/
Автор: Мисожников В.М. Гринберг М.Я.
Теги: металлургия обработка металлов металлы холодная обработка металлов
Год: 1951
Текст
В. М. МИСОЖНИКОВ, М. Я. ГРИНБЕРГ
а/ ы
Л4 C.S
ТЕХНОЛОГИЯ
ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ
МЕТАЛЛОВ
0
МАШ ГИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ литературы
Москва 1951
В книге рассматривается производство различных
изделий методом холодной высадки, приводится опи-
сание применяемых технологических процессов, обо-
рудования и материалов. Широко представлены
употребляемые при холодной высадке инструменты.
Показаны современные автоматические машины и
их оснащение, обеспечивающее высокую производи-
тельность метизного производства.
Книга предназначена для инженеров и техников,
работающих в области холодной высадки.
Рецензент канд. техн, наук Г. А. Навроцкий
Редактор В. Б. Занржевсгий
Редакция литературы тяжелого машиностроения
Зав. редакцией инж. С. Я. ГОЛОВИН
ПРЕДИСЛОВИЕ
Задачи развития всего народного хозяйства СССР требуют
огромного подъема машиностроительной промышленности.
Этот подъем тесно и неразрывно связан с ростом производи-
тельности труда, а также с внедрением в производство новейших
высокопроизводительных методов обработки металлов давлением
(в особенности в холодном состоянии за пределом текучести),
одно из первых мест в которых занимает холодная высадка.
Фиг. 1. Сравнительные диаграммы по трудоем-
кости (а — время в мин. на 1 шт.) и затратам
на амортизацию оборудования и расходам на
инструмент (б — в коп. на 1 шт.)
Этот метод по производительности и экономичности оставляет
далеко позади себя обработку на металлорежущих станках-авто-
матах, а также на прессах, молотах и горизонтально-ковочных
машинах. Приведенные на фиг. 1 сравнительные диаграммы
при различных методах обработки болта размером М.12 X 50 дают
наглядное представление о превосходстве рассматриваемого в дан-
ной работе метода обработки путем холодной высадки.
На диаграмме (фиг. 2) представлены вес и время обработки
заготовок высаженных и точеных (а — вес точеных заготовок,
з
б — вес высаженных заготовок, в •— время обработки точеных
заготовок, г — время обработки высаженных заготовок, д — чис-
тый вес готовых изделий).
В среднем вес заготовки болтов этого размера при холодной
высадке в 2,5 раза меньше, чем для болтов, изготовленных на то-
карных автоматах.
Кроме указанного преимущества обработки методом холодной
высадки надо указать еще на одно весьма важное преимущество.
Изделия, изготовленные методом холодной высадки, обладают
большим пределом прочности по сравнению с изделиями из этой
Фш. 2. Диаграмма расхода металла и времени
изготовления болтов методами холодной
высадки и обработкой резанием
же стали, но изготовленными на токарных автоматах, так как в
последнем случае волокна под головкой оказываются перерезан-
ными, а при холодной высадке волокна направлены к центру го-
ловки.
В табл. 1 даны значения пределов прочности для высажен-
ных и точеных изделий. Из таблицы видно, что у высаженных из-
делий предел прочности значительно больше, чем у обработанных
путем снятия стружки.
Развитие ряда отраслей промышленности, таких, как авто-
тракторная, авиационная, станкостроения и внедрение наиболее
прогрессивных высокопроизводительных технологических процес-
сов, способствовало усовершенствованию методов производства
метизов.
Широко внедряется автоматизация всех процессов. Строятся
крупные холодновысадочные прессы-автоматы; в настоящее время
имеются автоматы для холодной высадки из прутков диаметром
30 мм. Выпускаются комбинированные прессы-автоматы, которые
одновременно производят операции высадки, обрезки шестигранных
4
головок, накатывания резьбы
и промывки. Такой пресс-авто-
мат дает значительную эконо-
мию производственной площа-
ди, сокращает транспортиров-
ку полуфабрикатов от стайка
к станку, уменьшает потреб-
ность в рабочей силе.
Широко внедряется фасон-
ная высадка за счет создания
многоударных высадочных
прессов-автоматов и оборудо-
вания для повторной высадки.
Таблица 1
Диаметр олта в мм Сталь Предел прочности при растяжении в кг)мм^
точеный болт высажен* ный болт
8 40 62 68
10 35 56 60
12 40Х 60 65
18 35 52 57
Холодная высадка, а также сужение диаметра стержня (ре-
дуцирование) и поперечное обжатие связаны с рядом предшест-
вующих (подготовка металла, волочение) и последующих (обрез-
ка, накатывание резьбы и т. д.) технологических процессов, кото-
рые представляют собой одно неразрывное целое в реальных
производственных условиях. Кроме того, самый процесс холодной
высадки тесно связан с изменениями структуры высаживаемого
путем пластической деформации металла.
Поэтому в данную работу, кроме указанных технологических
процессов, включена глава, кратко освещающая основные вопро-
сы пластической деформации применительно к холодной высадке
с приведением результатов экспериментальных работ, формул и
примерных расчетов по определению действующих усилий, необ-
ходимых технологам при выборе соответствующего оборудования.
Авторы будут весьма признательны за указания и замечания
о недочетах настоящего труда.
Авторы считают своим долгом выразить благодарность за
ценные практические советы и указания и существенную помощь,
оказанную при составлении и редактировании рукописи, проф.
Ф. С. Демьянюку, редактору В. Б. Закржевскому, Н. Т. Ильи-
чеву, канд. техн, наук Г. А. Навроцкому, К. М. Сумихину.
КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Обработка металлов методом пластической деформации имеет
за собой многовековый путь развития. Разнообразные предметы
древности из бронзы и железа свидетельствуют о том, что еще
на заре развития человеческой культуры люди умели изготов-
лять металлические изделия путем горячей и холодной обработки.
В древние века метод ковки при-
меняли при производстве холодного
оружия и украшений, а развитие
обработки металлов чеканкой мож-
но проследить со времен глубокой
древности. Проволоку умели изго-
товлять в то время только ковкой
путем вытягивания металла в на-
гретом и холодном (для малых сечений) состоянии (фиг. 3).
Только в средние века начинает развиваться технология по-
лучения проволоки методом волочения, что объясняется появле-
Фиг. 3. Изделия, изготовленные
путем ковки (древние века)
Фиг. 4. Волочение проволоки с помощью горизонтального
и вертикального ручного ворота (средние века).
нием в то время потребности в сравнительно больших количест-
вах проволоки для развивавшегося производства оружия, осо-
бенно кольчуг, а также часов, украшений и т. д.
Начало ковки, штамповки и чеканки в России (Киеве, Черни-
гове и других местах южной России) таких изделий, как шлемы,
б
мечи, клинки и другие предметы вооружения из железа и стали,
относится к IX—X вв. Уже в XV и XVI вв. в Московском госу-
дарстве применялись методы чеканки монет в штампах и
штамповки с подкладными штампами для производства оружия.
Одним из выдающихся мастеров кузнечно-штамповочного дела то-
го времени был русский кузнец Никита Давыдов.
Фиг. 5. Волочение толстой железной проволоки посредством
водяного колеса.
Волочение проволоки из золота и серебра производили вручную
с помощью горизонтального или вертикального ворота (фиг. 4).
Для захватывания проволоки служили
железные клещи. При волочении очень
тонкой проволоки применяли два ролика
(на фиг. 4 слева), вращаемые руками по-
очередно в разные стороны.
При производстве требуемых сечений
проволоки пользовались металлической
доской с соответствующими отверстиями.
Волочение толстой железной прово-
локи (фиг. 5) производилось посредством
водяного колеса, клещей и металличе-
ской доски (волока). На фиг. 6 показан
привод к волочильной установке с кле-
щами и волочильной доской от вращаю-
щегося водяным колесом барабана с
шипами (уральские заводы, начало
XVIII в.).
В средние века обработку металлов
давлением производили главным образом
Фиг. 6. Привод К ВОЛОЧИЛЬ-
НОЙ установке с клещами
и волочильной доской.
при производстве оружия. Однако при существовавших тогда эко-
номических условиях еще не' ощущалась потребность в больших
поковках, требующих для изготовления больших усилий. К этому
времени относится применение для ковки и волочения силы падаю-
7
щей воды, которая не могла по тогдашнему уровню техники дать
больших давлений, а кроме энергии воды, техника того времени
не могла ничего предложить.
Потребность в боль-
ших поковках появилась
только с развитием море-
плавания в XVI и
XVII вв., когда начало
быстро развиваться ко-
раблестроение, которое
нуждалось в получении
тяжелых якорей, различ-
ных железных изделий
для крепления и предъ-
явило повышенные требо-
вания к тогдашней тех-
нике кузнечного дела.
На фиг. 7 представлен
Фиг. 7. Процесс ковки железа свободно процесс ковки железа тя-
падающим молотом (XVIII в.). желым свободно падаю-
щим молотом в цехе ме-
таллургического завода (1768 г.). Подъем молота производился
шипами при вращении вала водяного колеса.
Фиг. 8. Разрез цеха с приводом к молоту и волочиль-
ной установке (уральские заводы, XVIII в.).
Над молотом укреплен эластичный деревянный брусок для уси-
ления энергии падения молота. На фиг. 8 дан разрез цеха с при-
водом к молоту и волочильной установке, расположенной на вто-
ром этаже (уральские заводы).
В этот же период начинает развиваться прокатное дело, кото-
рое приобретает наибольшее значение при переработке крупных
слитков и изготовлении из них заготовок для ковочных работ.
8
Обработка листового металла путем глубокой вытяжки появ-
ляется в середине XIX в. Продавливание металлов через отвер-
стия и производство цельнотянутых труб появилось во второй по-
ловине XIX в. К началу XIX в. относится и усовершенствование
процесса ковки, его механизация и переход с ручного труда на
машинный.
Изготовление различных небольших металлических изделий
(гвоздей, скоб, экипажных болтов и т. д.) производилось как го-
Фиг. 9. Инструмент для изготовления гвоздей из болтов
ручным способом (XV—XVI вв.).
рячим, так и холодным способом
стиями путем осадки или загибки
лен инструмент для изготовления
пажных болтов ручным способом
(XV—XVI вв.), а на фиг. 10—
один из экипажных болтов с гай-
кой производства того времени.
Получение резьбы достига-
лось также вручную с помощью
ковкой на наковальне с отвер-
молотком. На фиг. 9 представ-
металлических гвоздей и эки-
Фиг. 10. Экипажный болт и гайка,
изготовленные вручную с подогревом
(XV—XVI вв.).
Фиг. 11. Инструмент для изготовле-
ния резьбы вручную — трехгранный
напильник, линейка и циркуль
(XVI в.).
трехгранного напильника (фиг. 11), циркуля и двух линеек для
разметки шага и винтовой линии.
В конце XVIII и начале XIX вв. появились винтовые прессы,
на которых изготовлялись вручную, из предварительно отрезан-
ных заготовок, различные мелкие изделия (гвозди, болты, гайки
и др. как в горячем, так и в холодном виде) (фиг. 12). К этому
времени уже добились изготовления проволоки необходимого про-
9
филя в требуемом количестве и соответствующего тому уровню
техники качества. Холодная высадка машинным путем была впер-
Фиг. 12. Винтовые прессы для изготовле-
ния мелких гвоздей, болтов и гаек
(XVIII—XIX вв).
вые введена примерно в се-
редине XVIII в. для вы-
садки заготовок винтов для
дерева.
Первым станком такого
рода был высадочный пресс,
представляющий собой очень
массивную конструкцию с
коленорычажным механиз-
мом, большим маховиком и
ТЯТК'вЛОЙ стзниной
В первой половине XIX в.
(1840 г.) появляются ко-
вочно-высадочная машина
(фиг. 13) для производства
экипажных болтов в разъ-
емных матрицах.
В 1842 г. был взят па-
тент на пресс для производ-
ства экипажных и других
болтов методом высадки го-
(фиг. 14). Дальнейшие усо-
шли по линии увеличения
ловки в цельной матрице и пуансоне
вершенствовання высадочных прессов
Фиг. 13. Ковочновысадочная машина
для производства экипажных болтов
(XIX в.).
их жесткости и повышения про-
изводительности. В 1850 г. был
построен холодновысадочный
пресс с раздвижными матрицами
для производства болтов, закле-
пок и других изделий-из прутко-
Фиг. 14. Проект высадочного пресса
для изготовления крепежных изде-
лий в цельной матрице (XIX в-).
10
вого материала. Этот пресс (фиг. 15) напоминает современный хо-
лодновысадочный пресс-автомат коленорычажного типа.
В начальной стадии развития машиностроения требования,
предъявляемые к точности резьбы, были невысокими, и накаты-
Фиг. 15. Часть холодновысадочного пресса с раздвижными матрицами,
(разрез, 1850 г.).
вание резьбы производилось на одном и том же станке как в хо-
лодном, так и в горячем виде. Попытки накатывания резьбы ма-
шинным путем начались с резьбовых цилиндрических роликов,
которые устанавливались наклонно один против другого (фиг.16),
так что подъем их витков совпадал. Для получения постепенно
11
возрастающего давления на металл один из роликов имел пере-
менный, постепенно увеличивающийся, диаметр. Были также по-
пытки накатывать резьбу на станках с резьбовыми роликами
Фиг. 16. Накатывание резьбы цилиндрическими роликами,
установленными под углом с переменным диаметром.
(фиг. 17), из которых один был подвижной и при своем движе-
нии оказывал давление на поверхность металла, заставляя его
деформироваться. Эти ролики имели спиральные резьбовые ка-
навки и их оси были расположе-
ние. 17. Накатывание резьбы
тремя роликами (один ролик
подвижной).
Фиг. 18. Накатывание резьбы эксцен-
трично расположенными цилиндриче-
скими резьбовыми роликами (1877 г.).
В 1877 г. было предложено два способа накатывания резьбы
(фиг. 18), Первый способ заключался а том, что изделие поме-
12
щалось между круглыми кольцевыми резьбонакатными плашками,
вращающимися в одном направлении, второй способ позволял
накатывать изделие между двумя вставленными друг в друга
кольцами, которые вращались в противоположных направлениях.
В И885 г. появилась новая конструкция станка, в котором про-
цесс накатывания был разделен на три стадии (фиг. 19).
В начальной стадии изделия накатывались роликами на не-
большую глубину, затем проходили между другими роликами, ко-
торые давали более глубокую резь-
Фиг. 19. Ступенчатое накатывание
резьбы тремя роликами (1885 г.).
Фиг. 20. Накатывание резьбы дву-
мя плоскими подвижными плаш-
ками (1889 г.).
В 1891 г. был сконструирован резьбонакатный станок с круг-
лыми плашками в виде сегментов. Эти и подобные им резьбона-
катные станки с круглыми кольцевыми плашками или плашками
в виде сегментов не получили и не могли получить распростране-
ния ввиду того, что, во-первых, техника изготовления точных ин-
струментов находилась тогда еще на низком уровне, а, во-вторых,
культура станкостроения тогда не могла удовлетворить повышен-
ных требований к точности и жесткости, которыми должны были
обладать станки при наличии больших усилий, необходимых для
холодной деформации металлов. Эти и другие причины привели
к тому, что от конструкции подобных плашек отказались и пере-
шли к конструкциям плоских плашек, которые впервые были
предложены в 1851 г.
В 1889 г. в развитии резьбонакатных станков с плоскими
плашками был сделан большой шаг вперед, когда был выпущен
станок с двумя плоскими подвижными плашками и магазинным
13
приспособлением для автоматической подачи заготовок к плашкам
(фиг. 20). Эти станки по общей компоновке имеют все основные
особенности современных станков для накатывания резьбы: ста-
бильный, упрощенный и защищенный приводной механизм, авто-
матическую подачу и жесткие направляющие. Однако и от этой
конструкции также пришлось отказаться ввиду трудностей при
установке плашек, двойной «игры» обоих ползунов и недоста-
точно плавной работы привода с зубчатой рейкой.
Дальнейшие стадии
Фиг. 21. Комбинированный агрегат для холодной
высадки (/), обрезки (2), подрезки (3) и на-
катывания резьбы (4).
усовершенствования в
развитии резьбонакат-
ных станков заключи-
лись глэвным обэззом
в использовании обрат-
ного хода для накаты-
вания резьбы, одновре-
менного изготовления
двух изделий и про-
грессивного нараста-
ния давления на нака-
тываемый металл. Од-
нако все эти попытки
в свое время не дали
положительных оезуль-
татов; от них в даль-
нейшем отказались. В
качестве стандартной
конструкции резьбона-
катного станка был
принят станок с одной неподвижной и одной подвижной плашкой.
Лишь в последнее время (1938 г.) удалось практически раз-
решить вопрос о создании конструкции резьбонакатного станка
с круглыми резьбовыми плашками для накатывания резьбы диа-
метром до 120—150 мм (включая тонкостенные и пустотелые из-
делия, что ранее нельзя было осуществить на стандартном обо-
рудовании). Равномерная подача подвижного резьбового ролика
с большими давлениями достигалась вначале кулачковым меха-
низмом, а позднее с помощью гидравлического привода.
Стремление к наибольшей экономии производственной пло-
щади, сокращению межоперационных транспортировок полуфаб-
рикатов и выполнению одним рабочим нескольких операций поро-
дило мысль о создании пресса-автомата, изготовляющего полностью
болты. Первый такой пресс-автомат, изображенный на фиг. 21,
был изготовлен в 1935 г.
ГЛАВА I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
(современная технология обработки изделий методом пластиче-
ской деформации в настоящее время чрезвычайно расширилась
и включает в себя весьма разнообразные виды. Основными спо-
собами обработки этим методом являются горячая и холодная об-
работка металлов давлением.
Процесс холодной высадки, который входит составной частью
в холодную обработку металлов давлением, охватывает в настоя-
щее время в производственных условиях следующие виды:
1) открытую (свободную) и замкнутую осадку;
2) гибку как отдельной операцией, так и совместно с осадкой;
3) выдавливание (экстрюдинг-процесс) прямое и обратное;
4) сужение диаметра стержня (редуцирование);
5) подсадку цилиндрических и пустотелых сечений;
6) прошивку пустотелых отверстий;
7) обрезку профиля;
8) плющение;
9) просечку отверстий, углов и т. д.;
10) образование острия.
Основной задачей данной книги является рассмотрение главным
образом технологии холодной высадки, получившей за последние
годы большое применение в машиностроительном и метизном про-
изводствах. Однако поскольку с этой технологией тесно связаны и
другие предшествующие и последующие технологические процес-
сы (волочение, обрезка, накатывание, высадка в горячем виде,
калибровка совместно с вытяжкой), им также уделяются соответ-
ственно их удельному весу надлежащее внимание и место.
2. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
МЕТАЛЛОВ
Как известно, абсолютно твердых тел в природе не сущест-
вует, и все известные нам в практике твердые тела под влиянием
внешних и внутренних сил в большей или меньшей степени, с
большей или меньшей скоростью изменяют свои размеры и формы.
15
Такое перемещение частиц под влиянием действующих сил на-
зывают деформацией.
Основной целью обработки металлов давлением как в холод-
ном, так и в горячем состоянии является придание металлу необ-
ходимой формы и размеров в соответствии с конструктивными
требованиями. Это изменение первоначальной формы и размеров
обрабатываемого металла возможно лишь под влиянием опреде-
ленной величины действующего усилия (давления), при котором
в металле создаются внутрен-
Фиг. 22. Примеры холодной высадки
металла при свободной и замкнутой
осадке.
ние напряжения, способствую-
щие изменению формы и со-
хранению деформированного
состояния дзжс после устрз."
нения давления.
Таким образом, обработка
металлов давлением связана
во-первых, с остаточными де-
формациями, во-вторых, с со-
хранением этих деформаций
□ез нарушения связи между
частицами металла, т. е. без
разрушения его как целого.
Поэтому подобную деформа-
цию называют пластической
деформацией, сущность кото-
рой заключается в сдвиге и
перемещении частиц относи-
тельно друг друга, в смещении
некоторой части объема из одного места в другое.
Процесс холодной высадки, являясь разновидностью обработ-
ки металлов давлением путем пластической деформации, также
зависит от многих факторов, основными из которых являются пла-
стичность деформируемого металла, химический состав и механи-
ческие качества, величина зерна, а также трение между поверх-
ностями инструмента и высаживаемого металла.
Рассмотрим некоторые из этих факторов.
Обработку металлов давлением можно применять только в том
случае, если металл обладает достаточной для сдвига частиц пла-
стичностью, т. е. обладает способностью выдерживать значитель-
ные остаточные деформации без разрушения и сохранять в новом
положении взаимное сцепление, существовавшее до процесса де-
формации.
Технология холодной высадки в большинстве случаев заклю-
чается в свободной или замкнутой деформации металла круглого
или фасонного сечения между двумя или тремя инструментами с
гладкими или фасонными углублениями в матрице и пуансоне
. (фиг. 22).
Процесс пластических сдвигов в деформируемой заготовке под
влиянием давления между матрицей и пуансоном неоднороден
16 . .......
...... *4 • t
• • • *
вследствие трения между металлом и инструментом. Это* трение
препятствует сдвигу частиц металла, отчего деформация затруд-
няется и замедляется, протекая неодинаково в различных местах.
При этом частицы средней части осаживаемой заготовки получа-
ют наибольшее перемещение от середины к периферии, чем и объ-
ясняется бочкообразная выпуклая форма деформируемой заготов-
ки при свободной осадке.
Перемещение частиц металла при пластической деформации
можно наблюдать с помощью линий скольжения, которые появ-
ляются при деформации после перехода металла за пределы теку
чести (®т).
Эти линии видны как при растяжении, так и при сжатии заготов-
ки, причем полированная поверхность с нанесенной сеткой стано-
вится матовой, и линии скольжения располагаются под углом
около 45° к действующей силе. Они образуют так называемые
«конусы скольжения» объемного разделения всей массы металла
на зоны большей или меньшей деформации и представляют собой,
следовательно, поверхности скольжения отдельных групп частиц от-
носительно друг друга.
Характер образования этих поверхностей скольжения способ-
ствует возникновению «конусов скольжения», внутри которых сдви-
ги затруднены, и в основном деформация идет за счет выдавлива-
ния свободного между конусами металла (фиг. 23). Этого сво-
бодного металла в случае большого отношения диаметра Do к вы-
соте головки Лион (т~-) становится меньше, область, охваченная
'л кон'
затрудненным скольжением, относительно возрастает.
На фиг. 24 представлено фото макроструктуры головок после
холодной высадки из сталей 40Х и 45 с ясно выраженными «кону-
сами скольжения» и направлением волокон.
Процесс пластической деформации в холодном виде сопровож-
дается также, как известно, увеличением твердости деформируе-
мого металла, возникновением механического упрочнения (накле-
па), который в большинстве случаев связан с возникновением до-
полнительных внутренних напряжений и образованием мелкозер-
нистой структуры.
Появление этих напряжений обычно связано с высадкой стали
повышенной твердости (содержание углерода выше 0.20%). Вну-
тренние напряжения цилиндрического утолщения после высадки
(до термообработки) представлены на фиг. 25. Отсутствие термо-
обработки в этом случае уже при приложении небольших усилий
вызывает отрыв головки по линиям указанных «конусов скольже-
ния» (фиг. 26).
Поэтому в практике холодной высадки широко пользуются тер-
мообработкой, которая способствует:
1) уменьшению внутренних напряжений после холодной вы-
садки сталей с содержанием углерода выше 0,20% и
2) восстановлению первоначальной структуры металла так на-
зываемыми возвратом и рекристаллизацией, имеющими большое
17 В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг 1
практическое значение для улучшения эксплоатационных качеств
готовых изделий после высадки.
Таким образом, можно установить, что в результате холодной
высадки многие свойства стали изменяются: снижаются пластич-
ность, относительное удли-
нение и сужение поперечно-
го сечения, увеличиваются
твердость (вследствие упроч-
нения) и пределы прочно-
сти и текучести.
Однако путем последую
щей термообработки после
холодной высадки эти не-
благоприятные для дальней-
шей обработки и качества
изделия, явления можно
устранить.
В этом отношении опе-
рация отжига в процессе
холодной высадки имеет
Фиг. 26. Отрыв головки по конусам сколь-
жения.
весьма важное значение, особенно при значительных степенях де-
формации для средне- и высокоуглеродистых сталей.
В начальной стадии термообработки для наклепанной углеро-
дистой стали при температуре 400—500° С частичное восстановле-
ние механических и физических
свойств металла происходит без
Фиг. 27. Распределение твердости
шатунного болта после вы-
садки (а) и после термообработ-
ки (б).
Фиг. 28. Результаты испытаний на разрыв
болтов, изготовленных резанием (а) и ме-
тодом холодной высадки (б).
Вторая стадия восстановления микроструктуры металла (рекри-
сталлизация) наступает при нагреве до более высоких темпе-
ратур (550—650°С). Этот процесс рекристаллизации, связанный
с изменением величины и формы зерен металла, имеет особенно
18
большое производственное значение при всех видах пластической
деформации металлов в холодном состоянии (холодной высадке,
волочении и т. д.), когда процесс термической обработки приме-
няется в качестве отдельной операции с целью разупрочения.
На фиг. 27 представлено распределение твердости (^кв ша-
тунного болта после высадки (вверху) и после термообработки
(нормализации и охлаждении на воздухе).
Как видно из фиг. 27, твердость после термообработки вырав-
нивается. На фиг. 28 даны заготовки, обработанные резанием
Фиг. 29. Обозначения величин при опре-
делении степени деформации.
(слева) и высаженные в холодном состоянии (справа) после ис-
пытания на разрыв. Испы
гания высаженных загото-
вок после термообработки
показали высокие механи-
ческие качества: разрыв по
стержню происходил при
более высоких нагрузках
(на 10—20%) по сравнению
с заготовками, обработан-
ными резанием.
Пластические свойства
металлов меняются в зависимости от степени деформации или
осадки и характеризуются главным образом величинами пределов
текучести и прочности.
Под степенью деформации q (средней) при сжатии тел вра-
щения (цилиндрических, конических, полукруглых и т. д.) приня-
то принимать отношение разности площадей поперечного сечения
после (FKOH) и до осадки (F нач ) к площади после осадки
(фиг. 29)
„ Fкон РНач J (1)
F D2
* кон о
где dM —номинальный (исходный) диаметр проволоки в мм;
Do— диаметр головки после высадки в мм.
При растяжении (волочении, сужении стержня и т. д.) степень
деформации (средняя) равна
F — F а1
д нач 1 кон __ им ___ । ,п\
F Л2 ’ ' '
‘ КОН Ug
где do—номинальный диаметр заготовки в мм после высадки (или
волочения) под накатывание или нарезку резьбы.
В некоторых случаях удобнее применять в расчетах степень
осадки или относительного сжатия (вместо степени деформации)
й - й
q = ™ , (3)
нач
где hHa4 и hKoH — начальная и конечная высота заготовки до и пос-
ле осадки в мм.
2*
19
Фиг. 31. Холодная высадка стали 60Г.
Фиг. 32. Распределение твердости после холодной высадки сталей 15Х
и 50 при различной степени деформации.
20
Переменные величины Ьнач и hK0H в дальнейшем приравнены
к номинальным величинам: длине заготовки h и высоте головки Н
по чертежу.
Чем больше степень деформации, тем больше происходит поте-
ря металлом своих пластических свойств: повышаются пределы
текучести, упругости и прочности и уменьшаются удлинение и сжа-
тие. По мере роста степени деформации металл почти полностью
утрачивает свои пластические свойства. Поэтому при холодной вы-
садке с большой степенью деформации металл может настолько
потерять пластичность, что дальнейшая деформация его будет
затруднена и может вызвать разрушение.
Фиг. 33. График изменения твердости при 9 = 50 и 7О°/о
в зависимости от содержания углерода.
Степень деформации, при которой наступает разрушение во
время холодной высадки, различна в зависимости от химического
состава и механических свойств высаживаемого металла. Напри-
мер, сталь ЗОХГС высаживается без появления трещин до q —
= 87% (фиг. 30), а сталь марки 60Г дает трещины уже при
<7 = 50% (фиг. 31). Распределение твердости Hr образцов, де-
формированных при холодной высадке с различной степенью де-
формации q, для сталей 15Х и 50 дано на фиг. 32.
Влияние на твердость по Бринелю стали, высаженной при
<7 = 50 и 70%, в зависимости от содержания углерода, представ-
лено на фиг. 33 (для сравнения на фигуре дана твердость отож-
женной стали).
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ
а) Усилие при волочении
Расчет усилия при волочении для цилиндрических сечений
ведется по формуле
(4)
21
где о г'—сопротивление деформированию с учетом упрочения
в кг/мм2',
F нач —F кон— разность площадей заготовки до и после воло-
чения В ММ2',
к —• коэфициент, зависящий от средней степени деформации
р _____________ р
q=----- -----f а также учитывающий трение и форму
г нач
инструмента.
Значения коэфициента к приведены ниже.
? В % 10 18 26 34 42 50
Коэфициент к . 3,0 2,5 2,2 1,85 1,6 1,25
Расчет усилий для нецилиндрических сечений определяют по
формуле Гавриленко
= + (5)
где А —1,335 для квадратных сечений и Л=—для прямо-
1,76 у/ ah
угольных сечений, у которых а — ширина и Н — высота
в мм;
f — коэфициент трения;
а — угол (Ввода (24—30°).
б) Усилие при отрезке заготовки
Потребное усилие при отрезке заготовки выражается формулой
Рх ~ F • а (б)
cpi
где F — площадь среза в мм2',
° ср—напряжение.среза в кг'мм2;
Напряжение металла при срезе, выраженное через предел
прочности о„, имеет следующие значения (табл. 2).
Таблица 2
Металлы и сплавы Напряжение металла при срезе <т в кг/лиса *
Сталь Латунь Дуралюмин Алюминий, медь * В среднем агр = (0,7 0,8) а„ 11,0 + 0,56 17,1 + 0,285 17,3 + 0,23 0,75 zn
22
в) Усилие при холодной высадке
Полное давление, развиваемое в конце холодной высадки под
влиянием сжимающих усилий между пуансоном и матрицей или
пуансонами, зависит от качеств высаживаемого металла, степени
деформации, конфигурации высаживаемого объема, трения и ряда
других факторов. Определение направления и величины действую-
щих усилий при различных способах обработки металлов давле-
нием имеет весьма большое значение. Обычно направление дейст-
вующего усилия стремятся совместить с направлением наиболь-
шей деформации, что составляет основную задачу проектирования
технологического процесса и выбора наиболее рациональной кон-
струкции инструментов.
Для правильного направления течения и заполнения формы
инструмента металлом при наименьшем усилии, а также дляуве-
npuHsDg При Н& 0,8В„ принял При Н< 08В При lie 0,8В При Не о iB
К,^1? ^15+2.7 8^3-5 К^6:д
jr ЭуЧс
Фиг. 34. Значения коэфициента k для определения усилий при различной
форме головки.
личения стойкости инструмента и получения высококачествен-
ной продукции умение определить и рассчитать величину
требуемого усилия при холодной высадке необходимо технологу
для рационального выбора типа холодновысадочного оборудова-
ния соответствующей мощности.
Наиболее простой и дающей удовлетворительные результаты,
весьма близкие к экспериментальным данным определения усилий,
является эмпирическая формула
Р2 = ks'T кг/мм2, (7)
где F—площадь проекции высаженной формы в л«л«2;
к — коэфициент, зависящий от условий высадки и формы вы-
саживаемой головки (опредлен практическим путем).
Численная величина к для некоторых случаев высадки
представлена на фиг. 34.
Вторая более сложная формула (рекомендуемая С. И. Губки-
ным) имеет тот же вид, но коэфициентом к учитывается влияние
ряда факторов:
к — z • п • т,
где z — влияние неравномерной деформации, зависящей от конфи-
гурации высаживаемой головки;
23
п — влияние объемного напряженного состояния;
т — влияние внешнего трения.
Коэфициент tn дается С. И. Губкиным в виде
F Do
т = 1 + 04 • = 1 + 04 • /---,
1 ' р • Н 1 1 4Н
где си — коэфициент, зависящий от высаживаемой формы;
f — коэфициент трения;
Fnoe — проекция поверхности соприкосновения металла с ин-
струментом в мм3;
р и Н — периметр и высота высаживаемой части изделия в мм;
D,, —диаметр головки после высадки в мм. После подстанов-
ки формула С. И. Губкина имеет вид:
Р2 = Z • п • о' (1 + ах • / F. (8)
Коэфициенты z, п, щ и f определяются из следующих данных:
Значения z
Для простой формы в начале высадки z = 1,0—1,2.
Для формы средней сложности в конце высадки z = 1,2 —1,5.
Для сложной формы в конце высадки z = 1,5 ^ 1,8.
Значения п
Для свободной высадки при первом ударе в конце высадки
и =1,0.
Для ограниченной высадки в конце высадки без заусенцев
и = 1,75 2,0.
Для ограниченной высадки в конце высадки при малой толщи-
не заусенца и = 2,5.
Значения он
Для цилиндрической формы ai=l,3.
Для квадрата и шестигранника at = 2,0.
Для прямоугольника at = 2,3.
Для несимметричных изделий сложной формы ai = 2,5~: 3,0.
Значения f
Для шлифованных поверхностей со смазкой графитом f =
= 0,05 0,10.
Для шлифованных поверхностей без смазки графитом f— -
= 0,10-0,15
Для чистообработанных торцев инструмента и заготовок f —
= 0,05 — 0,20.
Для грубообработанных торцев f =0,20 — 0,30.
Пример 1. Определить давление в конце холодной высадки для головки
цилиндрической формы без заусенцев при диаметре головки О0 = 20 мм, высо-
той Н = 8 мм, диаметре стержня после высадки do = 10 мм. Сталь 25 при
z= 1,1, л= 1,75 и f = 0,15.
24
Определим полное давление по формуле С. И. Губкина (8)
P2-z- п • 4 (1 +<%! • 1,1 • 1,75 X
\ 4Н /
/ 20 \ л • 202
X 50 1 + 1,3 • 0,15 . -— ---= 38490 кг = 38,5 т.
\ 4-8/4
по упрощенной формуле (7)
, л - 208
Р2 = к • • F = 2,2 • 50 —— = 34540 кг = 34,5 т.
Пример 2. Определить давление при холодной высадке бочкообразной фор-
мы гайки (фиг. 35). Сталь 20
Р2 = 1,75 • 2 • 40 ( 1 +2,5-0,3 = 76 000 кг = 76,0 т.
8 к 4 • 15/ 4
По экспериментальным данным. Р = 75 т.
Приведем экспериментальные данные требуемых усилий холод-
ной высадки болтов из стали 20 с пониженной высотой головок
(таблк 3).
Фиг. 35. Холодная
высадка бочкообраз-
ной заготовки гайки
размером М12
Таблица 3
Диаметр стержня после высадки dc в мм н Высота головки Н в мм Усилие высадки в т
6 2,1 5,6 17
8 2,4 6,6 24
10 2,6 7,7 32
12 2,4 9,7 48
14 2,6 10,7 60
16 2,7 11,8 80
18 2,5 13,8 122
г) Усилие при обрезке
Усилие обрезки определяется по формуле
Р» = °ср ' F-
Площадь среза равна
F = • Н мм2,
где Ai —обрезаемый периметр в мм;
Н — высота обрезаемого контура (головки или заусенца)
в мм.
Приведем формулы для расчета наиболее распространенных
при обрезке периметров.
Для квадрата
= 4а,
где а — сторона квадрата в мм.
25
Для прямоугольника
Д1 — 2 (а + Ь)
где а — малая сторона; b — большая сторона.
Для шестигранника
А1 = 6,93 г = 3,46 3,
где г — радиус вписанной окружности в мм;
S — размер под ключ в мм.
Для эллипса
где Д1 — половина большой оси эллипса в мм;
bi — половина меньшей оси эллипса в мм.
Пример. Определить усилие Р3, потребное для обрезки болта с шести-
гранной головкой н размером шестигранника под ключ S, равным 17 мм, вы-
сотой Н, равной 9 мм.
Материал изделия — сталь 35, = 55 кг1мм2\
Ps=zcp ‘ F = 41,8 • 538 = 22 488 кг — 22,5 т при ~(р = 11 +0,56 ап = 11 +
+ 0,56 -55 = 41,8 кг/мм2; F = AX • 77 = 3,43 • 17 • 9 = 538 мм1-
д) Усилие при накатывании резьбы
При накатывании резьбы плоскими плашками на заготовку
действуют радиальные PR и тангенциальные РТ усилия.
Радиальные усилия вызывают упругую деформацию станины,
а тангенциальные действуют на механизм привода. Измерения
усилий показали, что величина работы деформации для разных
материалов различна, зависит от тангенциального усилия и не за-
висит от скорости деформации.
