Технология изготовления болтов методом холодной штамповки

Правильная установка и систематическая регули­ровка инструмента положительно сказываются на стой­кости инструмента. Техническое состояние автомата, величина зазоров в направляющих ползуна, салазках, в подшипниках влияют на точность размеров заготов­ки, а также на стабильность процесса штамповки, что в свою очередь оказывает влияние на стойкость инстру­мента.

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА БОЛТОВ

Производство болтов развивается в направлении улучшения прочности и пластичности материала, со­вершенствования антикоррозионной защиты, технологи­ческих процессов и оборудования.

Прочность болтов определяет размеры соединения и имеет тенденцию к неуклонному росту. В ближайшие годы следует ожидать постепенного вытеснения болтов с шестигранной головкой классов прочности 3.6, 4.6, 4.8, 5.8, 6.8, составляющих в специализированном про­изводстве до 90% общего выпуска болтов, болтами классов прочности 8.8 и 10.9.

Защита болтов от коррозии необходима для прод­ления сроков эксплуатации изделий и осуществляется применением антикоррозионных покрытий или материа­лов с антикоррозионными свойствами.

Следует ожидать расширения производства болтов, как с антикоррозионным покрытием, так и из антикор­розионных материалов.

Пластичность материала болтов значительно влияет на надежность и долговечность соединений. Особенно велико влияние пластических свойств при эксплуатации болтов в условиях низких температур, при которых работают свыше 30% самых различных машин.

Повышенные требования к пластичности материала болтов, предназначенных для работы в условиях низ­ких температур, вызывают необходимость расширения выпуска болтов с гарантированной величиной ударной вязкости как при нормальной, так и при пониженной температурах.

Развитие производства болтов требует совершенст­вования технологических процессов изготовления, обору­дования и инструмента для осуществления технологии.

Технологические процессы холодной штамповки развиваются в направлении расширения применения многопозиционных процессов, обеспечивающих получе­ние болтов повышенной прочности без термической обработки и безоблойных процессов высадки, освоения процессов штамповки из металла, упрочненного терми­ческой обработкой.

Оборудование для холодной штамповки болтов со­вершенствуется в направлении повышения производи­тельности, расширения диапазона изготовляемых раз­меров изделий, улучшения условий труда, механизации и автоматизации процессов.

Основные направления совершенствования оборудо­вания для холодной штамповки болтов могут быть све­дены к следующим:

1. Создание многопозиционных автоматов, позволя­ющих высаживать болты с диаметром резьбы до 48 мм и длиной до 300 мм.

2. Создание участков и цехов с полностью автома­тическим циклом.

3. Увеличение выпуска автоматов-комбайнов.

4. Разделение прессов на коротко ходовые (длина стержня изготовляемых болтов до 5d) с резким увели­чением производительности (до 350—600 шт/мин) и длинно ходовые с расширением изготовляемых длин болтов.

5. Оснащение автоматов сменными матричными блоками и освоение внестаночной настройки.

6. Оснащение автоматов устройствами для отсоса паров, шумопоглощающими, предохранительно-сигналь­ными устройствами и счетчиками изделий.

7. Повышение уровня унификации узлов и агрега­тов прессов.

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИАЛЬНЫХ ВИДОВ БОЛТОВ

К специальным видам болтав могут быть отнесены:

а) высокопрочные; б) из нержавеющих сталей; в) самоконтрящиеся.

Основным методом получения болтав повышенной прочности является их изготовление из среднеуглеродистых и легированных сталей с доследующей термической обработкой (закалкой и отпуском) готовой продукции.

Применяемые для холодной штамповки качественные стали имеют повышенное сопротивление деформации и для облегчения процесса штамповки исходный металл необходимо подвергать промежуточному сфероидизирую-щему отжигу (см. гл. II).

