способ изготовления болта с фасонной головкой и фланцем

Формула изобретения

1. Способ изготовления болта с фасонной головкой и фланцем, включающий отрезку заготовки, предварительную высадку головки за два перехода с образованием гладкой части стержня заготовки, на втором из которых получают головку, состоящую из цилиндрической и выпуклой частей, на третьем переходе редуцирование цилиндрической части головки на диаметр, равный описанному диаметру фасонной головки болта с одновременным редуцированием части стержня под накатку резьбы, окончательное формирование выдавленной головки с подторцовкой верхней поверхности, высадку фланца и накатку резьбы, отличающийся тем, что на первом переходе редуцируют гладкую часть стержня и высаживают головку, состоящую из цилиндрической части, одним основанием примыкающей к усеченному конусу, обращенному меньшим основанием в сторону гладкой части стержня, и другим основанием примыкающей к большему основанию дополнительного усеченного конуса головки, на втором переходе высаживают головку с образованием выпуклой части в виде сферы на дополнительном усеченном конусе и радиусного перехода под головкой между усеченным конусом и гладкой частью стержня, на третьем переходе редуцируют часть цилиндрической части головки на высоту, равную высоте головки болта без фланца, и с диаметром, равным описанному диаметру фасонной головки болта, сохраняя при этом ранее полученные усеченный конус и дополнительный усеченный конус с выпуклой частью в виде сферы, и образуют еще один конус на переходе от гладкой части стержня к части стержня под накатку резьбы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр цилиндрической части головки, образованной на первом переходе, принимают равным 0,8-0,9 диаметра цилиндрической части головки, образованной на втором переходе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при образовании дополнительного усеченного конуса на первом переходе его высоту принимают равной 0,16-0,22 высоты цилиндрической части головки, а диаметр меньшего основания равным 0,8-0,9 диаметра большего основания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при образовании дополнительного усеченного конуса и выпуклой части на втором переходе их общую высоту принимают равной 0,07-0,2 высоты головки при угле наклона образующей конической поверхности 45-60°.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол наклона образующей конической поверхности при образовании усеченного конуса высадкой на втором переходе составляет 30-60°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при холодной высадке крепежных изделий.

Известен способ изготовления болта с фасонной головкой и фланцем, включающий отрезку заготовки, предварительную осадку стержня под высадку головки и подторцовку, предварительную высадку головки, калибровку торца, предварительное образование фланца, оформление цилиндрической части под редуцирование наружного профиля, окончательное формирование фасонной головки с высадкой фланца и накатку резьбы (см. статью Е.Н.Хохлова, В.А.Макарова, В.В.Галкина. Прогрессивные конструкции головок крепежных деталей и технологии их изготовления холодной объемной штамповкой». Кузнечно-штамповочное производство, 2003 г., №2, с.33-36).

Однако известный способ обладает рядом недостатков: на поверхности головок болтов, изготовленных из марок стали для получения высокопрочного крепежа, образуются риски, недостаточно четко оформлены фаски перехода от боковой поверхности выступов фасонной головки к верхней поверхности, на внешней верхней поверхности головки болта впрессованы наплывы и складки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления болта с фасонной головкой и фланцем, где отрезают заготовку, предварительно высаживают головку болта в форме усеченного конуса, затем получают цилиндрическую заготовку головки диаметром, равным 1,05-1,08 описанного диаметра фасонной головки болта, далее полученную цилиндрическую головку редуцируют на длину, равную высоте головки болта без фланца, и диаметром, равным описанному диаметру фасонной головки болта, далее на позиции окончательного формирования головки болта штамповкой производят выдавливание фасонного профиля головки с общим углом выдавливания 60°, при этом одновременно осаживают фланец (см. патент РФ №2207931, кл. В 21 К 1/46).

Однако данный способ также имеет ряд недостатков: нечеткое оформление фасок при переходе от боковых поверхностей выступов головки к верхней поверхности, на внешней верхней поверхности головки болта впрессованы наплывы и складки, на поверхности головок болтов, изготовленных из марок стали для получения высокопрочного крепежа, образуются риски.

Задачей настоящего изобретения является разработка нового способа изготовления болта с фасонной головкой и фланцем для повышения качества путем предотвращения возникновения рисок, устранения наплывов и складок на верхней поверхности головки болта и четкого оформления фасок.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления болта с фасонной головкой и фланцем, включающем отрезку заготовки, предварительную высадку головки за два перехода с образованием гладкой части стержня, на втором из которых получают головку, состоящую из цилиндрической и выпуклой частей, редуцирование на третьем переходе цилиндрической части головки на диаметр, равный описанному диаметру фасонной головки болта с одновременным редуцированием части стержня под накатку резьбы, окончательное формирование выдавленной головки с подторцовкой верхней поверхности, высадку фланца и накатку резьбы, согласно изобретению на первом переходе редуцируют гладкую часть стержня и высаживают головку, состоящую из цилиндрической части, одним основанием примыкающей к усеченному конусу, обращенному меньшим основанием в сторону гладкой части стержня, и другим основанием примыкающей к большему основанию дополнительного усеченного конуса головки, на втором переходе высаживают головку с образованием выпуклой части в виде сферы на дополнительном усеченном конусе и радиусного перехода под головкой между усеченным конусом и гладкой частью стержня, на третьем переходе редуцируют часть цилиндрической части головки на высоту, равную высоте головки болта без фланца, и с диаметром, равным описанному диаметру фасонной головки болта, сохраняя при этом ранее полученные усеченный конус и дополнительный усеченный конус с выпуклой частью в виде сферы, и образуют еще один конус на переходе от гладкой части стержня к части стержня под накатку резьбы.