Соотношение между величинами тангенциальных и радиальных
усилий в зависимости от длины резьбы и марки металла представ-
лено на фиг. 36 и выражается уравнением
Ря=32(Яв + 28); (9)
Рг = 0,16Рв. (10)
Величины этих усилий зависят от длины и диаметра резьбы
и от твердости материала. Такая зависимость величины усилий
при накатывании резьбы от твердости материала по Бринелю, отне-
сенная к единице длины резьбы 10 мм при диаметре резьбы 32 мм,
дана на фиг. 37.
Изменение диаметра заготовки вызывает прямо пропорцио-
нальное увеличение усилий, возникающих при накатывании
резьбы.
На фиг. 38 приведена зависимость величины радиальных уси-
лий от диаметра накатываемой резьбы для стали 30.
26
Усилие
Фиг. 36. График радиальных
(Pr) и тангенциальных (Рт)
усилий при накатывании
резьбы.
Фиг. 37. График зависи-
мости радиальных уси-
лий (Pr) от твердости
металла при длине на-
катываемой резьбы, рав-
ной 10 мм, и диаметре
32 мм.
Фиг. 38. Зависимость ве-
личины радиальных уси-
лий (Р r) от диаметра
накатываемой резьбы
для стали 30.
Величины усилий при накатывании резьбы круглыми роликами
в зависимости от диаметра накатываемой резьбы и шага для дли-
ны резьбы 10 мм даны на фиг. 39.
Фиг. 39. Графики усилий при накатывании резьбы
круглыми роликами в зависимости от диаметра и
шага накатываемой резьбы (длина резьбы 10 мм).
4. МЕТАЛЛ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ПРИ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКЕ
В результате пластической деформации при холодной высадке
металл принимает в матрице и пуансоне предварительную или
окончательную форму, не требующую дальнейшей обработки. Для
цельных матриц диаметр проволоки, применяемой при холодной
высадке, должен иметь меньший размер, чем диаметр отверстия
матрицы, с тем чтобы проволока свободно входила в это отвер-
стие. Стержень проволоки должен целиком заполнить отверстие
матрицы при высадке до окончания первого удара, т. е. еще до
образования заплечика у поверхности матрицы (фиг. 22, внизу
слева).
28
Если матрица не заполнена до образования конуса, то она не
будет заполнена и после, так как металл начнет деформироваться,
давая осадку у торцевой поверхности матрицы, а не выталкиваю-
щего пальца. Ни очень мягкая, ни очень твердая сталь (при опре-
делении твердости по Бринелю диаметр отпечатка > 4,8 и < 3,8 *)
не заполняют отверстия матрицы. Мягкая сталь деформируется
неравномерно, с искривлениями и полным заполнением отверстия
только у торца выталкивающего пальца, а твердая сталь осажи-
вается лишь частично, заполняя отверстие матрицы не полностью.
Однако затруднения встречаются при обработке металла, обла-
дающего пониженной твердостью, не только при высадке, но и при
накатывании резьбы.
Холодная высадка изделий из твердой стали требует повышен-
ного давления, при которой стойкость пуансонов и матриц сильно
понижается. Поэтому металл, применяемый для холодной высадки,
должен обладать определенной пластичностью, а также определен-
ными механическими свойствами.
Металл, применяемый для холодной высадки, должен быть так-
же чистым и не должен иметь даже следов окалины, которая
вредно отражается на работе холодновысадочного оборудования.
Окалина при отрезке заготовки отскакивает, зажимается между
отрезным ножом и матрицей, попадает на направляющие ползуна
и салазок пуансонов и действует на поверхности скольжения как
наждак, вызывая постепенно износ и защемление движущихся ча-
стей. Кроме отсутствия окалины сталь, предназначенная для холод-
ной высадки, не должна иметь раковин, закатов, трещин и швов, так
как они при высадке раскрываются и дают разрывы. На фиг. 40
представлены наиболее характерные дефекты металла, вызывающие
недоброкачественное изготовление изделий при холодной высадке.
До 1920 г. железо и мягкая стальная проволока считались един-
ственными металлами, пригодными для холодной высадки. По ме-
ре усовершенствования оборудования и улучшения конструкций и
качества штамповой стали начали применять для холодной высад-
ки средне- и высокоуглеродистые, а также легированные стали
(см. табл. 6).
Для холодной высадки применяется только калиброванный ме-
талл в бунтах (реже в прутках) со степенью точности 3-го или
4-го класса по ОСТ 7128, которая получается в результате воло-
чения через глазок. Число проходов при волочении зависит от
перепада диаметров до и после волочения.
Число проходов определяют по диаграмме (фиг. 41) в зависи-
мости от отношения площади подката к площади готового профи-
ля. Степень осадки или относительного обжатия по данным Москов-
ского автозавода имени Сталина приведена в табл. 4. Наибольшая
допустимая степень обжатия или волочения равна 30%, а скорости
волочения доходят до 450 м!мин. (стахановец Воронов, завод
«Пролетарский труд»).
* Нв = 156 и 255 соответственно.
29
Перед волочением металл необходимо в большинстве случаев
снова подвергнуть термообработке для понижения степени упро-
чения (в зависимости от марки стали и степени обжатия).
Л. д!
1,0 12 1,6 1,6 1,8 2,0 22 2.6 2,6 2,8 3,0 32 3,6 3,6 38 6,0 62 6,6 6,6 62 5,0
Отношение площади подката Fo к площади окончательного прогриля
Фиг. 41. Графики для расчета числа проходов при волочении
в зависимости от q и ~ •
г*1
Таблица 4
Стали Размер в мм Относитель- ное обжатие в %
10 15 20 (горячекатанная) До 5 i 5-10 1 10—15 15-20 20-25 i 25-30 19—28 17-25 15—22 14—20 13-18 12,5—17
30 40 50 (отожженная) ; i До 5 : 18—27 5—10 16—24 10—15 14-21 15 20 13—19 20-25 I 12,5-17 25—30 I 12-16
40Х ЗОХМА ШХ15 (отожженная) До 5 5—10 ; 10—15 15-20 20-25 25—30 17—24 15-23 13—20 12—18 11,5-16 11 — 15,5
На металлургических заводах стальную проволоку, предназна-
ченную для холодной высадки, подвергают следующей термической
30
обработке: нагреву ниже критической точки, отжигу или нормали-
зации.
Для устранения напряжений, образовавшихся в результате
предшествовавшей холодной обработки, производится нагрев до
550° С. Бунты проволоки должны находиться в печи довольно дли-
тельный период, так как время имеет' большое значение. Про-
должительный нагрев ниже критической точки необходимо вести
очень осторожно, так как зерна стали, оставаясь долгое время при
такой температуре, начинают увеличиваться, ударная вязкость ста-
ли понижается, в результате чего наблюдается отскакивание заго-
товок при отрезке.
При нагреве стали ниже критической точки происходит рекри-
сталлизация: образовавшийся при волочении наклеп устраняется,
а медленное охлаждение вызывает образование однородной струк-
туры, делая металл несколько мягче горячекатанного. Нагрев до
температуры на 30—60° выше критической точки дает ковкий ме-
талл с равномерной структурой, вполне пригодный для холодной
высадки.
Температура отжига, как известно, зависит от содержания угле-
эода (повышается при уменьшении его количества). Ниже приве-
дены нормальные температуры отжига углеродистой стали в зави-
симости от содержания углерода.
Содержание углерода Температура отжига
в % в °C
0,12 900—910
0,12—0,29 900—840
0,30—0,49 840—800
0,50—1,0 800—760
Специальные примеси, в особенности марганец и никель, пони-
жают температуру отжига.
В результате нагрева до температуры более высокой, чем при
>тжиге, и свободного охлаждения на воздухе (при отжиге проис-
ходит медленное остывание вместе с печью) сталь приобретает во-
локнистый излом и равномерную структуру.
После нормализации сталь имеет несколько большую твердость,
тем после отжига, но вполне пригодна для холодной высадки.
При термообработке гладкотянутой проволоки необходим воз-
можно более быстрый нагрев (даже при низкой температуре) для
/странения действия холодной обработки (волочения).
При гладкотянутом материале необходимые механические свой-
:тва (предел прочности, текучести и т. д.) достигаются путем из-
менения как химического состава стали, так и степени деформации,
г. е. чем большее число раз будет подвергнут материал волочению
или чем больше будет деформация при волочении, тем выше будет
качество поверхности и предел прочности.
Например, сталь с содержанием углерода 0,25% в отожженном
:остоянии обладает пределом прочности, 40—45 кг/мм2, а после во-
ючения — 50—55 кг/мм2.
Зг
На качество внешней поверхности, особенно легированной ста'
ли, следует обратить особое внимание, так как малейшие пленки
риски, неметаллические включения и закаты при холодной высадк*
дают трещины.
Повторная высадка возможна лишь после правильно проведен
ного отжига, который восстанавливает утраченные при первой вы
садке свойства.
Чем чище поверхность проволоки, тем лучше будет протекап
процесс высадки. Многие неровности, образующиеся во врем;
высадки, получаются из-за плохой поверхности и от следов воло
чения.
По излому и сжатию можно судить о дефектах стали, применяв
мой при холодной высадке.
По излому образца можно судить о качестве произведенной тер
мообработки, а также установить наличие закатов, внутренних тре
щин и раковин.
По величине относительного сужения при растяжении можн<
судить о том, в какой мере материал может быть подвергнут даль
нейшей холодной обработке (волочению), так как чем больше ежа
тие (а это не всегда соответствует пределу прочности), тем боль
ше может быть степень деформации при холодной обработке. Сте
пень сжатия материала при любом пределе прочности, кроме зави
симости от химического состава, указывает на физическое состоя
ние проволоки и, в частности, на эффективность промежуточно;
термической обработки.
Предел прочности указывает, в какой мере материал подвер
гался холодной и горячей обработке.
Результаты механических испытаний проволоки, подвергнуто;
различной подготовительной обработке на одном из заводов пр;
холодной высадке стали 40, приведены в табл. 5.
При высадке проволоки из стали с содержанием углерода 0,15—
0,25% требования в отношении механических качеств оставалис
теми же, что и для стали 40. Для стали 20 наименьшие обжати:
должны быть в пределах 8—12%.
Указанные испытания показали, что для получения чистой, бе
трещин и рванин поверхности высаженных изделий необходим*
иметь проволоку с пределом прочности °,, не выше 70 кг/мм2, от
носительным удлинением 8 не ниже 12% и относительным суже
нием О не ниже 50%.
Перегрев упроченной мягкой стали понижает ее вязкость. Кро
ме роста зерен металла, перегрев вызывает также ее обезуглерс
живание.
В изломе перегретого образца видны две зоны: обезуглерожен
ное кольцо, иногда с тонким окисленным слоем (обезуглерожива
ние частично распространяется к центру) и хрупкая сердцевина
Такой материал не пригоден для высадки.
Неправильный или чрезмерный нагрев болванки при прокатке-
частое явление. Это особенно недопустимо при изготовлении леги
рованных сталей.
32
Таблица 5
Определяемые величины при испытании Исходный материал подкат 0 7 мм После калибровки с 7 на 6 и с 6 на 5,7 мм Калибровка с 7 на 6 мм; отжиг, трав- ление, извест- кование и калибровка с 6 на 5,7 мм Калибровка С 7 на 5,8 мм; отжиг и калибровка с 5,8 на 5,7 мм
без отжига С отжигом
ап в кг/мм* 61—62 72,1—93,3 56,8-61,1 70—79,6 56,4—64,0
8 в % 24—25 6,6—11,3 18,3-23,3 8,3—20 13,8—24,3
i в % S1 50,9—55,6 54-69,1 45,8—65,3 50,4-63,1
Результаты испытаний при высадке
i Трещины на головках Трещин нет. Налипание метал- ла в отверстии матрицы. Застре- вание стержней с продольными рисками Трещины на головках Трещин нет. Налипаний нет. Каче- ство хоро- шее
а) Химический состав
Содержание различных химических элементов в сталях оказы-
вает различное влияние на пластичность, например, повышение со-
держания углерода уменьшает пластичность при холодной высадке,
увеличивая пределы текучести (стт) и прочности (®,). Увеличение
содержания углерода в Сталина 0,1 % повышает <*п на 6—8 кг!мм2.
Холодная высадка углеродистой стали с содержанием углерода бо-
лее 1 % представляет большие практические трудности, требует
специальной термической обработки и возможна лишь при малых
степенях деформации (15—25%). Присутствие в стали серы, ко-
торая располагается по границам зерен в виде тонких прослоек,
является нежелательным, так как она позволяет зернам при хо-
лодной высадке отделяться друг от друга, вызывая появление тре-
щин. Однако при небольшой степени деформации, как показали
последние экспериментальные испытания (например, при высадке
верхней части колпачковой гайки из стали А12*), с диаметра 28,8
на диаметр 36 мм трещины отсутствуют (фиг. 42).
Фосфор содержится в стали в виде твердого раствора в фер-
рите, вызывая увеличение сопротивления деформированию и пони-
жая пластичность.
* С содержанием серы 0,08—0,12%.
5 В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг
Сталь с содержанием фосфора 0,1—0,2% приобретает хладно-
ломкость, поэтому содержание фосфора не должно превышать
0,05%. F ;
Содержание кремния в стали( выше 0,2% в присутствии повы-
шенного процента содержания углерода (>0,40—0,50%) начинает
оказывать сильное влияние на снижение пластичности, вызывая
сильный нагрев металла при холодной высадке, уменьшение стой-
Фиг. 42. Макроструктура верх-
ней кольцевой части колпач-
ковой гайки (сталь А12), вы-
саженной в холодном состоя-
нии.
кости штампов и повышение величины
требуемого усилия. Такое же действие
на 'пластичность оказывает и присут-
ствие в высокоуглеродистой стали мар-
ганца (выше 1 %).
Присутствие значительного процен-
та хрома (больше 1%), особенно в вы-
сокоуглеродистых сталях, оказывает
большое влияние на понижение пла-
стичности.
Например, повышение содержания
хрома на 0,1% в стали У8 увеличивает
предел текучести на 2,5 кг/мм2, а
в стали 20 — лишь на 0,25 кг/мм2,
т. е. для низкоуглеродистых сталей
пластичность сталей с повышением со-
держания хрома понижается незначи-
тельно.
Хромоникелевые стали имеют более
высокий предел текучести и прочности,
чем углеродистые стали. Присадка ва-
надия (0,15—0,25%), молибдена и
вольфрама повышает предел текучести
и улучшает процесс холодной высад-
ки. Однако влияние легирующих эле-
ментов на пластичность относительно
меньше, чем влияние углерода.
К практически применимой стали для холодной высадки можно
отнести лишь ту, при высадке которой мы получим достаточно
высокую степень деформации, зависящую не только от химического
состава, механических качеств и т. д., но и от конфигура-
ции самого деформируемого изделия.
Например, углеродистые стали с содержанием углерода до
0,45% можно высаживать в холодном виде до высокой степени
деформации (q = 60—70%) при отношении -~1 = 2,0, а высокоугле-
родистые стали типа инструментальных с содержанием углерода до
1,0—1,2% (сталь У10 и У12) — лишь до ^ = 20^-30%, что для
большинства применяемых в машиностроении конфигураций изде-
лий является практически недостаточным. Поэтому для ответа на
вопрос о возможности холодной высадки той или иной стали необ-
ходимо знать степень деформации, до которой она должна быть
34
высажена, и есть ли возможность производить высадку по ступе-
ням с меньшей величиной q, введя промежуточную термообработку
для рекристаллизации и разупрочения.
Решение последней задачи дает также ответ на вопрос о коли-
честве ударов, требуемых для высадки, и об определении типа хо-
лодновысадочного автомата (одно-, двух- или трехударного).
Для освоенных в практике холодной высадки изделий со сте-
пенью деформации 65—85% при количестве ударов, равном макси-
мально трем без промежуточной термообработки, процентное со-
держание углерода в углеродистых сталях не должно превы-
шать 0,5%. Стали с содержанием углерода больше 0,5% обычно
высаживают с подогревом. Из легированных сталей для холодной
высадки наиболее широко применяются хромистые стали (40Х).
В производстве шариков за один удар успешно применяется сталь
ШХ15 (0,9—1,1% С и 1,3—1,6% Сг) благодаря низкой степени
деформации. Многие заводы высаживают изделия в холодном виде
из аустенитной нержавеющей стали (ЭЯ1, ЭИ319 и др.), из кото-
рых некоторые предназначены для работы при высокой температуре.
Содержание хрома в высаживаемых сталях типа нержавеющих
доходит до 27%, а металл инвар (ЭИ36), высаживаемый в холод-
ном виде (например для винтов точных приборов), содержит 36%
никеля.
Цветные металлы (латунь, медь, алюминий) высаживаются в
холодном виде без каких-либо особых затруднений.
Необходимо отметить, что применение твердых сталей вслед-
ствие больших усилий, требуемых при холодной высадке, ограни-
чивается изделиями небольших размеров.
Мягкая сталь (при диаметре отпечатка > 4,8) мало пригодна
для сужения диаметра стержней под накатывание резьбы, и ее
обычно для повышения механических качеств подвергают предва-
рительному волочению.
Содержание серы допускается в обычных пределах до 0,045%,
а при высадке гаек — до 0,08—0,12% (для лучшего нарезания
резьбы).
Количество марганца должно быть таким, чтобы компенсиро-
вать наличие серы (не менее чем в 5 раз больше содержания серы,
но не выше 0,9%).
Таким образом, при выборе химического состава стали для хо-
лодной высадки необходимо принимать во внимание не только про-
цент содержания углерода и кремния, как играющих наиболее важ-
ную роль в процессе холодной высадки, но также и марганца,
а для легированных сталей и никеля, хрома и ванадия. В табл. 6
приведен химический состав сталей, освоенных в настоящее время
в производстве при изготовлении изделий методом холодной вы-
садки (ГОСТ В-1051-41 и проект ГОСТ).
Твердость сталей, предназначенных для холодной высадки
в отожженном состоянии, должна быть не ниже 40 по Бринелю
(Hrb = 98 и Нв= 230). Наилучшими являются пределы твердо-
сти по Бринелю, равные 4,2—4,6 (Якв = 95^-89 и Нв=207 = 170)
3* 35
Тип металла Марка по ОСТ Средний хими
С Мп Si не более не более
1. Углероди
Углеродистая 08 0,09 0,50 0,03
» 15 0,15 0,50 0,07
» 20 0,20 0,50 0,07
» оэ и, оэ и ,UJ 0,65
» 40 0,40 0,20
» 45 0,45 0,65 0,20
» А12 0,12 —
2. Легирован
Марганцовистая . . . . » .... 35Г2 0,35 ! 0,35 1,35 1,65 0,20 : 0,20 1
Хромистая 40Х 0,40 0,60 0,20 j
Хромован адиевая .... 15ХФ 0,12—0,20 0,3—0,6 0,20 !