Штамповку высокопрочных болтов проводят гари ми­нимальных ходах высадочного ползуна. Наибольший диа­метр стержня болта, который возможно штамповать на данном автомате, уменьшается на 1—2 (размера. Напри­мер, на автомате QPBA-161 штампуют болты из низкоуглеродистых сталей диаметрам до 24 мм, а из легирован­ных сталей диаметром до 20 мм. При штамповке высоко­прочных болтов в связи c повышенной трудностью дефор­мирования по сравнению с изготовлением болтов из низ­коуглеродистых сталей уменьшается коэффициент ис­пользования оборудования (КИО). При разработке тех­нологического процесса холодной штамповки болтов из сталей с повышенным сопротивлением деформации нель­зя совмещать на первой позиции высадку головки с реду­цированием стержня в 'связи с трудностью выталкивания заготовки из матрицы.

Термическая обработка болтов является трудоемкой и дорогостоящей операцией. Болты после такой обработки имеют невысокую усталостную прочность. При термиче­ской обработке болтов, особенно длинных, наблюдается изгиб (искривление) стержня и искажение размеров резь­бы, в связи с этим в некоторых случаях болты подверга­ются повторной накатке.

Для обеспечения хорошего качества поверхности и геометрических размеров резьбы при термической обра­ботке применяют защитные среды.

В последние годы проведены исследования по разра­ботке технологии изготовления высокопрочных болтав из низкоуглеродистых сталей путем термического упрочне­ния (подката. При этом исключается операция термиче­ской обработки болтав, что снижает их себестоимость. Опытные партий болтов М12 из термически упрочненной с прокатного нагрева стали 20 кп, изготовленные на Дружковском метизном заводе, по прочности соответст­вовали требованиям классов прочности 8.8—10.9 при вы­соких пластических характеристиках. К недостаткам этого метода получения в высокопрочных болта в относятся повышенные сопротивление деформации при штамповке и нагрузка на инструмент.

Нержавеющие стали характеризуются интенсивным упрочнением три холодной деформации. При штамповке болтов из этих сталей увеличивается энергия, необходи­мая для деформации, что требует применения более мощ­ных прессов. Вследствие повышенного прилипания заго­товки с инструментом и высоких нагрузок на инструмент увеличивается его износ и возрастает число поломок.

Штамповка .болтов из нержавеющих сталей возможна только при соответствующей подготовке поверхности ис­ходного металла (см. гл. II) и применении оптимальных смазок. Чаще всего при штамповке применяют масляные смазки на основе коллоидного графита или дисульфида молибдена с различными присадками.

Штамповку болтав необходимо проводить гари пони­женных скоростях, КИО при штамповке болтав из нержа­веющих сталей снижается.

При свинчивании с гайкой болтов из нержавеющих сталей происходит прилипание резьбы болта и гайки, по­этому резьбу болтов изготавливают с гарантированным зазорам, т. е. с полем допуска g и е по ГОСТ 16093—70.

Самоконтрящиеся болты применяют для уменьшения самоотвинчивания резьбового соединения в процессе эксплуатации.

Наибольшее распространение получили болты с зуб­чатой опорной поверхностью под головкой. Известны так­же и другие виды самоконтрящихся болтав (с конической опорной поверхностью и шлицами в головке, с резьбой переменного шага и др.), применяющиеся реже. Болты с зубчатой опорной поверхностью изготавливают из низко­углеродистых сталей с последующей цементацией. Бол­ты штампуют на двух ударных автоматах безоблойным способом. Технологический процесс характеризуется повышенными нагрузками на инструмент вследствие безоблойной высадки шестигранной головки с зубчатой опор­ной шайбой и повышенными требованиями к качеству ис­ходного металла.

При изготовлении болта в с антикоррозионным покры­тием в результате нанесения покрытия размеры резьбы увеличиваются, при этом абсолютное увеличение пример­но равно четырехкратной толщине покрытия. Это увели­чение размеров компенсируется предварительным умень­шением размеров резьбы при изготовлении .болтов. Со­здается гарантированный зазор, величина которого боль­ше четырехкратной толщины покрытия. Размеры диамет­ров металла под накатку резьбы приведены в ГОСТ 19256—73. При возрастании толщины покрытия необхо­димо соответствующее увеличение гарантированного за­зора. Это достигается уменьшением диаметра стержня под накатывание резьбы.

