способ изготовления изделий типа заготовок болтов с диаметром стержня, примерно равным среднему диаметру резьбы

Формула изобретения

1. Способ изготовления изделий типа заготовок болтов с диаметром стержня, примерно равным среднему диаметру резьбы, включающий отрезку исходной заготовки, предварительное и окончательное формирование головки, отличающийся тем, что исходную заготовку используют диаметром не более 0,89 номинального диаметра резьбы, а предварительное формирование головки осуществляют за несколько операций, при этом степень деформации стержня при каждом предварительном и окончательном формообразовании головки принимают величиной, не превышающей 18%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при предварительном формировании головки ее часть, примыкающую к стержню, формируют в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к стержню.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для изготовления изделий типа заготовок болтов с диаметром стержня примерно равным среднему диаметру резьбы. Известен способ изготовления заготовок болтов с диаметром стержня, примерно равным среднему диаметру резьбы, заключающийся в отрезке исходной заготовки, предварительной и окончательной высадке головки /В. И.Мокринский. "Производство болтов холодной объемной штамповкой". Москва. "Металлургия", 1978 г./.

Однако известный способ имеет узкие технологические возможности, так как предполагает использование калиброванного металла диаметром, примерно равным среднему диаметру резьбы, и применяется для изготовления болтов с уменьшенной головкой ввиду использования только одного предварительного формообразования головки. Кроме того, процесс не позволяет получать болты повышенной прочности ввиду недостаточного деформирования стержня и влияния эффекта Баушингера.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей процесса и повышение прочностных свойств изделий.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе изготовления изделий типа заготовок болтов с диаметром стержня, примерно равным среднему диаметру резьбы, включающим отрезку исходной заготовки, предварительное и окончательное формирование головки, исходную заготовку используют диаметром не более 0,89 номинального диаметра резьбы, предварительное формирование головки осуществляют за несколько операций, при этом степень деформации стержня при каждом предварительном и окончательном формообразовании головки принимают величиной, не превышающей 18%.

Кроме того, с целью возможности получения головок максимального диаметра и возможности использования металла минимального размера ввиду повышения устойчивости металла при штамповке, а также исключения подрезания волокон металла в зоне перехода "голова - стержень" и наиболее точного формирования диаметра стержня, ввиду более благоприятных условий течения металла, при предварительном формировании головки ее часть, примыкающую к стержню, формируют в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к стержню.

Существенные признаки, отличающие заявленное изобретение от ближайшего аналога, обеспечивают расширение технологических возможностей процесса ввиду создания необходимых условий для использования металла меньшего диаметра и возможности штамповки заготовок с большим диаметром головки, а также позволяют получать изделия повышенной прочности ввиду дополнительного упрочнения металла по причине наибольшего его деформирования.

На фиг.1 представлена исходная цилиндрическая заготовка; на фиг.2 - деталь после I перехода; на фиг.3 - деталь после II перехода; на фиг.4 - деталь после III перехода; на фиг.5 - деталь после IV перехода; на фиг.6 - деталь после V перехода.

Способ изготовления изделий типа заготовок болтов с многогранной головкой осуществляется следующим образом. На I переходе производят из исходной заготовки первую предварительную высадку головки и осадку стержня. На II переходе - вторую предварительную высадку головки и осадку стержня, на III переходе - окончательную высадку головки и стержня. На IV переходе осуществляют обрезку головки с образованием многогранника, на V переходе производят образование резьбы на стержне накаткой. Для штамповки используют цилиндрическую заготовку диаметром не более 0,89 от номинального диаметра резьбы, а степень деформации стержня при каждом предварительном и окончательном формообразовании головки принимают величиной, не превышающей 18%. С целью более равномерного формирования и деформации стержня, исключения образования складок в месте перехода "голова-стержень", при II предварительной или окончательной штамповке головки, деформацию стержня при первой предварительной высадке головки выбирают максимальной величиной в пределах 18%, обеспечивающей получение формы и размеров стержня. Кроме того, с целью исключения подрезания волокон металла в месте перехода "голова-стержень" длину стержня на I переходе по сравнению со II и на II по сравнению с III рекомендуется принимать большей величиной, исключающей образование стержня при последующей осадке головки из металла усеченного конуса предварительной головки.

Значение диаметра исходной заготовки выбирают с учетом гарантированного обеспечения его величиной меньше среднего диаметра резьбы под накатку. Наименьшее значение диаметра исходной заготовки неограничено, так как зависит от целого ряда параметров, в том числе размера и формы головки изделия, количества операций штамповки, формы предварительных головок, марки стали и т. д. Максимальный уровень деформации стержня по переходам 18% определен практическим путем. Установлено, что при наличии зазора между матрицей и исходной заготовкой, соответствующему деформации, превышающей 18%, предел продольной устойчивости деформируемой заготовки при высадке головки снижается значительно ниже, чем рекомендуемое соотношение L₀/d₀2,3 (L₀ - длина исходной заготовки под формирование головки, d₀ - диаметр исходной заготовки). При этом происходит потеря продольной устойчивости заготовки при осадке головки, головка смещается в сторону, процесс подсадки стержня по длине становится нестабильным. Отклонения от соосности головки и стержня превышают допустимые значения.

Пример. Производится изготовление болтов М3О по ГОСТ 7805-70 с диаметром гладкой части стержня, примерно равным среднему диаметру резьбы из стали марки 10кп по ГОСТ 10702-78. Болты изготавливаются на четырехпозиционном автомате-комбайне КА-74. Диаметр исходной заготовки d₀=24,2+0,20 мм. На I переходе производят предварительную высадку головки и осадку стержня до размера d1=26,0 мм. Степень деформации стержня 13,4%. На II переходе осуществляют вторую предварительную высадку головки и осадку стержня до размера d2=27,0 мм. Степень деформации стержня 7,3%. На III переходе производят окончательную высадку головки и стержня до размера d3=27,68-0,13. Степень деформации стержня 4,9%. На IV переходе производят обрезку головки на шестигранник с размером "под ключ" 46 мм. На V переходе осуществляют накатку резьбы М3О с шагом 3,5 мм.

Аналогичным образом с использованием предлагаемого изобретения могут изготавливаться болты по ГОСТ 11530-93 для рельсовых стыков железнодорожного пути.