40ХФА 0,40 । 0,60 0,20 I
Хромомолибденовая . . . ЗОХМА 0,30 0,55 °,20 ।
Молибденовая 0,40 0,80 0,20 I
Хромансиль ЗОХГС 0,3 0,8—1,1 0,9—1,2
Хромоникелевая .... 40ХН 0,40 0,65 0,23
Никелевая 0,35 0,70 0,20
Никельмолибденовая . . 0,40 0,75 0,20
Хромоникелевая нержа-
веющая ЭЯ1 < 0,14 0,50 0,8
То же ЭИ319 < 0,18 0,50 1,0
Хромистая нержавеющая Ж! 0,15 0,50 0,7
Никелевая—инвар . . . ЭИЗб sg 0,25 0,70 0,35
Хромистая ШХ15 0,95-1,1 0,2—0,4 0,15—0,35
3. Цветные
Си Мп Mg
Дуралюмин ДЗл 2,6—3,5 0,3 0,7
» Д4л 3,6—4,25 0,3—0,7 0,3—0,7
Латунь Л68 67—70 — —
Латунь мунцевая .... ЛС59 57-60 — 0,8-1,9
Алюминиевая бронза . . ВРА6 Остальное — !
Монель-металл МОП68 » 1,2-1,8 —
Алюминиевые сплавы . . Д1и 3,8-4,5 0,4-0,8 0,5
Д16л 3,8—4,5 0,3—0,7 1,2-1,6
Д18л 2,2-3,0 До 0,2 0,2—0,5
АМг5 0,2 0,2—0,6 4,7-5,7
АМН 0,2 1,0—1,6 До 0,5
АМг ОД 0,15-0,4 2,0—2,8
А99,0 0,05
36
Таблица 6
ческии состав в %
Сг v Mo Ni s ! P
стые стали
— — — —
— — — He более He более
— — — — 0,04 i 0,04
••• —
— — —
— — —
— — — — 0,08—0,12 —
ные стали
— — - —
— — — —
0,8—1,1 — — —
0,8—1,1 1 0,10 / 0,20
0,8-1,1 — 0,15-0,25 — He более He более
0,8—1,1 0,25 — 0,04 0,04
0,8-1,1 — — 0,3
0,60 — — 1,25
-— — — 3,25
— — 0,15 1,20
17-19 — 8,0 0,03 0,02
24-27 — 12—15 —
13—15 — — 0,60 — —
0,2 — — 36,0 Остальное —
Fe
1,3—1,65 - - 0,3 0,02 0,027
сплавы
Si Fe Al Zn
< 0,7 < 0,7 Остальное
< 0,7 < 0,7 )>
— — — Остальное
—— —- »
— — 4,5-5,5
0,13—0,2 — 65—70 0,12—0.25C
0,5 0,5 Остальное 0,1
0,5 0,5 » 0,1
0,5 0,5 » 0,1
0,4 0,4 » —
0,6 0,7 » —
0,4 0,4 »
0,1 0,4 » 0,15
37
с пределом текучести «г =28-^34 кг/мм2, пределом прочности
а„ = 48-^60 кг/мм?, удлинением 8=15-^20% и сужением Ф=
= 40-^50%.
Твердость углеродистых сталей обычно колеблется в пределах
(Нкв= 55-^75, Нв— 100-И35) в зависимости от химического со-
става. Легированные стали, например сталь 40Х, имеют меньшую
твердость, равную /7Лв=45 ч-55, так как их твердость значитель-
но повышается в процессе холодной высадки вследствие упроче-
ния. Нормальной твердостью стали, идущей после высадки для на-
катывания резьбы, следует считать твердость, равную Hrb—65 ч-
75 (//^=115-^-135), так как мягкая сталь при этом только вы-
тягивается, вместо того чтобы давать утолщение при образовании
резьбы.
Для получения необходимой твердости в некоторых случаях хо-
лодной высадки термообработка применяется не только к средне- и
высокоуглеродистым сталям, но и к низкоуглеродистым сталям. Эта
термообработка заключается в отжиге (перед окончательным свет-
лым волочением проволоки, который делает металл более мягким)
и в нормализации перед волочением. Оба фактора (отжиг и нор-
мализация) улучшают пластические свойства стали, необходимые
для холодной высадки.
б) Величина зерна
Влияние величины зерна на процесс холодной высадки имеет
весьма важное значение.
В настоящее время установлено, что все металлы являются те-
лами кристаллическими, т. е. их атомы в кристаллах располагают-
ся в определенном порядке по отношению друг к другу. Однако
только в редких случаях в массе металла можно наблюдать пра-
вильные формы кристаллов. Такие кристаллы, имеющие геометри-
чески неправильную внешнюю форму, называют кристаллитами или
зернами.
Каждый реальный металл представляет собой совокупность та-
ких различно расположенных зерен, имеющих различную сопротив-
ляемость деформации.
При пластической деформации, которая происходит лишь после
перехода за предел упругости, остаточная деформация всего де-
формируемого металла имеет место как за счет перемещения зерен,
так и за счет деформации самих зерен. По границам соприкосно-
вения отдельных зерен располагаются посторонние нерастворимые
примеси, образуя' пограничную межкристаллическую пленку, кото-
рая является между ними связью. Прочность металлов объясняется
не только наличием этой связи, но и плотным механическим сцеп-
лением выступов и впадин одних зерен с другими (фиг. 43).
Для возникновения деформации необходимо приложить внеш-
нюю силу, которая вызовет между частицами металла состояние
внутреннего напряжения, преодолевающего эту связь. Следователь-
38
но, чем меньше величина зерен, тем больше площадь соприкосно-
вения их между собой, тем больше величина внутреннего трения
Фиг. 43. Расположение зерен (микрофотография
структуры стали).
и требуемое усилие для деформации зерен, и тем больше возникаю-
щие при этом дополнительные остаточные внутренние напряжения
Фиг. 44. Эталонные номера величины зерен.
после холодной высадки. Поэтому мелкозернистый металл обладает
более высокими механическими свойствами, сравнительно большим
39
пределом прочности и сопротивлением деформированию, чем круп-
нозернистый металл, что объясняется, как сказано выше, большей
протяженностью границ зерен.
По этим соображениям для холодной высадки применяется
в большинстве случаев сталь с крупным зерном. Такая сталь обла-
дает большей пластичностью, если она обработана соответствую-
щим образом термически, и является особенно желательной для
холодной высадки проволоки с содержанием углерода 0,30—0,40%.
Размер (величину) аустенитного зерна под микроскопом опреде-
ляют номером зерна по проекту ГОСТ. Этот размер должен соот-
ветствовать № 3—4 из эталонных 8 номеров (фиг. 44), с которы-
ми сравниваются исследуемые структуры данного металла.
Необходимо, однако, принять во внимание при выборе стали
для холодной высадки, что у кипящих сталей 1 наружная оболочка
более крупнозернистая, чем сердцевина, ввиду сегрегации и загряз-
нения в центре болванки, что во многих случаях и является при-
чиной некачественного изготовления заготовок после холодной вы-
садки.
Кроме того, следует также отметить, что материал, обработан-
ный в холодном состоянии, имеет более мелкозернистую структуру,
чем горячекатанный.
в) Технические требования
В состоянии поставки после отжига сталь должна иметь нагар-
тованную поверхность за счет (до 25% от общего) обжатия при
последней калибровке и должна обладать твердостью и механиче-
скими качествами согласно табл. 7.
Таблица 7
Сталь Твердость по Бринелю Предел прочности ап в кг мм- не более Относитель- ное удлине- ние Ъ в% не менее Относитель- ное суже- ние ф в % не менее
Диаметр отпечатка в мм не менее Число твердости не более
10 5,2 131 45 26 60
15 5,1 137 48 23 55
35 4,8 156 55 18 50
45 4,7 163 60 15 50
40Х 4,5 179 60 14 50
15ХФ 5,0 143 45 20 60
Холоднотянутая круглая сталь диаметром 12 мм и более, а так-
же квадратная, шестигранная и полосовая толщиной 16 мм и более
испытывается на ударную вязкость.
1 Кипящая сталь раскисляется при плавке слабо действующим раскисли-
телем — ферромарганцем, имеет относительно небольшое количество углерода
и марганца н весьма низкое содержание кремния, обладает большой пластич-
ностью как в холодном, так и в горячем состоянии.
40
Материал должен подвергаться испытанию на холодную осадку
согласно ОСТ 1686, для чего берут образец высотой, равной двум
диаметрам, и осаживают его до половины высоты. Образец не дол-
жен при этом давать трещин и надрывов.
Гайки высаживаются из сталей 15 и 20 круглого сечения. Для
высадки. гаек применяются стали с аналогичными техническими
условиями, но с повышенным содержанием серы по специальному
заказу (до 0,08—0,12%) для облегчения нарезания резьбы.
В приложении I приведены допуски и вес погонных метров хо-
лоднотянутой стальной проволоки для холодной высадки.
Из приведенных выше (табл. 6) алюминиевых сплавов изготов-
ляют заклепки, которые преимущественно работают на срез, поэто-
му технические условия на эту проволоку предусматривают испы-
тание материала на срезающие усилия.
В табл. 8 приведено сопротивление срезу проволоки из алюми
ниевых сплавов для холодной высадки.
Таблица 8
Сопротивле-
Сплав Состояние проволоки ние срезу
I , в кг/м.н2
Д1п I После закалки и естест- i 24
Д1бп ! венного старения не менее 1 27
Д18п | 4 суток . 19
ДЗп | 21
АМЦ
АМгэ
АМг
А99,0
В состоянии поставки i 7
16
; 12
I 6
Проволоку из алюминиевых сплавов готовят волочением прес-
сованных заготовок или волочением лигой заготовки при условии,
что суммарная деформация литой заготовки составляет не ме-
нее 65%.
Проволока поставляется в состоянии, пригодном для холодной
высадки готовой заклепки. Нагартовка проволоки не должна вы-
зывать образования крупного зерна при нагреве под закалку спла-
вов, упрочняемых термообработкой. Поверхность проволоки не
должна иметь грубых следов протяжки, рисок, плен, расслоений,
пузырей, трещин, забоин и царапин.
Допускаются отдельные мелкие дефекты поверхности, имеющие
местный характер в виде царапин, вмятин, легких следов протяж-
ки, уколов, если контрольная зачистка их не выводит проволоку
за пределы половины минусового отклонения на диаметр; на по-
верхности проволоки допускаются цвета побежалости, а также бе-
лые и темные пятна, не сопровождающиеся шероховатостью.
41
Местные дефекты поверхности (по ТУ 349СМ), контрольная за-
чистка которых выводит проволоку за пределы половины минусо-
вых отклонений по диаметру, но которые не препятствуют заправке
проволоки в пресс и занимают не более 5% всей длины проволоки,
при поставке не удаляются, а отмечаются краской.
Проволоку подвергают испытанию на расклепываемость в со-
стоянии поставки независимо от сплава, в закаленном и состарен-
ном состоянии (сплав Д18п) в свежезакаленном состоянии (спла-
вы Д1п, ДЗп и Д16п). Испытание на расклепываемость производят
после закалки для сплава Д1п не позднее 1 часа, для сплава
ДЗп—не позднее 2 час., для сплава Д16п— не позднее 20 мин.,
для сплава Д18п—не ранее 4 суток.
Испытанию в состоянии поставки подвергают 25% общего ко-
личества групп мотков. Для испытания отбирают по одному образ-
цу от каждого конца мотка.
Осадку производят ударами ручного молота для получения пло-
ской головки, высотой не более половины диаметра проволоки.
Высота выступающей части образца, подвергающегося осадке
в свежезакаленном состоянии, должна составлять два диаметра
для размеров проволоки 5,92 мм и менее и полтора диаметра для
размеров проволоки 6,92 мм и более.
Плоская головка должна иметь в плане круглую или слепка
овальную форму с ровной и гладкой 'боковой поверхностью. В слу-
чае появления трещин на высаженной головке при высоте менее
половины диаметра проволоки испытание производят повторно до
получения головки высотой, равной половине диаметра проволоки.
Внешний вид головки, получаемой при испытании на расклепы
ваемость, должен соответствовать утвержденному эталону. Допуски
на бунтовую проволоку из цветных металлов и сплавов и веса по-
гонных метров приведены в приложении 2 (ГОСТ 770-41).
Сортамент и технические условия на проволоку из медноцинко-
вых сплавов имеются в ГОСТ 1066-41. В ГОСТ 1019-47 дана
классификация медноцинковых сплавов и их химический состав.
1. Проволока медноцинковая подразделяется по форме на:
а) круглую диаметром от 0,10 до 12 мм и
б) квадратную и шестигранную с диаметром вписанной окруж-
ности от 3 до 12 мм.
По состоянию она делится на: а) твердую, б) полутвердую и
в) мягкую.
2. Проволока изготовляется из медноцинковых сплавов (лату-
ней) марок Л62, Л68 диаметром от 0,1 до 12 мм.
3. Поверхность проволоки должна быть гладкой, без плен, вмя-
тин, трещин, волосовин, царапин и расслоений, а поверхность из-
лома проволоки должна быть без посторонних включений, рассло-
ений, пустот, пузырей.
Механические свойства проволоки и химический состав из мед-
ноцинковых сплавов приведены в табл. 9 и 10.
Полосовая гаечная сталь по ГОСТ 4197 при просечке черных
гаек дает удовлетворительные результаты.
42
Таблица 9
Диаметр проволоки Предел прочности » Относительное удлинение 8 при расчетной длине 100 .«.«
Сплав или вписан- ной окруж- ности много- угольника мягкая' полутвер- дая твердая мягкая полутвер- дая твер дая
в мм
В KljMM1 % не менее
Л62 0,10—0,50 35 45 60 20 5 0,5
Л68 0,10—0,50 32 40 60 30 5 1,0
Л62 0,55—1,0 33 45 55 26 5 1,0
Л68 0,55-1,0 30 35 50 40 10 5
Л62 1,10-4,5 35 40 45 30 10 2
Л68 1,10—4,5 30 35 50 40 15 5
Л62 5,0 -12 32 36 41 34 12 5
Л68 5,0 —12 30 35 50 40 10 5
Таблица 10
Сплав Химический состав в %
Компоненты Примеси
Си Zn Fe Bi Sb р Всего не более
Л70 69,0-70,0 Осталь- ное 0,07 0,02 0,02 0,05 0,2
Л68 67,0—70,0 — 0,10 0,02 0,05 0,01 0,3
Л62 60,5-63,5 — 0,15 0,02 0,05 0,01 0,5
На гайках, просеченных из полосовой стали по ГОСТ 4197, поч-
ти полностью отсутствуют заусенцы, и резьба получается чистой.
Химический состав применяемых сталей для просечки гаек при-
веден в табл. 11.
Таблица 11
Сталь Содержание в Н
с Мп Si р S
По ОСТ 4197 0,06-0,12 0,55 не более 0,20 не более 0,20-0,35 0,06 не более
МСт.2 0,09—0,15 0,30—0,50 Следы 0,050 0,055
МСт.З ^0,14—0,22 0,35-0,55 » 0,050 0,055
Профили, допуски и вес на полосовую сталь для просечки чер-
ных гаек приведены в приложении 3 (ГОСТ 103-41).
43
Сталь 10, применяемая для изготовления шплинтов, ее профиль
и допуски, а также подкат, из которого она изготовляется, и марш-
рутная технология изготовления шплинтов, приведены в табл. 12.
Таблица 12
Подкат Технологический
а в мм б В JHM d в м и 1 процесс
1,15+°’13 0,58+в’°6 0,9±0’°3 1. Плющение
из подката
1,65+°’13 О,83+°’06 1,з±0’03 2. Отжиг
2,05+°’13 1Оз+о-°6 1,6±в,в3
2,5 +0’15 1,25+°’°9 2,1±М5 3. Отрезка и гибка
3,4О+0’15 1,70+0’°9 2,8±0’°5 4. Обкатка в барабане
4,40+°’17 2,2 +0'°9 з,б±е’05
_ „4-0,17 л „ 4-0,09 . „ + «,05
5,40' 2,7 ' 4,8
7,30+°’17 3,65 7,1±в’ °5
9,ЗО+0’17 л 4,65 9,15±0’°5
Мотки бунтового материала, поставляемые заводами-поставщи-
ками, имеют следующие наружные диаметры:
Для проволоки диаметром до 3 мм . . 0,8—0,9 м
» » » » 10 » . . 0,9—1,0 »
» » » свыше 10 » . . 1,0—1,1 »
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ
а) Определение диаметров материала и ручья матрицы
Отрезанная от бунта заготовка переносится к цельной высадоч-
ной матрице и вталкивается в нее коническим пуансоном. Заго-
товка должна свободно войти в матрицу. Необходимый при этом
наименьший зазор ~ (фиг. 45) практически равен 0,015—0,025 мм
в зависимости от диаметра проволоки.
Диаметр ручья матрицы определяют исходя из наименьшего
предельного размера под накатывание или под нарезку резьбы.
Этот размер и является наименьшим предельным размером ручья
44
матрицы (di). Допуск па изготовление ручья матрицы равен от
0,02 до 0,04 мм в зависимости от диаметра ручья. При изготовле-
нии ручья следует стремиться к наименьшим предельным разме-
рам, так как, изготовляя диаметр ручья по наибольшему предель-
ному размеру, т. е. по верхнему отклонению,
пуск на износ матрицы. Наибольший пре-
дельный размер диаметра ручья равен
наибольшему предельному диаметру под
накатывание или под нарезку резьбы,
что соответствует диаметру изношенной
матрицы.
При подборе диаметра материала
нужно учесть, что для прохода материа-
ла через ручей требуется гарантирован-
ный зазор.
Величина зазора а зависит от диа-
метра материала.
На Автозаводе имени Сталина уста-
новлены следующие зазоры:
Диаметр материала
в деле Зазор в лслс
1-3 0,03
3—5 0,035
5-12 0,04
Свыше 12 0,05
мы сокращаем при-
Фиг. 45. Схема расположе-
Определим размеры исходного мате- ния полей допусков при
риала и диаметр стержня под накаты- опреде“ RpMycTpa за'
вание резьбы М6\1—2 кл.
