BOLT (Технология изготовления болтов методом холодной штамповки), страница 4

При высадке с редуцированием на однопозицион­ных автоматах (в одной матрице) редуцирование стер­жня производится первым ударом одновременно с вы­садкой конической головки. Окончательное оформление головки происходит при втором ударе.

Совмещение на одной позиции операций высадки головки с редуцированием нежелательно, так как при этом увеличиваются нагрузки на инструмент и снижа­ется его стойкость. Кроме того, при высадке головки происходит раздача конца редуцированного стержня, и при выталкивании заготовки из матрицы это приво­дит к дополнительному истиранию редуцирующего пояска.

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.

По количеству позиций автоматы делятся на одно­позиционные и многопозиционные.

Однопозиционные автоматы в зависимости от числа ударов могут быть одноударными, двух ударными и трех ударными.

Для изготовления, одной детали на одноударном прессе требуется один оборот коленчатого вала (один ход высадочного ползуна), на двух ударном — два, на трех ударном — три. Для штамповки болтов применя­ются в основном двух ударные автоматы. Многопозиционные автоматы могут быть одно- и двух ударными, преимущественное применение для штамповки 'болтов имеют одноударные многопозиционные прессы.

По конструкции высадочных матриц прессы-авто­маты делятся на автоматы с цельными и разъемными матрицами. Многопозиционные автоматы изготовляют главным образом с цельными матрицами.

Применение разъемных (раздвижных) матриц, рас­крывающихся при выталкивании высаженной заготов­ки, позволяет снизить усилие выталкивания и изготов­лять болты с длиной стержня более 10 диаметров. К недостаткам процесса штамповки в разъемных матри­цах относятся пониженные по сравнению со штампов­кой в цельных матрицах точность размеров и качество поверхности (овальность стержня, шов на стержне вследствие зазора между полуматрицами), изготовля­емых изделий.

Многопозиционные автоматы изготавливают с гори­зонтальным и с вертикальным расположением позиций штамповки. Болтовые автоматы с горизонтальным рас­положением позиций штамповки бывают двух-, трех и четырехпозиционные. Автоматы с вертикальным рас­положением позиций бывают двух- и четырехпозицион­ными.

На однопозиционных высадочных автоматах получа­ют заготовку окончательной формы только при изготов­ления болтов с фасонной головкой. Многогранную го­ловку получают обрезкой цилиндрической головки на обрезном автомате.

В некоторых случаях на двух ударных холодновысадочных автоматах вторым ударом производят обрезку шестигранника или окончательную высадку шестигран­ной головки с углублением.

На многопозиционных автоматах изготавливают бол­ты с полностью оформленной шестигранной головкой. На многопозиционных автоматах с резьбонакатным ус­тройством (автоматах-комбайнах) выполняются все операции изготовления болтов, включая накатку резьбы.

Автомат с цельной матрицей состоит из узла пода­чи материала, механизма отрезки и переноса заготов­ки с линии подачи на линию штамповки, узла высадки.

При штамповке болтов на прессах-автоматах с цельной матрицей длина стержня изделия, регулиру­емая выталкивателем, не должна превышать 8—10 ди­аметров, и в одной матрице можно штамповать болты разной длины.