Кроме того, диаметр цилиндрической части головки, образованной на первом переходе, принимают равным 0,8-0,9 диаметра цилиндрической части головки, образованной на втором переходе.

При образовании дополнительного усеченного конуса на первом переходе его высоту принимают равной 0,16-0,22 высоты цилиндрической части головки, а диаметр меньшего основания равным 0,8-0,9 диаметра большего основания.

При образовании дополнительного усеченного конуса и выпуклой части на втором переходе их общую высоту принимают равной 0,07-0,2 высоты головки при угле наклона образующей конической поверхности 45-60°.

Угол наклона образующей конической поверхности при выполнении усеченного конуса высадкой на втором переходе составляет 30-60°.

Вышеуказанные общие, достаточные во всех случаях существенные признаки описываемого изобретения обеспечивают получение технического результата, заключающегося в повышении качества путем предотвращения возникновения рисок, устранения наплывов и складок на верхнем торце головки болта и четкого оформления фасок.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в следующему:

- образование плавного перехода в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием в сторону гладкой части стержня, на первом переходе предварительной высадки, а на втором переходе - усеченного конуса, примыкающего к радиусному участку от головки к стержню, с углом наклона образующей конической поверхности 30-60° гарантирует оптимальные условия высадки в самой напряженной для течения металла области головки - переходе от опорной поверхности головки к ее боковой поверхности. Этим самым создаются условия высадки металла, предназначенного для изготовления высокопрочного крепежа, без образования рисок на поверхности головки болта.

Для этой же цели предназначено меньшее значение соотношения между диаметром цилиндрической части головки, образованной на первом переходе, и диаметром цилиндрической части головки, полученной на втором переходе, равное 0,8. В этом случае предусмотрена малая степень деформации металла при высадке на втором переходе с сохранением высокой пластичности. Большее значение этого соотношения, равное 0,9, гарантирует надежный захват заготовки пуансоном второго перехода.

С целью достижения заданной конфигурации фасок перехода от боковой поверхности выступов фасонной головки к верхней поверхности головки болта без наплывов и складок на первом переходе образуют дополнительный усеченный конус головки, к большему основанию которого примыкает цилиндрическая часть, на втором переходе образуют дополнительный усеченный конус и выпуклую часть, примыкающие друг к другу и цилиндрической части головки, на третьем переходе образуют усеченный конус, примыкающий к цилиндрической части, диаметр которой равен описанному диаметру фасонной головки болта, и к выпуклой части.

Качественное оформление конфигурации фасок и получение поверхности головки болта без наплывов и складок происходит при высоте образованного дополнительного усеченного конуса на первом переходе, составляющей 0,16-0,22 высоты цилиндрической части головки, диаметре меньшего основания, равным 0,8-0,9 диаметра большего основания, при общей высоте образованных дополнительного усеченного конуса и выпуклой части на втором переходе, составляющей 0,07-0,2 высоты головки, и при угле наклона образующей конической поверхности 45-60°.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена схема штамповочных переходов болта с фасонной головкой и фланцем.

Способ изготовления болта с фасонной головкой и фланцем осуществляется следующим образом.

От длинномерного материала отрезают заготовку и передают на первую позицию холодновысадочного автомата. На первом переходе заготовку редуцируют с образованием гладкой части стержня 1. Головку образуют из цилиндрической части 2, одним основанием примыкающей к усеченному конусу 3 и другим основанием примыкающей к дополнительному усеченному конусу 4 головки.

На втором переходе высадкой получают радиусный участок 5 от стержня к головке, также головку, состоящую из последовательно примыкающих к радиусному участку и друг другу усеченного конуса 6 с углом наклона образующей конической поверхности 45°, цилиндрической части 7 диаметром d₂, дополнительного усеченного конуса 8 и выпуклой части 9.

На третьем переходе проводят редуцирование части цилиндрической головки 12 на высоту, равную высоте головки болта без фланца и с диаметром d₃ , равным описанному диаметру фасонной головки болта, и гладкой части стержня 11 под накатку резьбы. Между выпуклой частью 10 и цилиндрической частью 12 головки образуют примыкающий к ним усеченный конус 13.

На последнем, четвертом переходе производят окончательное формирование головки 14 болта выдавливанием с подторцовкой верхней поверхности 15 и с высадкой фланца 16. После этого накатывают резьбу.

Использование предлагаемого способа изготовления болта с фасонной головкой и фланцем позволяет повысить качество деталей.