По табл. 13 наименьший и наибольший предельные диаметры
заготовки под накатывание резьбы М.6Х1—2 кл. равны
d0HauM — э,24 ММ, d0 наиб — 5,33 мм.
Диаметр ручья матрицы определяется dHauM т. е. размером
5,24 мм. Учитывая допуск на изготовление ручья б, равный в дан-
ном случае 0,03 мм, получим наименьший и наибольший предель-
ные диаметры ручья матрицы:
di найм = 5,24 мм, rf1HOH,r = 5,27 мм.
Приняв зазор между ручьем матрицы ц материалов а = 0,04 мм,
определим номинальный диаметр исходного материала по формуле
du = d, — 0 = 5,24 —0,04 = 5,20 мм.
Таким образом, диаметр ручья изношенной матрицы равен наи-
большему предельному диаметру стержня под накатывание или под
нарезку резьбы, т. е. d0 наиб= 5,33 мм или наибольшая величина
износа ручья равна 5,33—5,24 — 0,09 мм.
В дальнейшем изложении буквенные обозначения d0 будут соот-
ветствовать номинальному диаметру заготовки (после высадки) под
накатывание или нарезку резьбы: d\ — номинальному диаметру
45
ручья матрицы и dM— номинальному диаметру исходного материа-
ла (см. приложение 1 — стандартные размеры диаметров мате-
риала).
Если диаметр ручья матрицы изготовлен равным 5,27 мм, т. е.
по наибольшему предельному размеру, то припуск на износ равен
0,06 мм.
Поэтому для увеличения стойкости матрицы следует при изго-
товлении ручья матрицы стремиться к наименьшим предельным
размерам.
Обычно диаметр отверстия матрицы d\ под влиянием износа
увеличивается на 0,03—0,05 мм после нескольких тысяч высажен-
ных изделий. Затем начинает появляться неравномерный износ
отверстия матрицы и овальность его. При небольших размерах это
имеет место при износе на 0,05—0,10 мм, при средних — на 0,08—
0,12 мм и при больших (до 20—24 мм)—на 0,10—0,15 мм.
Допуск на изготовление самого металла после волочения дол-
жен быть наименьшим, но не излишне точным.
При назначении допусков руководствуются необходимостью хо-
рошо заполнить отверстие матрицы. Допуски выше 0,12 мм дают
неудовлетворительные результаты, особенно при высадке длинных
стержней, так как в этом случае большой объем материала по
длине проволоки должен пойти на заполнение зазора между ма-
териалом и отверстием матрицы. Этот зазор увеличивается по мере
износа матрицы, в результате чего стержень после высадки имеет
различный диаметр под головкой, в середине и на конце.
Зазор 0,03 мм между материалом и матрицей для длинных
стержней иногда оказывается недостаточным, особенно когда диа-
метр материала имеет наибольший предельный размер, а отверстие
в матрице — наименьший. В этом случае в заводских условиях
в новой цельной матрице изготовляются сначала изделия с корот-
ким стержнем, а после износа отверстия на 0,03—0,04 мм с длин-
ным. Хотя матрица при этом условии заполняется удовлетворитель-
но, но для изделий с повышенной точностью такой способ работы,
как правило, рекомендовать нельзя, так как стержень после вы-
садки имеет различный диаметр.
Таким образом, профиль материала рассчитывают по наимень-
шему предельному диаметру готового изделия, т. е. по размерам,
которые необходимо получить после высадки.
По характеру технологического процесса заполнения отверстия
раздвижных матриц не требуется, и диаметры проволоки и ручьев
этих матриц равны друг другу.
Диаметр материала для стержня под накатывание резьбы также
зависит от окончательного диаметра готового изделия, от размеров
резьбы, класса точности, механических свойств и структуры метал-
ла и т. д.
Чем полнее резьба и выше класс точности резьбы, тем больше
диаметр заготовки после высадки.
При накатывании резьбы, особенно в случае применения метал-
лов, обладающих высокой текучестью, наблюдается увеличение
4б
Таблица 13
Диаметры заготовок под накатывание основной метрической резьбы по ОСТ 94 и 32, классы точности 1, 2 и 3-й
Номинальный диа- метр резьбы в мм Шаг резьбы в мм Средний диаметр резьбы в мм Диаметр заготовки 4опод накатывание резьбы в мм
Класс 1-й Класс 2-й Класс 3-й Класс 1-й Класс наиб. 2-й Класс 3-й
наиб. найм. наиб. найм. наиб. найм. наиб. найм. найм. наиб. найм.
2 0,4 1,740 1,699 1,740 1,676 1,740 1,634 1,73 1,69 1,73 1,67 1,73 1,63
2,3 0,4 2,040 1,999 2,040 1,976 2,040 1,934 2,03 1,99 2,03 1,97 2,03 1,93
2,6 0,45 2,308 2,265 2,308 2,241 2,308 2,196 2,30 2,26 2,30 2,23 2,30 2,20
3 0,5 2,675 2,630 2,675 2,604 2,675 2,557 2,66 2,62 2,66 2,59 2,66 2,54
3,5 0,6 3,110 3,060 3,110 3,032 3,110 2,980 3,09 3,04 3,09 3,01 3,09 2,96
4 0,7 3,546 3,492 3,546 3,462 3,546 3,406 3,52 3,47 3,52 3,44 3,52 3,38
5 0,8 4,480 4,422 4,480 4,390 4,480 4,330 4,45 4,39 4,45 4,36 4,45 4,30
6 1 5,350 5,286 5,350 5,249 5,350 5,182 5,33 5,27 5,33 5,24 5,33 5,17
(7) 1 6,350 6,286 6,350 6,249 6,350 6,182 6,33 6,27 6,33 6,24 6,33 6,17
8 1,25 7,188 7,116 7,188 7,076 7,188 7,001 7,15 7,09 7,15 7,05 7,15 6,97
(9) 1,25 8,188 8,116 8,188 8,076 8,188 8,001 8,15 8,09 8,15 8,05 8,15 7,97
10 1,5 9,026 8,947 9,026 8,903 9,026 8,821 8,98 8,92 8,98 8,88 8,98 8,80
(И) 1,5 10,026 9,947 10,026 9,903 10,026 9,821 9,98 9,92 9,98 9,88 9,98 9,80
12 1,75 10,863 10,778 10,863 10,730 10,863 10,644 10,82 10,76 10,82 10,72 10,82 10,63
14 2 12,701 12,610 12,701 12,559 12,701 12,464 12,65 12,58 12,65 12,53 12,65 12,43
16 2 14,701 14,610 14,701 14,559 14,701 14,464 14,65 14,58 14,65 14,53 14,65 14,43
18 2,5 16,376 16,275 16,376 16,217 16,376 16,111 16,32 16,25 16,32 16,20 16,32 16,09
20 2,5 18,376 18,275 18,376 18,217 18,376 18,Ш 18,32 18,25 18,32 18,20 18,32 18,09
22 2,5 20,376 20,275 20,376 20,217 20,376 20,111 20,32 20,25 20,32 20,20 20,32 20,09
24 3 22,051 21,941 22,051 21,877 22,051 21,761 22,00 21,92 22,00 21,86 22,00 21,74
27 3 25,051 24,941 25,051 24,877 25,051 24,761 25,00 24,92 25,00 24,86 25,00 24,74
30 3,5 27,727 27,607 27,727 27,539 27,727 27,414 27,68 27,60 27,68 27,54 27,68 27,41
ОСТ 1250-39.
п р им е ч а н и е. средние диаметры для i -го класса даны по НКТП
Диаметры заготовок под иакатывание метрических
I Номинальный диаметр резьбы в мм Средний диаметр резьбы Степень
Шаг резьбы в мм С d е / Л k
наибольший наименьший наибольший наименьший наиб ьший наименьший наибольший наименьший наибольший наименьший наибольший
2 2,3 2,6 3 3,5 0,25 1,838 2,138 1,806 2,106 1,838 2,138 1,798 2,098 1,838 2,138 1,788 2,088 1,838 2,138 1,778 2,078 1,838 2,138 1,754 2,054 —
( 1 2,373 0,35 i 2,773 | 3,273 2,335 2,735 3,230 2,373 2,773 3,273 2,325 2,725 3,219 2,373 2,314 2,773 2,714 3,273| 3,208 2,373 2,773 3,273 : 2,298 2,373 2,698 2,773 3,1881 3,273 1 2,274 2,674 3,158 —
4 4,5 5 । 3,675 0,5 । 4,175 । 4,675 3,625 4,125 4,625 3,675 4,175 4,675 3,610 4,110 4,610 3,675 3,595 4,175 4,095 4,675- 4,595 ! ’ 3,675 4,175 4,675 3,575 4,075 4,575 3,675 4,175 4,675 3,545 4,045 4,545 3,675 4,175 4,675
5,5 6 7 0,75 5,175 5,513 6,513 5,125 5,453 6,453 5,175 5,513 6,513 5,110 5,438 6,438 5,175 5,513 6,513 5,095 5,418 6,418 5,175 5,513 6,513 5,075 5,393 6,393 5,175 5,513 6,513 5,045 5,353 6,353 5,175 5,513 6,513
8 9 10 11 1 1 1 ' j 7,350[ 7,285' 7,350 7,270 7,350 7,249 8,350' 8,285: 8,350 8,270: 8,350 8,249 9,350 9,280 9,350 9,260 9,350 9,240 10,350; 10,280] 10,350 10,260 10,350 10,240 ' ' 1 1 ! 1 7,350 7,225 7,350] 7,182 7,350 8,350 8,225 8,350! 8,182 8,350 9,350 9,210! 9,350, 9,165| 9,350 10,350 10,210 10,350 10,165 10,350 1 । 1 1
12 14 16 1,25 11,188 11,118 11,188 11,098 11,188 11,076 11,188 11,048 11,188 11,001 11,188 : : . 1 1 । : ।
1,5 ' 1 ' 1 ; I 1 1 1 13,026 12,946 13,026 12,926 13,026 12,903:13,026 12,871 13,026 12,821113,026 15,026 14,946 15,026 14,926 15,026 14,90345,026:14,871115,02б'14,821; 15,026 1 ; ; । ! 1 ; i I
18 20 22 1,5 'll' 17,026 16,936 17,026,16,916 17,026 16,891 19,026 18,936; 19,026Ц8,916,19,026 18,891 21,026 20,936'21,026 20,916 21,026 20,891 : ! i ! 1 ! ' ! 17,026 16,856 17,026 16,806 17,020 19,026; 18,856 19,026 18,806 19,026 21,026 20,856 21 026 20,80621,026 i ! 1 1
! ! । i ' I I ' | i
24 22,70122,601 22,701'22,576 22,701i22,546 22,701 22,506 22,701 22,451:22,701
27 2 , 25,701 25,601 25,701125,576 25,701 25,546 25,701 25,506 25,701 25,45125,701
30 28,701'28,591,28,701128,566 28,701 28,531'28,701 28,491'28,701 28,42128,701
. :!_____________!____I____:!!i i:!
48
Таблица 14
яелких резьб с разной степенью точности (ОСТ 271)
Диаметр заготовки d0 под накатывание резьбы в мм
мм |
очности
I наименьший С d е f Л •к
наибольший наименьший наибольший наименьший на ибольшлй наименьший S а я о о CQ Я наименьший 1 ' наибольший наименьший наибольший наименьший
1,84 1,79 1,84 1,79 1,84 1,78 1,84 1,77 1,84 1,75
— 2,14 2,09 2,14 2,09 2,14 2,08 2,14 2,07 2,14 2,05 — —
2,37 2,33 2,37 2,32 2,37 2,31 2,37 2,29 2,37 2,27
— 2,77 2,73 2,77 2,72 2,77 2,71 2,77 2,69 2,77 2,67 —
— 3,27 3 23 3,27 3,22 3,27 3,21 3,27 3,19 3,27 3,16 — —
3,515 3,66 3,61 3,66 3,60 3,66 3,58 3,66 3,56 3,66 3,53 3,66 3,50
1,015 4,16 4,И 4,16 4,10 4,16 4,08 4,16 4,06 4,16 4,03 4,16 4,00
1,515 4,66 4,61 4,66 4,60 4,66 4,58 4,66 4,56 4,66 4,53 4,66 4,50
5,015 5,16 5,11 5,16 5,10 5,16 5,08 5,16 5,06 5,16 5,03 5,16 5,00
5,323 5,49 5,42 5,49 5,41 5,49 5,39 5,49 5,37 5,49 5,33 5,49 5,30
3,323 6,49 6,42 6,49 6,41 6,49 6,39 6,49 6,37 6,49 6,33 6,49 6,30
7.150 7,33 7,26 7,33 7,25 7,33 7,23 7,33 7,21 7,33 7,17 7,33 7.14
3,150 8,33 8,26 8,33 8,25 8,33 8,23 8,33 8,21 8,33 8,17 8,33 8,14
9,130 9,33 9,26 9,33 9,25 9,33 9,23 9,33 9,21 9,33 9,17 9,33 9,14
0,130 10,33 10,26 10,33 10,25 10,33 10,23 10,33 10,21 10,33 10,17 10,33 10,14
0,068 11,16 11,08 11,16 11,06 11,16 11,04 11,16 11,01 11,16^10,96 11,16^10,93
2,776 12,98 12,90 12,98 12,88 12,98 12,86 12,98 12,83 12,98^12,78^12,98 12,74
4,776 14,98 14,90 14,98 14,88 14,98 14,86 14,98 14,83 14,9814,7814,98 14,74
5,756 16,98 16,90 16,08 16,88 16,98 16,86 16,98 16,83 I 1 1 16,98'16,78 16,98 16,74 18.9818.7818.9818.74
3,756 18,98 18,90 18,98 18,88 18,98 18,86 18,98 18,83
0,756 20,98 20,90 20,98 20,88 20,98 20,86 20,98 20,83) 20,98 20,78)20,9820,74
2,391 22,66 22,57 22,66 22,55 22,66 22,52 22,66 22,48 22,66 22,43 22,66 22,37
5,391 25,66 25,57 25,66 25,55 25,66 25,52 25,66 25,48 25,66 25,43 25,66 25,37
8,361 28,66 28,56 28,66 28,54 28,66 28,51 28,66 28,47 28,66 28,40128,66 1 28,34
4 В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг
49
длины накатанной части стержня, поэтому диаметр заготовки
в этом случае увеличивается, а длина соответственно уменьшается.
Номинальные диаметры заготовок под накатывание резьбы пос-
ле высадки d0 определяются рядом формул, например:
d0 = ]f d2 — 1,3 dHs +0,6 s2 ;
d0 = */,(< + d2) ;
d0 = dH — k s;
/2
О
, _ J 2Z
u nonp ^0 a. *
Sin-
2
где dniyKp—диаметры заготовок под металлопокрытие в мм;
dH — наружный диаметр резьбы в мм;
de — внутренний диаметр резьбы в мм;
S— шаг резьбы в мм;
к — коэфициент, равный от 0,55 до 0,7 для различных диа-
метров резьб;
t — высота профиля резьбы в мм;
z — толщина слоя металлопокрытия в мм;
а — угол при вершине резьбы в град.
Однако, как показывают расчеты, проведенные по этим и дру-
гим формулам, ни одна из них полностью не соответствует опыт-
ным данным и не дает точных результатов.
В табл. 13—18 приведены применяемые на одном из крупных
заводов практически проверенные размеры диаметров заготовок dn
под накатывание и нарезание метрических резьб без металло-
покрытия.
Диаметр под накатывание самонарезающих шурупов опреде-
ляется ориентировочно, исходя из наружного диаметра накатанного
шурупа и шага.
Обозначим:
dH—наружный диаметр резьбы в мм;
s—шаг резьбы в мм.
Отсюда диаметр под накатывание d в мм равен
Окончательный диаметр под накатывание устанавливается экс-
периментально путем подбора диаметров, но исходя из диаметра,
полученного по формуле. В табл. 17 и 18 приведены диаметры
под накатывание и нарезку самонарезающих шурупов и шурупов
по дереву.
50
Таблица 15
Таблица 16
Диаметры заготовок под нарезку основной метрической резьбы по ОСТ 94, 32
Классы точности 1, 2, 2а и 3-й
Номинальный диа- метр резьбы в мм Шаг резьбы в мм | . . „ . i Диаметр заготовки d ° под нарезку, в мм
Класс 1-й Класс 2-й Класс 2а Класс з-й
наиболь- ший наимень- ший наиболь- ший наимень- ший наиболь- ший наимень- ший наиболь- ший наимень- ший
2 0,4 2,0 1,875 2,0 1,875 2,0 1,875
2,3 0,4 2,3 2,175 2,3 2,175 — 2,3 2,175
2,6 0,45 2,6 2,465 2,6 2,465 2,6 2,465
3 0,5 3,0 2,860 3,0 2,860 — 3,0 2,860
3,5 0,6 3,5 3,350 3,5 3,350 3,5 3,250
4 0,7 4,0 3,830 4,0 3,83 R, Л —- 4,0 3,720
5 0,8 5,0 4,820 5,0 4,82 — 5,0 4,700
б 1 6,0 5,800 6,0 5,65 6,0 5,85 6,0 5,65
(?) 1 7,0 6,800 7.0 6,65 7,0 6,8 7,0 6,65
8 1,25 8,0 7,800 8,0 7,6 8,0 7,8 8,0 7,6
(9) 1,25 9,0 8,800 9,0 8.6 9,0 8,8 9,0 8,6
10 1,5 10,0 9,750 10,0 9,6 10,0 9,75 10,0 9,6
. (Н) 1,5 11,0 10,750 н,о 10,6 11,0 10,75 11,0 10,6
12 1,75 12,0 11,750 12,0 11,55 12,0 11,75 12,0 11,55
14 2 14,0 13,700 14,0 13,5 14,0 13,7 14,0 13,5
16 2 16,0 15,700 16,0 15,5 16,0 15,7 16,0 15,5
18 2,5 18,0 17,700 18,0 17,45 18,0 17,7 18,0 17,45
20 2,5 20,0 19,700 20,0 19,45 20,0 19,7 20,0 19,45
22 2,5 22,0 21,700 22,0 21,45 22,0 21,7 22,0 21,45
24 3 24,0 23,650 24,0 23,4 24,0 23,65 24,0 23,4
27 3 27,0 26,650 27,0 26,4 27,0 26,65 27,0 26,4
30 3,5 30,0 29,600 30,0 29,35 30,0 29,6 30,0 29,35
Диаметры заготовок под на-
резку метрических мелких
резьб всех степеней Точности
(ОСТ 271)
Номиналь- ный диаметр резьбы в мм Шаг резьбы в мм Диаметр заготовки d0 под нарезку резьбы в мм
наиболь- ший наимень- ший
2 0,25 2,0 1,92
2,3 0,25 2,3 2,22
2,6 0,35 2,6 2,48
3 0,35 3,0 2,88 ;
3,5 0,35 3,5 3,38
4 0,5 4,0 3,86
4,5 0.5 4,5 4,36
5 0,5 5,0 4,86
5,5 0,5 5,5 5,36
6 0,75 6,0 5,80
7 0,75 7,0 6,80
8 1 8,0 7,80
, 9 1 9,0 8,80
10 1 10,0 9,80
11 1 н,о 10,80
12 1.25 12,0 11,75
14 1,5 14,0 13,75
16 1,5 16,0 15,75
18 1,5 18,0 17,75
20 1,5 20,0 19,75
22 1,5 22,0 21,75
24 2 24,0 23,70
27 2 27,0 26,70
30 2 30,0 29,70
Диаметр проволоки б/.чдля холодной высадки шариков опреде-
ляется по формуле
= 0,5 66 </ш,
где (1Ш —диаметр высаженного шарика с припуском на механиче-
скую обработку.
