудовых ресурсов. Для контроля функционирования нескольких станков с ЧПУ достаточно лишь одного квалифицированного оператора.
Современные образцы такого оборудования характеризуются производительностью, колеблющейся в диапазоне от 3 до 120 секунд на одну шпильку. Реальная цифра определяется габаритами заготовки, типом резьбы и требованиями к точности изготовления конечной продукции. Кроме того, возможно программирование агрегата на выпуск большого количества разновидностей шпилек по техническим характеристикам – имеется в виду диаметр резьбы, ее шаг и длина изделия.
Основной недостаток применения агрегатов, работающих под управлением программного обеспечения, – значительный расход металла. По этому показателю данный метод сопоставим с изготовлением шпилек на токарных станках.
Холодная штамповка
Метод холодной штамповки метизов, в том числе шпилек, считается наиболее прогрессивным. Изделия можно применять непосредственно по завершении технологического цикла производства. Кроме того, нет необходимости в их термообработке. За счет этого процесс упрощается, что предоставляет возможность его автоматизации.
Холодная штамповка представляет собой пластическую деформацию металла, в результате которой тот обретает заданную конфигурацию и требуемые размеры. Все операции проводятся на специальном оборудовании – штампах. Эта процедура обязательно сопровождается:
улучшением прочностных свойств изделий;
ухудшением пластичности материала. Ввиду этого шпилька становится хрупкой. Во избежание данного явления заготовки подвергаются промежуточному рекристаллизационному отжигу.
Готовым шпилькам характерно отличное качество и повышенная точность. Производительность холодной штамповки впечатляет. На современном оборудовании этот показатель достигает отметки 200 изделий в минуту, длина которых (обозначение L) может принимать значения из диапазона 30,0 мм≤L≤400,0 мм.
Особенности холодной штамповки шпилек
Метод холодной штамповки/высадки применяется к заготовкам:
общей длиной L≤10×d, где d – внешний резьбовой диаметр изделия;
с длиной гладкого сегмента (обозначение lг.с.), не превышающей полутора диаметров резьбы, т.е. lг.с.≤1,5×d.
Бо̀льшие длины не гарантируют выдержку размеров под накатку резьбовой нити и диаметр гладкого сегмента. Процедура сужения диаметров стержней (называется редуцированием) с обеих сторон под резьбу требует использования автоматов, как одноударных, так и многопозиционных.
Для производства деталей с диаметром гладкого фрагмента (обозначение d1), равным внешнему резьбовому диаметру (d1=d), применяется 3-позиционый техпроцесс. Первая позиция предусматривает выравнивание плоскостей торцов шпильки. На второй происходит формирование фасок на кромках торцов. На третьей позиции осуществляется редуцирование стержня под накатывание резьбовой нити. Данный метод обеспечивает:
высокую степень чистоты поверхности шпильки;
повышенную точность параметров под накатку витков резьбы;
идентичность диаметров d1 и d.
Результаты этих способов производства шпилек представлены на рисунке.
На фиг. «а» изображены изделия, полученные осадкой. На фиг. «б» присутствуют шпильки, изготовленные редуцированием. Фиг. «в» отображает внешний вид шпильки, полученной высадкой и редуцированием. На фиг. «г» изображены детали, произведенные редуцированием.
Изготовление шпилек длиной L>10×d со ступенчатым гладким отрезком осуществляется комбинированием высадки и редуцирования.
Государственные стандарты и точность изготовления
Изготовление резьбовых шпилек на территории нашей страны регламентируют десять (10) ГОСТов. В каждом из них содержатся требования к точности размерных характеристик готовых изделий. Ниже представлена информация по всем из этих нормативных документов, принятых в 1976 году, В частности, Государственный стандарт за номером
22032 регламентирует производство шпилек, длина ввинчиваемого участка (обозначение l1) которых совпадает с диаметром резьбовой нити (l1=d) с нормальной точностью, удовлетворяющей условиям класса «В»;
22033 устанавливает технические характеристики шпилек с тем же соотношением параметров l1и d – они равны. Отличие в требовании к точности производства: здесь она должна быть повышенной (класс «А»);
22034 описывает рабочие параметры данных крепежных изделий с l1=1,25×d, изготовленных с точностью, соответствующей нормам класса «В»;
22035 содержит размерные характеристики шпилек резьбовых с таким же соотношением длины ввинчиваемого фрагмента и диаметра резьбовой нити: l1=1,25×d. Но изготавливать их нужно с повышенной точностью, удовлетворяющей условиям класса «А»;
22036 регламентирует производство рассматриваемых изделий, у которых l1=1,6×d. Требование к точности размеров такое: она должна быть нормальной – это класс «В»;
22037 утверждает рабочие параметры шпилек резьбовых с аналогичным соотношением диаметра резьбовой нити и длины ввинчиваемого сегмента (l1=1,6×d), изготовленных с повышенной точностью – класс «А».
22038 устанавливает технические характеристики данных крепежных деталей с l1=2,0×d, произведенных с нормальной точностью;
22039 описывает размеры шпилек с l1=2,0×d. Требование к точности – она должна быть повышенной;
22040 регламентирует производство рассматриваемых крепежных элементов, длина ввинчиваемого фрагмента, которых в два с половиной раза больше внешнего диаметра резьбовой нити – l1=2,5×d. Точность – удовлетворяющая условиям класса «В»;
22041 утверждает технические характеристики шпилек резьбовых с l1=2,5×d, произведенных с точностью, соответствующей нормам класса «А»;
22042 устанавливает рабочие параметры шпилек резьбовых, служащих для соединения элементов конструкций с гладкой поверхностью отверстий. Изготавливаться такой крепеж должен с нормальной точностью;
22043 описывает размеры шпилек аналогичного предназначения, но произведенных с повышенной точностью.
Заключение
Наиболее широко шпильки резьбовые применяются в строительной индустрии. Эти детали рассчитаны на работу под воздействием внешних сил, вектор которых параллелен либо перпендикулярен их продольной оси. В первом случае физические показатели соединения являются характеристикой производной от глубины ввинчивания шпильки в отверстие. Распределение нагрузок работает на растяжение. В данном случае оказывает влияние и шаг резьбовой нити – мелкий либо крупный, однако главным фактором является именно глубина ввинчивания. Эффект от воздействия перпендикулярной нагрузки связан с сопротивлением материала изготовления шпильки. Таковым может сталь, а также латунный либо алюминиевый сплав. Твердая сталь предпочтительна, когда предполагается работа детали под значительными нагрузками. Сплавы цветных металлов считаются мягкими материалами. Поэтому изготовленные из них шпильки применяются, когда работа будет вестись под воздействием небольших нагрузок. И хотя надежное соединение должно обеспечиваться резьбой, длина и тип резьбового сегмента не столь значимы.
Внимание! Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и, ни при каких условиях, не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ
Срочный заказ
