• Главная
• Статьи
• Производство
• Технологический процесс производства гаек

Технологический процесс производства гаек

Согласно ГОСТу 270017-86 гайка – это соединительная деталь, имеющая отверстие, в котором проделана резьба. Второй признак – наличие конструктивного элемента, служащего для передачи вращающего усилия. Он может быть реализован в виде многогранника, шлицев, радиально направленных и торцевых отверстий, а также бокового рифления. Крепеж данного вида нашел широкое применение во многих сферах промышленного производства, начиная со строительной индустрии и заканчивая машиностроительной отраслью. Изготавливаются гайки несколькими методами. Выпуск мелкими партиями или поштучно обычно выполняется на станках токарно-винторезного типа. Массовое производство основано на применении современных технологий.

Холодная объемная штамповка

В качестве исходного материала для выпуска гаек наиболее распространенных видов используется длинномерный метиз, получивший название проволока-катанка. Стандартизованная подобная продукция изготавливается из сплавов, в состав которых не входят легирующие добавки – это стали углеродистые. Но действующими нормативными документами допускается к тому же использование с этой целью не только «нержавейки», но и цветных металлов, а также их сплавов. К подбору материала следует подходить с учетом сферы применения соединительных деталей, а также требований к их прочностным свойствам.

Современные образцы такого оборудования демонстрируют высокую производительность: в минуту они, как говорится, «выдают на-гора» до 400 крепежных деталей. Соответствие параметров конечной продукции требованиям стандартов обеспечивается высоким уровнем точности обработки каждой заготовки.

Последовательность этапов

Технологический процесс холодной объемной штамповки включает ряд этапов. Ниже представлена их последовательность.

• Предварительная подготовка поверхности длинномерного металлического метиза: очистка от оксидов железа (элемент Fе) – ржавчины и окалины, а также от иных загрязнений; промывка; нанесение тонкого фосфатного слоя.

• Разматывание и выравнивание проволоки. Выполняется путем ее протяжки через специальное устройство.

• Подача проволоки в узел резания. Там она нарезается на заготовки с требуемыми размерами. Осуществляется эта операция с применением подвижного ножа совместно с отрезной втулкой.

• Собственно, штамповка. Предусматривает многократную обработку заготовки высоким давлением. В итоге та обретает заданную 6-гранную конфигурацию.

• Подготовка отверстия необходимого диаметра.

• Нанесение фасок.

• Формирование внутренней резьбовой накатки. Для этого применяется специальный гаечный резьбонарезной автомат, оснащенный метчиками.

По заявке заказчика на поверхность изготовленных по выше описанной схеме изделий наносится покрытие, устойчивое к негативному воздействию коррозии. Чаще всего, оно представляет собой защитный слой цинка (элемент Zn). Срок службы крепежа, подвергнутого оцинковке, значительно продолжительней по сравнению с этим показателем обычных соединительных деталей.

Марки стали

Для производства гаек методом холодной объемной штамповки рекомендуется применять такие сплавы:

сталь твердую, характеризующуюся повышенным сопротивлением деформированию, марок

• ШX15 – подшипниковая конструкционная легированная хромом;

• У10A, У10, У8 – нелегированная инструментальная;

• 40XH, 40X, 35X, 30X – хромистая легированная конструкционная;

• 30Г – марганцовистая легированная конструкционная;

• сталь 45, 40, 35, 30 – углеродистая качественная конструкционная;

сталь, характеризующуюся средней твердостью и таким же уровнем сопротивления деформированию, следующих марок:

• 18XГT– термоупрочненная хромомарганцевая легированная конструкционная;

• сталь 20 – качественная конструкционная обогащенная углеродом;

• 12XHЗ, 20ХН – хромоникелевая легированная конструкционная;

• 20XГ – хромомарганцевая легированная конструкционная;

• 20Г, 15Г – марганцовистая легированная конструкционная;

• 20Х. 15Х – хромистая легированная конструкционная;

• 15XФ – хромованадиевая легированная конструкционная;

сталь мягкую, характеризующуюся низким уровнем сопротивления деформированию, марок:

• 15кп, 10кп, 08кп – качественная кипящая углеродистая конструкционная;

• сталь 15, 10, 08 – углеродистая качественная конструкционная.

Особенности холодной объемной штамповки гаек

Особенности этой технологии связаны именно с типом сырья, используемого для изготовления крепежа данного вида. В частности, штамповку гаек из легированных, а также высокоуглеродистых сплавов рекомендуется выполнять, предварительно нагрев заготовки так, чтобы они стали теплыми или полугорячими. Кроме того, нужно обеспечить эффективную работу смазки.