Таблица 17
Диаметры заготовок под накатывание самонарезающих шурупов
(нормали МАТП Н-550-48)
Номинальный диаметр резьбы в мм Шаг резьбы в мм Диаметр d0 под накатывание резьбы в мм
наибольший наименьший
2,6 1 2,25 2,18
3 1,2 2,58 2,51
3,5 1.4 3,01 2,93
4 1,6 3,40 3,31
5 2 4,17 4,08
6 2,4 4,93 4,83
Таблица 18
Диаметры заготовок под нарезку
резьбы у шурупов по дереву
(ГОСТ 1144-41)
Номинальный диаметр резьбы в мм Шаг резьбы в мм Диаметр заготовки dQ под нарезку резьбы в мм
наибольший । наименьший
1,5 0,8 1,60 1,40
2 1 2,10 1,90
2,5 1,3 2,65 2,35
3 1,3 3,15 2,85
3,5 1,5 3,70 3,30
4 1,8 4,20 3,80
4,5 1,8 4,70 4,30
5 2,2 5,20 4,80
6 2,6 6,20 5,80
7 3 7,30 6,70
8 3,5 8,30 7,70
10 4,5 10,30 9,70
Длина заготовки, требуемой для высадки шариков, определяется
о формуле
L = 0.666 — .
Холодная высадка шариков диаметром больше 22—26 мм
Требует наличия прессов-автоматов большой мощности, поэтому
S2
такие шарики высаживаются из прутков с предварительным подо-
гревом.
Толщину заусенца, т. е. того излишка металла, который выте-
кает из матрицы и предохраняет плоскости матрицы от удара
о пуансон, берут в зависимости от размеров высаженного шарика.
Диаметр кольцевого заусенца Ош определяется по формуле
d
D = —.
“ 0,85
Профиль материала для высадки конических роликов к подшип-
никам берегся по наименьшему предельному диаметру ролика.
Допускаемые толщины заусенцев при высадке конических роли-
ков имеют следующие величины:
При большом диаметре Толщина заусенца
конуса в мм в мм
До 10 0,1
» 16 0,2
Свыше 16 0,3
Резьбовые изделия, подвергающиеся металлопокрытиям, в по-
давляющем большинстве случаев требуют при их изготовлении за-
нижения размеров диаметров после высадки.
Диаметр заготовки с учетом слоя металлопокрытий определяет-
ся по формуле (фиг. 46)
где S) — величина корректировки диаметра
заготовки;
z — толщина антикоррозионного слоя в
мм под накатывание или нарезку
резьбы.
Отсюда на весь диаметр величина коррек-
тировки будет равна
г. __ . Фиг. 46. Схема опре-
ZSj 4Z, деления диаметра за-
т. е. готовки болта под
d 4 г*, металлопокрытие.
покр о найм ’
где d0 найм — наименьший диаметр стержня после высадки в мм.
Пример. Требуется определить диаметр заготовки для резьбы М8Х1.25 —
кл. 2. Металлопокрытие — цинкование. Дано:
наиб = 7,15 мм; do найм == 7,05 мм (табл. 13)
Тнаиб = 0,013 ММ*
Из формулы Лпокр = йнаим — 4 г получим
dпонр = 7,05 — 4 • 0,013 « 7,0 мм.
* Только для резьбы с углом 60°.
53
б) Расчет длины заготовок
Расчет длины заготовок болтов с шестигранной и квадратной
головками, а также проектирование технологии производится на
основе перевода шестигранных и квадратных головок на проволоку
цилиндрического сечения равного объема (см. ниже).
Данные для этих расчетов (табл. 18а) составлены по формулам:
и D = 1,15 S для шестигранных головок
D = 1,41 S для квадратных головок,
где D — диаметр описанной окружности шестигранника в мм;
S — размер окружности под ключ в мм.
Таблица 18а
Размер под ключ S в мм Диаметр описанной окружности D в мм Размер под ключ S В MjM Диаметр описанной: окружности D в мм
10 11,5 22 25,3
12 13,8 24 27,6
14 16,1 27 31,1
17 19,6 30 34,5
19 21,9 32 36,8
Размер стороны квадрата S в мм Диаметр описанной окружности D в ММ Размер стороны квадрата S в мм Диаметр описанной окружности D в лм<
9 12,7 19 26,8
11 15,5 22 31
14 19,7 24 33,8
17 24 27 38
Определим длину заготовки h, идущую на образование головки,
из формулы
fj. „ _____ К найм >
V1 = -----— п, = ------------------- Л,
4 4
головки;
исходного металла, потребного для высадки п>-
где t>i — объем
v2 — объем
ловки;
Н — высота головки;
Do — диаметр головки после высадки.
Из равенства объемов получим
Dl-H = d2MHauM.h,
откуда
Do
ft =--—Я,
dz
им найм
где d.MnauM - наименьший предельный исходный диаметр заготовка.
54
/12 —
d2
м найм
Длины заготовок h, h\ и hi, погребных на высадку головки,
подголовки и стержня, соответственно равны
h - ——— Н; = __________dL^ С;
d2 d2
м найм им найм
где С — высота подголовка в мм;
I —длина стержня в мм;
di — диаметр подголовка в мм;
do — диаметр высаженного стержня в
Суммарная длина заготовки, необходимая
лия, равна
ММ.
для высадки всего изде-
Lc — h ftj -|- h2.
Вес всей заготовки определяется по формуле
” ' Lc • ^м найм1-95
------------------- кг.
G =
4 • 10е
Однако для ускорения подсчета удобнее пользоваться таблица-
ми весов погонных метров. Задаваясь наибольшим предельным
диаметром исходного материала (dMHau6)H определив суммарную
длину заготовки (Ьсвм), определяем вес заготовки по формуле
G = кг
1000
где QM —вес 1 пог. м заданного диаметра исходного материа-
ла в кг.
Вес погонных метров сталей, цветных металлов и полосовой
стали приведен в приложении 1 и 2.
Приведем формулы для расчета длины заготовки наиболее
распространенных форм головок болтов, винтов, заклепок и т. д.
1. Для шестигранных головок. Длина заготовки, идущая на
образование головки,
h = 1,333---Н,
d2
м найм
где S — размер под ключ в мм;
Н — высота головки в мм;
ймнаим — наименьший диаметр исходной заготовки в мм.
2. Для квадратных головок
й = 2 —.
d2
им найм
3. Для сферических головок длина заготовки, необходимая для
образования головки при заданном радиусе сферы /?, равна
найм ' 3 '
55
h = -^{D20 + Dodo + <Y
найм
5. Для полупотайных головок.
4Н / D“ №
h =------- — Н-----
найм \ 8 8
6. Для плоских цилиндрических головок
D“
й =-----—н,
d2
им найм
т л
-------(D2o+Dodo + d-n).
найм
где т — высота конуса в мм;
Н — высота сферической части в мм;
S — размер под ключ в мм;
Do — диаметр головки после высадки;
do — диаметр стержня после высадки.
в) Определение отходов металла (технологические потери)
При работе на высадочных прессах-автоматах от каждого бун-
та остается часть проволоки, из которой изделия не могут быть
высажены. При расчете расхода веса металла на одно высаженное
изделие длина этого отхода зависит от типа и модели высадочного
пресса и равна расстоянию от торца отрезной матрицы до каса-
тельной подающих роликов плюс 100 мм на загиб материала для
удобства удаления отхода (при работе не «встык»).
56
Таблица 19
еталла по сортам
Дата составления
Количество листов . . . лист . .
Расход металла
| Чистый вес изделия в кг расход металла на машину использова- ние о тходов
ММ ) ОйгЬНМ И IWV- I щевина в мм । м» пропент отхода ьэ к весу бунта норма расхода на одно изделие с учетом отхо- дов в кг процент на тех- нически неизбеж- ные потери (брак при наладке и подналадке) норма расхода на одно изделие с учетом техни- чески неизбеж- ных потерь в кг । норма расхода металла на 1 000 гит. изделий с учетом всех потерь в кг количество из- делий на одну машину норма расхода металла на одну I машину в кг вес отхода на одно изделие в кг 1 вес отхода от | 1000 изделий 1 в кг |
13 14 15 16 17 18 19 20 21
000 1 0,0251 0,6 0,02525 25,25 0,020 30 0,7575 0,0002 0,2
Длина отходов проволоки равна:
Для высадочных автоматов до 4 мм......... 0,6 м
» » » » 6,5 ».......... 0,7 »
» » » » 8 »......... 0,9 »
Гайко-просечные автоматы для просечки гаек
до 12 мм высотой......................... 0,8 »
Обозначив вес отхода от одного бунта через ge и имея средний
вес одного бунта, равный 50 кг (QKS ), определяем процент отхода
по формуле
Р = • 100 = 2g, .
О б'
'хка
Этот процент отходов нужно добавить к теоретическому весу
одного изделия.
Например, при диаметре материала 7 мм ge =0,272 кг, а
Р = 0,272-2 = 0,5%.
При черном весе изделия 0,05 кг расход металла на одно из-
делие с учетом технологических потерь составит
0,05 • 100,5
100
= 0,05025 кг.
При проектировании технологического процесса одновременно
с составлением операционных и инструкционных карт обработки
изделий (см. ниже) составляется спецификация норм расхода
металла на машину по различным сталям.
Примерная спецификация приведена в табл. 19.
57
В графе 14 приводится процент технически неизбежных
потерь, связанных с подналадкой станков (брак при подналадке),
принятый на заводах автотракторной промышленности для выса-
дочного оборудования при высадке простых изделий (заклепки,
пальцы и т. п.) равным 0,3%, а при высадке изделий с большим
числом операций (болты, винты, шурупы) —0,4—0,6%. В графе
15 проставляется норма расхода с учетом технически неизбежных
потерь, т. е. суммарная норма расхода. Для изделий с незначи-
тельным весом графу 16 необходимо заполнить для точного уче-
та норм расхода металла.
ГЛАВА II
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ
ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ
На многих заводах массового и крупносерийного производства
методом холодной высадки уже работают самостоятельные отделе-
ния и даже цехи.
Основными объектами обработки изделий путем холодной вы-
садки являются изделия малых и средних размеров из проволоки
диаметром не более 22—24 мм с длиной стержня не более 225 мм
Фиг. 47. Крепежные изделия (заготовки), изготовленные
методом холодной высадки.
с симметричными и эксцентричными головками. Номенклатура их
очень обширна и включает в себя различной формы изделия, начи-
ная от крепежа (заклепок, винтов, болтов, гаек) и кончая различ-
ными специальными фасонными деталями автомобилей, самолетов
и др., как, например, колесные шпильки, толкатели клапана, сег-
менты, заготовки шестерен и т. д. (фиг. 47 и 48).
59
На специальных холодновысадочных прессах-полуавтоматах
длина стержня под высаживаемой головкой может быть значи-
тельно больше 225 мм. Переход за указанные пределы вызывает
значительный рост габаритов, веса и мощности холодновысадоч-
Фиг. 48. Фасонные изде-
лия, изготовляемые ме-
тодом холодной высадки
ного оборудования, усложняя и удорожая обслуживание. Как пра-
вило, изделия, которые изготовляются из материала диаметром бо-
лее 25 мм и с длиной стержня более 225 мм, обрабатываются дав-
лением в горячем состоянии. Однако выбор между горячей и холод-
ной высадкой зависит не только от размеров изделия, но и от каче-
ства металла, требуемой точности, стоимости инструмента и конфи-
гурации высаживаемой головки. Холодная высадка применяется
для изготовления изделий большими партиями (не менее 5000 шт.)
«о
вследствие высокой производительности оборудования, высокой
стоимости инструмента и большого расхода времени на наладку.
Законченный технологический процесс холодной высадки состоит
ив следующих операций:
1) подготовка металла (волочение, травление, промывка и т. д.);
2) высадка;
3) обрезка граней, овалов, лысок, зубьев и т. д.;
4) сужение диаметра стержня (редуцирование);
5) подрезка;
6) накатывание;
7) промывка;
8) металлопокрытие.
Z- я операция
Фиг. 49. Типовой техно-
логический процесс из-
готовления болта мето-
дом холодной высадки
Изделие
Отход
Типовой технологический процесс для высадки болта состоит из
ияти операций (фиг. 49):
1) холодной высадки за два удара:
а) подачи материала до упора (фиг. 49,а),
б) отрезки заготовки ножом (фиг. 49,6).
в) предварительной высадки (фиг. 49,в),
г) окончательной высадки (фиг. 49,а),
2) обрезки граней и сужения стержня;
3) подрезки под головкой стержня и снятия фаски на конце;
4) накатывания резьбы;
б) промывки.
61
1. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРВЫХ ОПЕРАЦИЙ
а) Технология подготовительных операций
Для холодной высадки применяется калиброванный металл,
который поставляется металлургическими заводами только по ГОСТ
с указанными в нем определенными размерами и классами точно-
сти. Однако, как показывают приложения 1 и 2 для профилей, тре-
буемых при холодной высадке металлов, это в значительной мере
не может удовлетворить производство вследствие большого разно-
©бразия сечений и допусков, не входящих в ГОСТ. Отсюда выте-
кает необходимость создания на многих заводах, особенно крупно-
серийного и массового производства, самостоятельных цехов по
подготовке металла. Наличие таких цехов или отделений позволяет
в этом случае применять и горячекатанную сталь с грубыми допу
сками, что расширяет возможности маневрирования производства
и значительно сокращает производственный цикл.
Технологический процесс обработки металла для подготовки его
к холодной высадке состоит из следующих операций:
1) заострение концов проволоки;
2) отжиг (при, многократном волочении);
3) травление в растворе 1,5—2 %-ной серной или соляной кис-
лоты;
4) промывка в воде;
5) известкование;
6) просушка в печи при t — 75—100° С;
7) волочение (калибрование);
8) правка на ролико-правильном станке (для прутков);
9) рихтовка (для прутков);
10) снятие заусенцев на наждачном круге (для прутков);
11) проверка твердости;
12) светлый отжиг (по мере надобности).
Каждый бунт проволоки или пруток, подлежащий волочению,
необходимо с одного конца заострить, для того чтобы можно было
провести его через отверстие в глазок и захватить клещами. Заост-
рение концов проволоки производят на наждачных кругах или на
вальцах со специальными ручьями, где происходит расплющивание
и оттягивание конца, а для больших диаметров — на упрощенном
станке с четырехрезцовой головкой.
Горячекатанная сталь покрыта тонким слоем окалины, которая
изнашивает глазок и изменяет точность проволоки, получаемой
после волочения. Поэтому окалина должна быть удалена до воло-
чения. Наиболее распространенным способом очищения проволоки
от окалины является травление ее в растворе серной или соляной
кислоты (1,5—2%). Окалина, как известно, состоит из окислов
железа (FeO, Fe3O4, Fe2O3). При травлении серной кислотой про-
исходит главным образом механическое отделение окалины, тан
как в начале процесса травления разрушаются некоторые места
окалины, и только после этого кислота вступает в соединение с ме-
62
таллом. В результате реакции происходит выделение водорода,
который механически отрывает окалину от поверхности металла.
Основная задача травления состоит в том, чтобы в возможно
короткое время растворить слой окалины, не затрагивая самого
металла; протравленный металл не должен терять своих механиче-
ских свойств.
С повышением температуры раствора серной кислоты скорость
травления значительно возрастает и при нагреве раствора до 60° С
увеличивается более чем в 10 раз.
Значительно большего внимания, чем прутковый металл, тре-
бует травление проволочной катанки, а также процесс травления
после ее отжига. Слой окалины после отжига получается тоньше
и иного характера, поэтому и концентрация травильного раствора
должна быть ниже, и сам процесс проходит быстрее. При непра-
вильном режиме травления свойства проволоки ухудшаются, вызы-
вая появление так называемой «травильной хрупкости», особенно
в стали с высоким содержанием углерода. Появление травильной
хрупкости объясняется тем, что кислота, проникая сквозь пористый
слой окалины, растворяет чистое железо, образуя FeSO4 (желез-
ный купорос), который также растворяется в воде. Часть выделяю-
щегося при этом водорода через травильную жидкость уходит
в окружающий воздух, а часть проникает в железо, вступает с ним
и составными, примесями в соединение. В результате этого пластич-
ность металла уменьшается, и он делается хрупким.
Количество проникающего (диффундирующего) в металл водо-
рода при травлении зависит от концентрации и температуры раст-
вора: с повышением температуры и концентрации травильного
раствора диффузия ускоряется. Следовательно, травление очень
горячими и крепкими растворами увеличивает опасность появления
травильной хрупкости. Проволока, поступающая в цех для травле-
ния, погружается в травильную ванну, затем тщательно промы-
вается для удаления остатков раствора кислоты и направляется на
известкование (или на желтение с последующим известкованием).
Для устранения травильной хрупкости проволока перед известкова-
нием подвергается кипячению в воде в течение одного часа. Кипя-
чение может быть заменено вылеживанием металла после известко-
вания. Вылеживание может продолжаться для: 1) стали 10 и 20 —
не менее 2 час; 2) стали 30, 50, ЗОХ и 40Х — не менее 6 час.
Концентрация серной кислоты в травильных ваннах и темпера-
тура травления зависят от марки стали.
Конец травления характеризуется появлением пены на поверх-
ности травильного раствора. Бурное кипение раствора является
признаком перетравления. Окончание травления определяется по
внешнему осмотру: проволока должна иметь гладкую блестящую
поверхность, но без разъеденных пятен (наличие темных пятен
в местах, где была окалина, допускается).
