Изготовление болтов
В технике болтами называют стержни, имеющие винтовые канавки (резьбу) с одной стороны и головки — с другой.
Их крепление к различным частям машин, механизмов и других конструкций осуществляется чаще всего при помощи гаек.
Наиболее распространенными являются болты с шестигранными головками, однако нередко эти крепежные изделия имеют головки фасонные (клеммные, потайные, закладные, полукруглые, стыковые и т. п.).
Рис. 1 Накатывание резьбы.
Классификация болтов: виды и типоразмеры
Болты классифицируются специалистами по нескольким основным признакам:
- диаметру резьбы и той части стержня, на которой ее нет;
- длине стержня и резьбы;
- размеру «под ключ»;
- точности изготовления.
Длина стержней болтов может находиться в пределах от 1 до 30 размеров их диа-метров. Кроме того, различают болты, резьба на которых располагается вплоть до самой головки, и те, на которых наличествует безрезьбовая часть.
Диаметры резьбы, согласно действующим стандартам, могут колебаться в пределах от 1,6 до 160 миллиметров, а что касается безрезьбовой части, то различают болты, у которых ее диаметр равен наружному диаметру резьбы и у которых он равен среднему диаметру резьбы.
Нормальный размер болтов «под ключ» с шестигранной головкой считается от 1,5 до 1,6 диаметра стержня, а уменьшенным считается 1,3 или 1,4 диаметра стержня. Кроме того, изготавливаются болты в стандартном исполнении, с отверстиями на го-ловке или стержне, а также с углублениями в головке.
Такой параметр, как точность изготовления болтов, имеет немалое значение, при-чем точность может быть повышенной, нормальной и грубой.
Она характеризуется не только размерами допусков, с которыми изготавливаются стержни, но и степенью их несоосности с головками, перпендикулярностью опорной части головки и некоторыми другими.
Еще одним довольно важным параметром, которым характеризуются болты, является их внешний вид (а точнее, наличие дефектов).
Материалы для изготовления болтов и классы прочности.
Согласно действующим российским стандартам, болты могут изготавливаться из следующих материалов:
- легированные и углеродистые стали;
- специальные стали (устойчивые к коррозии, высоким температурам и т. п.);
- цветные стали и сплавы.
Прочность является одной из ведущих характеристик болтов, и особенно важна она тогда, когда эти крепежные элементы используются в ответственных машинах и механизмах, испытывают серьезные механические нагрузки.
Согласно действующему на сегодняшний день ГОСТ 1759-70 для болтов, изготавливаемых из легированных и углеродистых сталей, предусматривается 12 классов прочности, а для тех, что выпускаются из жаропрочных, устойчивых к коррозии сталей и цветных металлов, их существует 6.
Под классом прочности подразумевается способность материала сопротивляться механическим нагрузкам, причем, согласно действующим стандартам, их диапазон располагается в пределах от 30 кгс/мм2 до 160 кгс/мм2.
Это означает, что болт, изго-товленный в соответствии с тем или иным классом прочности, должен в полной мере, без деформаций, выдерживать те нагрузки, на которые рассчитан.
Следует заметить, что класс прочности — показатель интегрированный, который включает в себя такие физические характеристики, как предел текучести, твердость, относительное удлине-ние после разрыва, ударная вязкость и еще некоторые другие.
Этапы технологического процесса изготов-ления болтов.
Для изготовления болтов используется два основных технологических процесса:
- точение
- штамповка (холодная или горячая) с последующей накаткой резьбы.
Первый метод заключается в том, что болты изготавливаются из металлического прутка на токарно-винторезных станках.
При этом заготовка (то есть пруток опреде-ленной длины, чаще всего шестигранный) зажимается токарем в патроне станка, тор-цуется, после чего обтачивается до определенного диаметра и под определенную, указанную в технической документации (на чертеже) длину.
Затем резцом (проходным отогнутым или проходным прямым, с помощью комбина-ции продольного и поперечного движения резцедержателя) снимается фаска.
Она необходима для того, чтобы режущим инструментом произвести нарезку резьбы. В качестве такового может выступать или резьбовой резец, или плашка.
Для того чтобы на «теле» будущего болта нарезать резьбы резцом, его следует установить в резцедержателе таким образом, чтобы его продольная ось, проходящая через вершину, была строго перпендикулярна оси болта. Кроме того, она должна в поперечной плоскости делить угол, образуемый гранями резьбонарезного резца строго пополам.
Само собой разумеется, что угол, под которым заточен резец, должен полностью соответствовать технической документации (для резьбы метрической — 60 °, для трубной (дюймовой) — 55 °).
Еще одним распространенным методом, с помощью которого болты изготавливают-ся на токарно-винторезных станках, является нарезка резьбы плашками.
Специализи-рованный режущий инструмент, изготовленный из быстрорежущей стали (чаще всего марок Р6М5 или Р18), вставляется в специальный плашкодержатель, в качестве упора в резцедержателе закрепляется металлический брусок подходящего размера, а штырь, на котором предстоит нарезать резьбу, смазывается обычным машинным маслом.
Станок устанавливается в режим низких оборотов (как правило, не более 25-30 в минуту), включается в режим прямого вращения, а плашка, установленная в плашкодержателе, размещается вручную строго перпендикулярно оси детали (то есть оси стержня болта).
По мере того как, будучи плотно прислоненной к торцу стержня со снятой на нем фаской, плашка «захватывает» его, ее ручка упирается в установленный в резцедержателе упор, и происходит нарезка резьбы.
Как только плашка проходит положенное ей расстояние и нарезает тем самым резьбу на стержне болта, токарь включает обратную подачу и снимает режущий инструмент с болта.
После этого болт отрезается от заготовки отрезным резцом.
На токарно-винторезных станках болты изготавливаются или штучно, или неболь-шими партиями.
Если же требуется выпустить большое их количество, то применяется технология холодной или горячей объемной штамповки, которая происходит в несколько этапов.
На первом из них производится термическая обработка материала заготовки и при необходимости очистка его от ржавчины.
После этого она с помощью специального оборудования протягивается через так называемый формовочный узел, в результате чего принимает строго цилиндрическую форму необходимого диаметра.
Затем проис-ходит нарезка заготовки на участки требуемой длины и с помощью матриц определенной формы на каждом из них формируется головка.
Следующим этапом производства болтов методом штамповки является выполнение фаски на конце стержня, после чего на специальном оборудовании при помощи подвижной и неподвижной плашек накатывается резьба.
Контроль качества готовой продукции осуществляется выборочно, для чего отбирается несколько образцов из каждой партии и проверяются их параметры.