С целью улучшения штампуемости металла, в технологической карте должна быть прописана как предварительная, так и промежуточная термообработка. При выборе режима этой операции подлежат учету структура и химический состав сплава. Например, когда заготовка изготовлена из низколегированной либо углеродистой стали, процедуру холодного вдавливания предваряет фосфатирование с последующей промывкой. Фосфатирование представляет собой термообработку промежуточных продуктов производства в следующих веществах: Сd₃(РО₄)₂, FеРО₄, Мn₃(РО₄)₂, Zn₃(РО₄)₂. Это фосфорнокислые соли металлов кадмий, железо, марганец и цинк, соответственно. Хорошие результаты в плане снижения удельных усилий, степени износа и величины трения обеспечивает применение покрытий на основе фосфата цинка (Zn₃(РО₄)₂▪2Н₂О).

Горячая штамповка

Данная технология также получила широкое распространение. В качестве сырья здесь используются прутки, нарезанные на отрезки требуемой длины. Последовательность основных этапов производства выглядит следующим образом:

• нагревание. Очищенные прутки разогреваются до 1200°С. Так они станут пластичными;

• собственно, штамповка. Гидравлический пресс-автомат придает заготовкам 6-гранную конфигурацию, после чего проделывает в их теле сквозное отверстие;

• формирование резьбовой накатки. Выполняется после того, как температура промежуточных продуктов производства опустится до уровня комнатной. Для осуществления этой операции применяются вращающиеся стержни, схожие с метчиками. Нарезка витков резьбы сопровождается подачей на изделия машинного масла. Это предотвращает быстрый износ инструмента;

• закалка. Выполняется, если по условию договора поставки гайки должны обладать повышенной прочностью. Процедура закаливания предусматривает: нагрев изделий до 870°С; высокоскоростное охлаждение; погружение в масло. Пребывать в нем гайки должны около пяти минут.

В результате этих операций сталь закаляется, но, одновременно, обретает такое ненужное для метизов свойство как хрупкость. С целью его нивелирования, гайки опять помещают в печь и на протяжении приблизительно одного часа их держат там при температуре 800°С≤Т≤870°С.

Испытание пробной нагрузкой

Такой способ контроля качества конечной продукции должен выполняться согласно положениям ГОСТа 1759.5-87, когда:

• планируемое к проведению испытание рассматривается, как решающее в отношении гаек с резьбовым диаметром равным, либо превышающим M5;

• провести эту операцию позволяет функционал и оснастка используемых испытательных приспособлений.

• откручиваться от руки;

• сохранять целостность всех элементов своей конструкции, включая витки резьбовой накатки.

Если зафиксирован факт повреждения резьбы используемой оправки, испытание считается несостоявшимся. При откручивании гайки, в случае возникновения необходимости, можно воспользоваться рожковым ключом. Но провернуть метиз с его помощью допускается не больше, чем на пол-оборота. После этого гайка должна отвинчиваться уже от руки.

Положения ГОСТа 1759.5-87 устанавливают требования к твердости применяемой испытательной оправки. Этот показатель должен быть не меньше 45 НRС_э. Сочетание литер «С_э» обозначает шкалу результатов испытаний, проводимых по методике Роквелла.

Испытание твердости

Испытание твердости при контроле качества гайки осуществляется в 3-х точках, находящихся на любой, но только одной ее опорной поверхности. Угол между радиусами, соединяющими центр отверстия метиза с этими точками, составляет 120°. Показатель твердости рассчитывается по формуле среднего арифметического результатов трех измерений.

Иной подход практикуется при возникновении спорных случаев. Тогда проверка твердости проводится на сечении, в плоскости которого находится продольная ось гайки. Точки измерений выбираются так, чтобы они были расположены на минимальном удалении от номинального наружного диаметра резьбы крепежной детали.

Решающим считается испытание твердости, основанное на методике Виккерса и предусматривающее применение, по возможности, нагрузки НV30.

Заключение

Для гаек, произведенных из нелегированных углеродистых, а также легированных сплавов, в число основных характеристик входит класс прочности. Соответствующая ему цифра отображает сотую долю граничной прочности болтов, совместно с которыми возможно создание максимально надежного соединения. Например, гайка с прочностными свойствами, удовлетворяющими нормам класса 9, должна задействоваться в паре со стержневым крепежным изделием, обладающим предельной прочностью не меньше

9×100= 900МПа

Таким образом, в данном случае допускается использование болтов классов 9.8; 10.9 и 12.9.

Товары каталога:

	Шплинты разводные ГОСТ 397, DIN 94
	Шпилька резьбовая класс прочности 8.8 DIN 975
	Винт самонарезающий DIN 7981, ГОСТ 10621
	Шайба увеличенная ГОСТ 6958, DIN 9021
	Шпилька резьбовая DIN 975 класс прочности 3.6