Известкование производится трехкратным погружением метал-
жа в ванны с содержанием СаО (известь) от 1—2% при темпера-
гуре 35—85° С и времени известкования 2—3 мин. Известковое
63
молоко изготовляется путем гашения извести в течение 30—40 мин.,
удаления примесей (песка, пустых пород), сильного перемешива-
ния и оставления на воздухе для остывания. Желтение проволоки
производится выдержкой мокрой проволоки на открытом воздухе
в течение 10—15 мин. Проволока покрывается бурым слоем окиси
железа, улучшающим процесс волочения. Кроме нейтрализации
оставшейся на поверхности проволоки кислоты после травления,
известкование уменьшает также трение при волочении.
Сушка проволоки в сушильной камере производится при темпе-
ратуре 75—100° в течение 20—30 мин.
При небольших масштабах производства для волочения берут
ближайший по размеру калиброванный материал, как подкат,
и технологический процесс в этом случае будет заключаться только
в процессе волочения за 1—2 прохода. При волочении в 3 прохода
и более необходимы промежуточная термообработка (отжиг), трав-
ление и промывка. При светлом отжиге травление и промывка от-
падают.
Процесс волочения (калибрование) заключается в последова-
тельном уменьшении сечения проволоки под действием внешней
силы через волочильное кольцо (фильер). В зависимости от вели-
чины действующих на металл усилий он пластически деформирует-
ся, зерна получают одно общее направление, образуя однородную
волокнистую структуру, вытянутую в направлении деформации.
Для уменьшения трения во время волочения и устранения
возможности задиров поверхности проволоки применяют смазку,
которая должна быт[Ддостаточно густой, чтобы ее не выдавливало
во время волочения. Распространенным составом для смазки
вляется мыльный порошок (1 кг на В т протянутой в 3 прохода
проволоки) или смесь сурепного Macj(a и гашеной извести в про-
порции 1 : 5 на 1 т протянутой в 2 прохода проволоки. Применение
смазки позволяет давать большие коэфициенты обжатия и большие
скорости волочения.
Волочение производится на волочильных барабанах или на
волочильных станках и состоит в том, что бунт проволоки накла-
дывается на свободно вращающуюся катушку-барабан, и конец за-
остренной проволоки вводят через глазок-кольцо к клещам, кото-
рые смонтированы на втором принудительно вращающемся бара-
бане. Проволока в процессе волочения наматывается на этот бара-
бан. Волочение прутков на волочильном станке производится меж-
ду двумя направляющими станины с помощью клещей, укреплен-
ных на бесконечной цепи Галля.
После волочения производятся отрезка заостренной части прут-
ка, правка и рихтовка.
Светлый отжиг заключается в проведении процесса термообра-
ботки без доступа воздуха во избежание образования окалины.
Величина отходов при волочении прутков обычно колеблется
в пределах 2—4%, а бунтовой проволоки, — 0,1—0,2%.
В качестве смазочного материала во время холодной высадки
на большинстве заводов применяют масло (сульфофрезол) с добав-
64
лением мелкотолченой серы для углеродистых сталей в количестве
10%, а для легированных —20%. При сужении диаметра стержня
необходимо добавлять мыльный раствор или мыльный порошок до
10%, что придает части изделия под накатывание гладкую поверх-
ность. Однако применение серы действует вредно на кожу рук опе-
ратора, вызывает затруднения на последующих операциях и тре-
бует дополнительной промывки изделий.
Наиболее эффективным смазочным средством является покры-
тие проволоки перед высадкой тонким твердым слоем графитной
смазки в коллоидальном состоянии. Исследования и эксплоатация
такой смазки показали, что наличие графитного слоя между по-
верхностями двух металлов (матрицы и высаживаемой заготовки)
обеспечивает плавное скольжение их даже при значительных дав-
лениях, что очень важно для уменьшения усилий при выталкива-
нии и; увеличении стойкости выталкивающих пальцев.
С той же целью нержавеющая сталь перед высадкой покры-
вается тонким слоем меди по следующему технологическому про-
цессу:
1) обезжиривание в органических растворителях;
2) электроочистка при 82—87° С, напряжение 6 в. выдержка:
катод 30 сек., анод 30 сек.;
3) промывка в воде;
4) окунание во фторборводородную кислоту (25 %) 30 сек. или
НС1 (25% ) 30 сек;
5) промывка в воде;
6) раствор электроактивизации при 20° С, НС1 (50%) 2 мин. или
H2SO4 (10%) 2 мин.;
7) промывка в воде;
8) цианистое меднение;
9) промывка в воде;
10) промывка в горячей воде.
б) Определение числа ударов
Образование головок различной конфигурации методом холод-
ной высадки производится посредством последовательных, быстрых
и сильных ударов (одного или нескольких), под влиянием которых
металл начинает перемещаться и заполнять форму матрицы и пуан-
сона. Таким образом, процесс холодной высадки заключается
в том, чтобы из проволоки, профиль которой меньше головки
и внутреннего диаметра матрицы, осадить металл до нужных раз-
меров. Чем больше отношение высоты заготовки к ее диаметру,
тем больше опасность ее продольного изгиба во время осадки. Из-
гиб металла вызывает образование складок в момент образования
головки и ведет к браку продукции.
Поэтому число ударов при высадке зависит от количества
металла, идущего на образование головки, или, иными словами,
зависит от отношения длины свободной, не поддерживаемой части
h
проволоки h к ее диаметру dM, т. е. от
“ и.
5 В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг
65
должно быть оле-
По опытным данным числе ударов на холодновысадочных прес-
сах в зависимости от отношения ~ (фиг. 50)
дующим (отношение дано средней величиной):
ней
величиной) :
h
1) при— <2,5 требуется
дм
один удар;
Л
2)при---- < 4,5 требуется
дм
два удара;
Л
3) при — <6,5 требуется
дм
удара.
Пт
Три удара
hcp&u,ju„
Один удар
. hv 2,5дг
ударов при
Дба удара
дер — ‘>.5ам
Фиг. 50. Определение числа
холодной высадке стандартных головок
три
Наибольшая высота /< при одном ударе ... 2,8 дм’,
» i> Л » двух ударах . . . 5,5 dM;
» » Л » трех » ... 8,0 дм.
При отношении — > 8 окончательное образование головок про-
изводится в две операции на двух прессах-автоматах: сначала за
один, два или три удара на прессах стандартной конструкции, а за-
тем за один, два или три удара на специальных прессах-автоматах
для повторной высадки.
Между первой и второй операциями большей частью вводится
термообработка.
Однако выбор технологического процесса при холодной высадке
зависит не только от указанного нами отношения, но и от конфи-
гурации изделия, т. е. от отношения диаметра к высоте головки
после высадки (—
н
При большом диаметре головки и малой высоте во многих слу-
чаях приходится применять два удара вместо одного и три — вме-
сто двух. Чем больше отношение —, т. е. чем больше диаметр и
Н
меньше высота головки, тем труднее заставить металл пластически
деформироваться, тем больший путь требуется пройти зернам ме-
талла от центра проволоки к периферии, тем больше, следователь-
но, величина трения, упрочение и требуемое усилие для высадки.
Для простой конфигурации при отношении — не более 2 го-
ловка может быть высажена! за один удар.
Однако при повышенных требованиях к точности и чистоте
поверхности головку следует высаживать за два удара даже при
— = 2,0.
aM
66
На фиг. 51 даны примеры изделий простой конфигурации, вы-
саживаемые за один и два удара.
При образовании головки за три удара первая осадка произво-
дится на 20%, а вторая — на 40% всей длины цилиндрической
заготовки, требуемой на высадку всего объема головки.
Фиг. 51. Изделия, высаживаемые за один или два удара.
Поясним сказанное на примерах.
Пример 1. Требуется высадить головку у изделия, изображенного на
фнг. 52, а.
Даны: диаметр головки Da = 6 мм, высота, головки Н = 1 мм, диаметр стерж-
ня после высадки d0 = 3 мм.
Определить тип пресса-автомата для высадки головки.
Из табл. 15 диаметров заготовок под нарезку резьбы иайдем наименьший
предельный диаметр d0 наим= 2,86 мм, откуда диаметр проволоки dM —
2,83 мм. Исходя из объема головки, находим длину заготовки, потребную иа
h 2,52
образование головки h = 2,52 льи. Отсюда ~~ = т- е- за"
“.и найм 2,83
данную головку можно высадить за один удар на одноударном автомате.
Пример 2. Определим требуемое число ударов для высадки изделия, под
«вкатывание резьбы MIO X 1,5, 3 кл.; изображенного иа фиг. 52, б.
5* 67
Даны: размер под ключ 5=14 мм, высота головки Н = 7 мм, диаметр го-
ловки после высадки Do =16,1 мм.
Диаметр заготовки под накатывание находим по табл. 13
doHau.u=8,80 мм, откуда dM =8,75 мм.
Фиг. 52. Холодная
высадка полукруглой
(а) и шестигранной
(6) головок.
изгибов и поломок
Исходя из равенства объемов до и после высадки и определив объем головки
после высадки по указанным размерам, найдем требуемую длину заготовки Л
ПРИ d м найм = 8,75 мм, т. е. й = 23,4 мм.
й 23,4
Из отношения ~= = 2,7
амнаим 8’75
находим, что данную головку следует высаживать за
два удара на двухударпом прессе-автомате. Подобным
же образом ведется расчет и для головок, требующих
три удара и более.
При работе на высадочных прессах-авто-
матах с цельными матрицами усилие высадки
головки и осадки стержня воспринимает вы-
талкивающий палец. Поэтому во избежание
пальцев между длиной высаживаемого стерж-
ня и его диаметром должна быть сохранена определенная зависи-
мость. Чем меньше диаметр высаживаемого стержня, тем меньше
должна быть длина стержня.
Практически установлено следующее отношение между наиболь-
шей длиной высаживаемого стержня I наиб и диаметром стержня
после высадки do
-^<9,5 = 10,
#0
т. е. длина стержня при высадке на прессах-автоматах с цельными
матрицами не должна превышать 9,5—10 диаметров (при этом
выталкивающий палец должен входить в отверстие матрицы не
меньше чем на 1,5—2 диаметра).
При отношении 1нааб > 10 применяют раздвижные матрицы,
do
в которых выталкивание высаженной заготовки производится самим
материалом при раскрытых матрицах.
в) Высадка подголовков и сужение диаметра стержня
Ряд высаживаемых изделий имеет направляющий подголовок С
(фиг. 53). Высадка подголовка в большинстве случаев производит-
/ с \
ся в высадочной матрице путем осадки металла — <2,0 , кото-
\ di /
рый имеет диаметр, необходимый для образования стержня под
накатывание резьбы d0 до наружного диаметра резьбы du-
Для того чтобы накатать резьбу, необходимо уменьшить диа-
метр части стержня, имеющей резьбу. С этой целью стержень про-
талкивают через глазок диаметром, равным требуемому диаметру
под накатывание. При сужении диаметра стержня под накатыва-
68
ние резьбы происходит изменение геометрических размеров, и часть
стержня при этом удлиняется. Это удлинение стержня связано
с изменением площади поперечного сечения.
Определим длину стержня, которую мы должны получить при
первой операции (высадке) с тем, чтобы после сужения «меть тре-
буемую длину по чертежу.
Обозначим:
/2 — длина стержня после сужения диаметра (длина резьбы);
С — высота подголовка;
Zo— длина стержня при первой операции (искомая);
dQ — диаметр стержня после сужения;
d2 —диаметр подголовка (стержня после высадки).
Фиг. 54. Определение длины
стержня при сужении диа-
метра (редуцировании).
Фиг. 53. Холодная вы-
садка изделий с подго-
ловками.
Определим Zo (фиг. 54), исходя из равенства объемов до (Vi)
и после (V2) сужения диаметра:
d22 • l0 = d2 С + d2 • Z2,
откуда
u2
(величину конической части при этих подсчетах считаем за цилин-
дрическую диаметром d0).
Приведем пример определения длины стержня Zo для операции
высадки при условии сужения диаметра стержня на длину Z2 при
обрезке головки. Даны: вся длина стержня L = 60 мм, 12 = 25 мм,
d2 = 10 мм, do = 8,98 мм.
Определим Iq:
С' = L — l2 = 60 — 25 = 35 мм;
<№ Я qga
Z, = С 4- —0 Z, = 35 + - -25-55 мм.
d2 10
т. е. разность между длиной после и до сужения диаметра стерж-
ня составляет в данном случае 5 мм.
64
Коэфициент уменьшения диаметра ©=-°- при сужении во
da
время первой операции (высадки), как и при обрезке, должен быть
не меньше 0,85, т. е. относительное уменьшение диаметра не долж-
но превышать 15%. Длину стержня свыше 30 мм подвергать
уменьшению диаметра не рекомендуется. При больших длинах
стержней их сужение затруднительно: изделия получаются разной
длины, так как диаметр стержня не уменьшается, и излишек его
течет по направлению к головке.
Основные факторы, влияющие на процесс сужения диаметра
и на усилия, те же, что и при волочении металлов, т. е.
1) металл, его состав, свойства;
2) инструмент, его материал, форма и состояние поверхности
глазка и
3) смазка.
Требуемые усилия при сужении диаметров прямо пропорцио-
нальны пределу прочности высаживаемого металла. Состояние
поверхности металла сильно влияет на процесс сужения диаметра
(редуцирование). Упрочение на поверхности металла отрицатель-
но отражается на сужении. Чем тверже материал фильера, тем
меньше коэфициент трения и усилие, требуемое для операции суже-
ния стержня. Угол входного конуса фильера имеет большое влия-
ние на требумое усилие при сужении диаметра стержня под нака-
тывание резьбы. Чистота поверхности фильера уменьшает трение
и предохраняет от задиров поверхность сужаемых стержней.
г) Высадка за один удар
Последовательное изменение формы высаживаемого металла
под влиянием давления пуансона за счет течения металла во вре-
мя одного удара представлено на фиг. 55. Вначале, при соприкос-
новении с пуансоном, металл начинает осаживаться у торца мат-
рицы до тех пор, пока головка не заполнит выемку пуансона и мат-
рицы. После высадки головки изделие удаляется из матрицы вы-
талкивающим пальцем.
Обычно высадка производится в цельных матрицах, но при дли-
не стержня, превышающей 9—10-кратный диаметр проволоки, изде-
лия высаживают на прессах-автоматах с раздвижными (открыты-
ми) матрицами. Высадка нормальной головки (— — 2,0), с длин-
ным стержнем на одноударном прессе-автомате с раздвижными
матрицами не представляет трудностей (фиг. 56). Трудности возни-
кают при высадке такого изделия в цельных матрицах: усилия для
выталкивания стержня такой длины (L=12do)) велики и приво-
дят к поломке выталкивающего пальца. Кроме того, заготовка,
поступающая в высадочную матрицу, должна быть совершенно
прямой во избежание изгиба при вталкивании. Поэтому в таких
случаях необходимо применять выпрямляющие ролики. На фиг. 57
и 58 даны: 1) заклепка с полукруглой головкой, высаженная за
70
за одни удар.
Фмг. 59. Холодная высадка шарика.
один удар в цельных матрицах, и 2) головка с тонкой шайбой
0,4 мм при ~~ __ । з
Шарики высаживаются на специальных одноударных прессах-
автоматах с цельными матрицами и двумя выталкивающими паль-
цами (в матрице и пуансоне), диаметры которых должны быть воз-
можно меньшими во избежание образования больших заусенцев на
полушариях (фиг. 59). Отношение при высадке шариков ко-
леблется в пределах 1,3—2,3, и при правильной ровной отрезке вы-
садка их производится без особых трудностей. Наибольшую труд-
ность при высадке шариков представляет отрезка заготовки малой
длины. Поэтому обычно устанавливают отрезной нож таким обра-
зом, чтобы он не задевал пуансона при приближении его к ножу
и отходе в первоначальное положение.
Фиг. 61. Холодная высадка за
один удар изделия с головкой
большого объема.
Фиг. 60. Холодная высадка изделия
с тонкой головкой (0,8 мм) и ко-
нусом.
Требование полного заполнения полусфер вызвало необходи-
мость высадки шариков с заусенцами, для чего на торцевой поверх-
ности штампов имеются специальные выемки для выхода излишне-
го металла, что предохраняет инструмент от сильных давлений при
ударах (в настоящее время ведутся опыты по холодной высадке
шариков без заусенцев за счет более точной длины отрезки
и ужесточенных допусков на проволоку). Материал для высадки
шариков должен быть тщательно подготовлен и подвергнут пред-
варительной термообработке и шлифованию.
В настоящее время методом холодной высадки изготовляются
шарики диаметром от 1,5 до 28 мм при производительности от 400
до 80 шт/мин. При высадке изделий с тонкой головкой (фиг. 60)
материал должен быть высокого качества, без швов, раковин,
волосовин и т. д., так как всякий даже самый незначительный
шов будет раскрываться при низкой головке раньше, чем при высо-
кой. При отношении— =2,3 материал легко удерживается по
d м
осевой линии и при ударе не искривляется. В случае высадки изде-
лий с головкой большого объема с отношением — —2,5 (фиг. 61)
72
отрезка заготовки имеет особое значение. Неправильная отрезка со
срезом под углом вызывает искривление заготовки при вталкива-
нии ее пуансоном во время удара. Избежать этого можно:
1) установкой отрезного ножа вплотную к отрезной матрице;
2) прочным креплением отрезного рычага к кронштейну от-
резного механизма;
3) расположением оси подачи заготовки под некоторым углом
к направлению движения ножа.
Подобные изделия обычно высаживаются специальным пуансо-
ном, имеющим выталкивающие пальцы с пружиной для удаления
заготовки из пуансона (см. главу «Инструменты»). Выталкивание
из цельной матрицы стержня большой длины (при L — 8+- 10 d0)
Фиг. 62. Холодная
высадка головки за
один удар при от-
h
ношении — = 3,0
dM
Фиг. 63. Холодная высад-
ка головки за один удар
/1
при отношении4,5.
производится выталкивающим пальцем, точно пригнанным к мат-
рице и изготовленным из высококачественного материала во избе-
жание изгиба или поломки.