В связи с неравномерностью распределения покрытия по длине болта при изготовлении болтов с длиной стерж­ня l>5 d необходимо увеличивать гарантированный зазор, т. е. дополнительно занижать размеры резьбы.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ ПРЕССОВЩИКА

Правила техники безопасности в цехе и на рабочем месте прес­совщика устанавливаются специальными инструкциями и Правила­ми, знание и соблюдение которых периодически контролируется ад­министрацией цеха. Правила техники безопасности разделяются на общие, применимые на всех участках цеха, и специальные, действи­тельные только для данного рабочего места.

Наиболее важные из общих правил следующие:

1. Необходимо содержать в чистоте рабочее место, не допускать наличия посторонних предметов в зоне обслуживания автоматов.

Нельзя оставлять на станине автомата или около нее техноло­гический и другой инструмент, который может попасть в подвиж­ные части пресса и привести к аварии и травмированию.

2. Не следует допускать загромождения проходов посторонни­ми предметами, сырьем или готовой продукцией, а также их за­грязнения (маслом, СОЖ).

3. Следует носить и содержать спецодежду в исправном состоя­нии.

4. Во время работы оборудования прессовщик должен нахо­диться на своем рабочем месте. Не следует переходить на другой участок без разрешения руководителя.

5. При выполнении работы не по прямой специальности (во вре­мя простоев или ремонта пресса) необходимо ознакомиться с пра­вилами безопасного выполнения новой работы.

Перед пуском пресса в работу необходимо обеспечить чистоту рабочего места и проверить готовность пресса к пуску.

Запрещается:

1. Работать на оборудовании:

а) при отсутствии ограждений, предусмотренных данным авто­матам, или при их неисправном состоянии;

б) при неисправных тормозных, блокирующих и предохрани­тельных устройствах;

в) при неисправном электрооборудовании и отсутствии заземле­ния;

г) при неисправном креплении технологического инструмента;

д) при увеличенных зазорах в направляющих высадочного пол­зуна.

Большой износ направляющих высадочного ползуна ведет к повышению несоосности пуансонов и матриц и может вызвать по­ломку инструмента с опасными последствиями. При неисправном креплении инструмента может произойти его вылет из гнезда, по­ломка автомата и травмирование прессовщика.

2. Производить настройку и крепление инструмента во время работы механизмов или неполной их остановке.

Проверка правильности установки технологического инстру­мента должна производиться по специальным меткам, а инстру­менте или положению крепящих гаек и стопоров.

Настройка прессов и пробная штамповка заготовок должна производиться на минимальной скорости, на одиночных ходах ав­томата.

Для проверки взаимодействия механизмов и наладки инструмента на прессах, не оснащенных микроприводом или толчковым включе­нием, должны быть установлены штурвалы или устройства для руч­ного поворота маховика.

3. Вскрывать электрооборудование автоматов.

4. Включать автомат, не убедившись в отсутствии посторонних предметов в рабочих зонах.

Прессовщик может приступить к работе только после устране­ния всех недостатков.

При работе на прессах-автоматах необходимо следить за ис­правным состоянием:

1) инструмента для наладки автомата;

2) пульта управления механизмами автомата (работы кнопок включения и выключения, световой сигнализации);

3) ограждений механизмов пресса, блокирующих и предохра­нительных устройств;

4) токоведущих частей электрооборудования, заземления обо­рудования;

5) тормозных устройств.

При выполнении ремонтных и наладочных работ необходимо применять инструмент, предназначенный для этих работ.

По окончании работ рабочее место должно быть приведено в порядок, поставлены на место ограждения, восстановлены предо­хранительные устройства.

Наблюдение за работой автомата следует вести либо через защитные стекла, либо при их отсутствии в защитных очках на безопасном расстоянии.

Особенностью работы автоматов является наличие обильной смазки инструмента и заготовок. Недопустимо разбрызгивание СОЖ на неподвижные части оборудования и рабочую площадку;

изделия должны поступать в коробку без выноса излишней смазочно-охлаждающей жидкости; с целью исключения травмирования за­усенцами и острыми кромками металла его задачу следует произво­дить в рукавицах. Для снижения влияния шума рекомендуется применять противошумныс наушники, антифоны, «беруши» и дру­гие устройства.