При изготовлении изделий часто наблюдается неконцентрич-
ность головок из-за овальности материала, причем у тех сторон,
где материал имеет меньший радиус кривизны, получается заусе-
нец. Это явление отсутствует при высадке за два удара, так как
первый, предварительный удар коническим пуансоном придает ма-
териалу требуемую форму. Овальный материал может получиться
также при сильном сжатии подающих роликов. С помощью специ-
альной формы конических пуансонов в некоторых случаях удава-
лось высадить головку за один удар при отношении — =3,0
(фиг. 62).
Верхний диаметр конической полости этого пуансона меньше
диаметра заготовки, поэтому один конец его прочно захватывается
пуансоном и удерживается между ним и выталкивающим пальцем
в момент отхода отрезного ножа.
На фиг. 63 показана высадка изделия из отожженной стали' 10
с твердостьюHr& = 50-г60 (5,85^-6,0 по Бринелю) при — = 4,5.
кг
73
Это изделие удалось высадить на одноударном прессе-автомате
(типо-размер 12 мм) в .раздвижных матрицах с помощью пуансо-
на, который входил в матрицу с зазором не более 0,25 мм. Матри-
ца при этом служит опорой во время высадки как для материала,
так и для пуансона, благодаря чему и удалось высадить головку
с подобным отношением.
Гладкие шпильки с двухсторонней резьбой обычно обрабаты-
ваются на металлорежущих автоматах (отрезка заготовки с обра-
зованием фасок) с последующей нарезкой резьбы, что является
малопроизводительным процессом.
На фиг. 64 представлена технология
обработки шпильки головки блока
цилиндров методом холодной вы'-
садки и накатывания резьбы с двух
сторон. Технологический процесс об-
работки шпильки состоит из следу-
ющих операций.
1. Высадка утолщения в середи-
не за один удар на одноударном
прессе-автомате (фиг. 64, а).
Материал — сталь 40Х, нагарто-
ванная, диаметром 9,90—9,95 мм.
Твердость Яв=269.
2. Отжиг по мере необходимо-
сти.
3. Обкатка в барабане.
Фиг. 64. Холодная высадка
шпильки;
а — заготовка после высадки утолще-
ния; б — заготовка после обточки сфе-
ры и шлифования; в — готовое из-
делие после накатывания резьбы.
6. Шлифование стержня
резьбы IM11 X 1,0 в размер 10,29—10,315 (при нормальной резь-
бе шлифования не требуется) (фиг. 64,6).
4. Обточка сферы на конце
(фиг. 64,6).
5. Промывка.
на конце под накатывание плотной
7. Накатывание резьбы с каждой стороны отдельно (фиг. 64, в).
8. Промывка.
9. Термообработка. Нагрев в малоцианистой ванне при 815°.
Калка в масле и отпуск. Твердость Hrc =28-? 33.
10. Промасливание.
Контроль изготовленных изделий после 1-й операции произво-
дится в количестве не менее 10% от общего числа, после 2-й опе-
рации— 1%, после 4-й операции — 2%, после 6-й операции —
10%, после 7-й операции —10 и 15% и окончательный конт-
роль— 100%.
д) Высадка за два удара
Холодная высадка за два удара является наиболее распростра-
ненной, так как она охватывает довольно широкий диапазон раз-
личных конструкций и форм головок, на образование которых рас-
ходуется исходного материала до 5,5 dм.
74
При высадке за два удара первый (предварительный) удар
коническим пуансоном вталкивает заготовку в матрицу, центрирует
ее, предохраняя от продольного изгиба и подготовляя ко второму
удару окончательным пуансоном, который выполняет основную
часть работы (фиг. 65).
Предварительный пуансон после первого удара придает кони-
ческую форму свободному концу заготовки. Необходимым усло-
вием правильной высадки коническим пуансоном в цельной мат-
рице является предварительное заполнение ее до образования го-
ловки. Это объясняется тем, что при получении кольцевой осадки
у торца матрицы удар вторым пуансоном будет направлен
Фиг. 65. Изготовление болта с шестигранной головкой.
только на торец матрицы. В начале процесса высадки коническим
пуансоном вся сила удара сосредоточена на выталкивающем паль-
це, который и воспринимает все усилие, заставляя металл течь
в стороны и заполнять отверстие матрицы. Прй правильной высад-
ке только после заполнения металлом отверстия матрицы начи-
нается образование головки.
При высадке в раздвижных матрицах картина получается не-
сколько иная, так как в этом случае диаметр проволоки равен диа-
метру матрицы. В отверстие неразработанной раздвижной матрицы
материал входит без зазора, и заполнение металлом отверстия
в начале удара коническим пуансоном не имеет места.
После некоторого износа матрицы появляется зазор, и все явле-
ния, описанные при ударе коническим пуансоном в закрытой мат-
рице, повторяются в раздвижных матрицах.
Многие изделия, которые по размерам можно высадить за
один удар, высаживаются, однако, на практике за два удара, так
как на двухударном прессе-автомате можно достигнуть более сим-
метричного распределения материала, что является необходимым
условием для получения изделий повышенной точности. На
фиг. 66 даны два варианта обработки изделия с полукруглой голов-
кой (за один и два удара).
На фиг. 67 приведены различные стадии изготовления винтов
под накатывание резьбы. Часть стержня, на которой резьба отсут-
ствует, высаживается большого диаметра, причем высота С этого
подголовка не должна превышать двойного диаметра резьбы. При
02 ф (di — диаметр подголовка) нижняя часть этого подголов-
75
ка не может быть заполнена и будет плавно переходить в пони-
женный диаметр. В этих случаях (0 2 di) необходимо произво-
дить сужение диаметра конца стержня под накатывание резьбы,
Фиг. 66. Изготовление винта с полукруглой головкой.
которое может быть произведено как на высадочном дрессе-автома-
те в цельных матрица (фиг. 68, а), так и на обрезном авто-
мате (фиг. 68,6). Чаще всего операцию сужения стержня
производят на обрезном автомате (см. фиг. 49), так как высадоч-
ная матрица для этой це-
ли должна быть изготов-
лена исключительно для
Фиг. 67. Изготовление винтов с цилиндри-
ческой и потайной головками.
Фиг. 68. Сужение диаметра
стержня под накатывание
резьбы в высадочной (а) и
обрезной (б) матрице.
данной длины стержня и, кроме того, глазок (фильер из углероди-
стой или быстрорежущей стали, через который протягивается
стержень, быстро изнашивается, теряет размер, вся матрица выхо-
дит из строя или ее приходится шлифовать под другой размер, что
связано с большим затратами и трудностями, не меньшими, чем
при изготовлении новой матрицы. Поэтому сужение стержня в цель-
ной высадочной матрице применяется лишь в том случае, когда
это оправдывается экономическими соображениями и когда точ-
76
ность совпадения осей резьбы и стержня должна быть высокой.
В этом случае матрица делается сборной со вставкой (фильером)
из твердого сплава марки ВК8.
Многие изделия на конце стержня имеют фаску, которую мож-
но получить в цельной высадочной матрице, однако это требует
изготовления специальной матрицы для данной длины. Кроме это-
го, при небольшом диаметре стержня выталкивающий палец имеет
малое сечение, не выдерживает усилий высадки и выталкивания
и ломается. Там, где это позволяет диаметр стержня (не менее
4—5 мм) и где получение этой фаски не может быть выполнено
на специальном станке для снятия фасок (различные оси и валики
с гладкими и круглыми головками), в матрице делают для фаски
конус.
Четырех- и шестигранные головки изготовляются при холодной
высадке цилиндрическими, а образование граней производится от-
дельной операцией на специальном авто-
мате (обрезном). Вызвано это тем, что г
заполнение острых углов при высадке I гл
требует весьма больших усилий, кото- ||| №
рых не выдерживает матрица. Высадка
в матрице головок с тупыми, не пол- TJ Д
ностью образованными гранями вполне I | | Н
возможна и широко применяется в про- J 6=1
изводстве для изготовления так назы-
ваемых экипажных болтов (фиг. 69). Фиг. 69. Последовательные
Предварительная осадка стержня под стадии изготовления болта
головку коническим пуансоном произ- с квадратным подголов-
водится на высоту У3 h, т. е. высота го- ком’
ловки после первого Удара должна быть
равна % А. Одновременно с первым ударом должен быть образо-
ван и подголовок. Однако при большой длине уменьшенного диа-
метра и сужении стержня получаются большие перекосы даже при
нормальной длине подголовка (C<^2d2).
В этом случае высаживают подголовок нормальной длины, а на
остальной части стержня накатывается резьба требуемой длины.
Методом холодной высадки за два удара изготовляются не толь-
ко крепежные нормали (болты, винты и др.), но и различные фа-
сонные изделия как самостоятельно, так и совместно с другими
видами обработки (фиг. 70).
При высадке головок сложной формы из стали с высоким пре-
делом прочности (%) и текучести {°т) или при высадке изделий,
у которых часть заготовки должна быть высажена в матрице, не-
обходимо уменьшить высоту конуса в пуансоне для уменьшения
части заготовки, не имеющей опоры во время удара. Если умень-
шение высоты конуса в этом случае не предусмотрено, то при пер-
вом ударе действию конического пуансона будет оказано большое
сопротивление сзади конуса, что вызовет нарушение течения метал-
ла и изгиб свободной части заготовки.
77
В большинстве случаев головки при холодной высадке образу-
ются частью в матрице (У3 И), частью в пуансоне (Уз Н).
На фиг. 71 представлены эскизы технологического процесса
обработки болта из стали 10 с квадратной уменьшенной головкой.
1) промежуточные размеры головки после высадки за два удара
(фиг. 71, а), и 2) после обрезки и накатывания резьбы (фиг. 71 б).
Диаметр материала круглого сечения, равный 14,30—14,35 мм.
Твердость Н = 187. Как видно из фиг. 71, в матрице и пуансоне
головка образуется по Уз ее высоты.
Высадка цилиндрических и квадратной головок после предвари-
тельного и окончательного ударов пуансонами дана на фиг. 72.
Квадратная головка предварительно на-
мечается уже при
первом ударе.
Фиг. 71. Технологические эскизы холодной вы-
садки болта с квадратной головкой и подголовком:
а — заготовка после высадки; б — готовое изделие
после обрезки и накатывания резьбы.
к
7
Фиг. 70. Фасонные изде-
лия, высаживаемые в хо-
лодном виде с последую-
щим фрезерованием (/, 2,
3 и 5), обрезкой и нака-
тываии!ем резНбы (4).
Высадка головки со шляпкой большого диаметра и изделия
с полукруглой головкой и стержнем квадратного сечения (исход-
ный материал квадратного сечения) изображены на фиг. 73.
Изделие с шарообразной головкой, несмотря на отношение
— = 2,2, высаживалось за два удара, так как невозможно было
установить пуансон достаточно близко к той части матрицы, где
материал имел опору. Конический пуансон имел небольшой конус,
который позволял заполнить матрицу, давая правильную опору
и осадку металла (фиг. 74).
При такой форме головки необходимо в окончательном пуансо-
не иметь отверстие (диаметром до 1 мм) для устранения воздуш-
ного мешка и получения правильной круглой головки. Высадка
конической головки изделия в матрице изображена на фиг. 75.
Конический пуансон в этом случае должен иметь сферическую
78
Фиг. 72. Холодная высадка цилин-
дрических и квадратных головок.
Фиг. 73. Высадка головки
большого диаметра и
полукруглой головки из
квадратного материала.
Фиг. 74. Холодная высадка
изделия с шарообразной
головкой за два удара.
1-й удар
Фиг. 75. Холодная высадка
изделия с потайной головкой
и выемкой за два удара.
79
форму, которая заставляет металл принимать вид усеченного эллип-
соида. Окончательный пуансон имеет в центре язычок, который
вдавливается в заготовку, заставляя металл полностью заполнить
матрицу.
Наибольшую трудность представляет холодная высадка изде-
лий с квадратными или шестигранными головками в матрице или
пуансоне. Трудность заключается не в регулировании материала,
так как обычно в этих случаях отношение — не превышает 2,2—
Фи
2,5, а в полном заполнении углов. Материал не должен при этом
подвергаться
смазке, так как масло заполняет выходы для воздуха
1-й удар
%-йудар
и препятствует течению
металла к углам. Устра-
няется эта трудность пу-
тем сверления отверстий
для выхода воздуха. Кро-
ме того, при высадке по-
добных изделий матрица
или пуансон не могут вы-
держать больших усилий,
которые требуются для
полного заполнения ме-
таллом всех углов, и при
попытках такого заполне-
ния матрица или пуансон
раскалываются — неко-
торые после нескольких
Фиг. 76. Холодная высадка за два удара из- Штук, другие после не-
делий с тонкой головкой и большим диаметром. скольких сотен, НО НИ
один из инструментов не
достигает стойкости, которая бы оправдывала внедрение в произ-
водство подобной высадки за два удара. Введение закругленных
углов намного облегчает высадку и позволяет вести ее за два
удара.
Высадку тонких головок с большим диаметром можно вести
с помощью конического пуансона, который вмещает весь объем мате-
риала, так как только таким путем можно предотвратить раскры-
тие мелких швов и трещин при ударе вторым пуансоном.
На фиг. 76 (вверху) представлена высадка тонкой (толщиной
0.4 мм) головки, на образование которой идет 3,6 d.lt и второй
головки при отношении — = 4,3 (фиг. 76, внизу). Трудности вы-
dM
садки второго изделия заключаются в осадке материала и сужении
кромки под головкой до 0,4 мм. Для головок такой формы обычно
применяется сталь 10, отожженная с известковым покровом.
Высадка подобных головок представляет значительные трудно-
сти вследствие большого отношения — (Do — диаметр головки
80
Фиг. 77.
шпильки I
утолщением
обточкой (слева показана
макроструктура).
Холодная высадка
с промежуточным
t и последующей
после высадки). Материал при таком отношении трудно регулиро-
вать так, чтобы он давал при втором ударе осадку, а не изгибался,
поэтому такие изделия лучше высаживать за три удара. На заво-
дах, не имеющих трехударных прессов-автоматов, применяются
специальные конические пуансоны пру-
жинного типа. Для высадки изделий
такой конструкции материал должен
быть весьма высокого качества во из-
бежание появления трещин. Вообще
при высадке головок большого диамет-
ра необходимо при первом ударе как
можно больше осадить и расширить
металл.
Величина осаживаемого материа-
ла зависит, как указывалось, от фор-
мы головки, диаметра проволоки, ее
длины и механических свойств. Часто
материал одного и того же профиля
имеет различную осадку в зависимо-
сти от глубины конической полости и
степени возможной осадки, как это
было показано на предыдущих при-
мерах.
В ряде случаев осадка при длине материала Л = 6 мм бывает
чем осадка материала длиной h = 12 мм, так как
гораздо больше,
Фиг. 78. Холодная высадка колесной шпильки с кольцевым утолщением за два
или три удара и последующим шлифованием и накатыванием резьбы (сталь 35):
'J — обработка шпильки путем резания; б — изготовление шпильки путем холодней вы.адки.
твердый материал дает большую осадку, чем мягкий, который вме-
сто того чтобы осаживаться, искривляется.
Высадка колесной шпильки автомобиля за два удара с после-
дующей обточкой двух сторон на специальном металлорежущем
> В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг 8]
автомате представлена на фиг. 77. На фиг. 77 слева приведена
макроструктура высаженной части, на которой ясно видны конусы
скольжения. Интересно привести сравнительные экономические
показатели при обработке подобного изделия (фиг. 78 а, и б)
механическим путем и холодной высадкой. Если принять стои-
мость материала и рабочей силы на 1 шт. за 100%, то эти затра-
ты при обработке холодной высадкой составляют по металлу 54%,
по рабочей силе только 12%. Если стоимость расхода инструмента
на одно изделие в первом случае примем за 100%, то во втором
она будет соответственно равна только 53%.
Весь технологический процесс изготовления колесной шпильки
из стали 20 или 35 методом холодной высадки состоит из следую-
щих операций.
1-я операция, а) Отрезка заготовки ножом от бунтового
материала и подача ее на линию высадки.
б) 1-й удар предварительным пуансоном для образования коль-
цевого утолщения и подголовка.
в) 2-й удар окончательным пуансоном для полной высадки
кольцевого утолщения.
2-я операция. Термообработка (отжиг) для снятия внут-
ренних напряжений в кольцевом утолщении.
3-я операция. Обточка кольцевого утолщения (в случае
необходимости иметь острые углы) и фасок с одной или двух сто-
рон на специальных или универсальных токарных автоматах.
4-я о п ер а ц и я. Бесцентровое шлифование.
5-я операция. Накатывание резьбы с одной или с двух
сторон двумя роликами или плоскими плашками или нарезание
резьбы на болторезных станках (в этом случае высадка подголов-
ка не нужна).
6-я операция. Промывка в горячей воде.
Высадка колесной шпильки из стали 45 или 50 с кольцевым
утолщением большого диаметра и малой высоты (большим отноше-
нием — ) производится путем нагрева центральной части заго-
н
товки до ковочной температуры на прессе для повторной высадки
или на кривошипном прессе.
На фиг. 78 дана холодная высадка колесной шпильки из стали
35 (шпильки ступицы заднего колеса) со ступенчатым стержнем без
наружной обточки из бунтового калиброванного материала диа-
метром 16,75—°’12 мм вместо пруткового материала диаметром
27 мм, применяемого при обточке на автомате. При обработке реза-
нием в стружку уходило 204 г на одну шпильку, черный вес был
равен 402 г. чистый вес 198 г. Время обработки на многошпин-
дельном автомате составляло 1,3 мин., а при холодной высадке —
0,156 мин. '
Таким образом, изготовление этого изделия методом холодной
высадки дало экономию металла 188 г на 1 шт. (т. е. 46% от чер-
ного веса) при одновременном повышении производительности
в 8 раз
82
Необходимо отметить, что представленная на фиг. 78 конструк-
дия колесной шпильки недостаточно технологична для обработки ее
методом холодной высадки. Недостаток этой конструкции заклю-
шется в том, что удлиненный стержень ее имеет ступенчатый диа-
«етр. Это приводит к тому, что при высадке в момент вталкивания
з матрицу заготовки она не имеет опоры до тех пор, пока не вой-
хет в малый диаметр отверстия матрицы (только в этот момент
зтрезной нож может отойти в исходное положение). Вследствие
гого, что малый диаметр стержня короток, на практике отрезной
Фиг. 79. Колесная шпилька после высадки.
юж (во избежание столкновения с пуансоном) отводят назад до
/казанного момента, оставляя заготовку зажатой между выталки-
зающим пальцем и пуансоном, что может привести к перекосу за-
'отовки и вызвать дополнительные боковые усилия при высадке,
этражающиеся на концентричности верхней цилиндрической части
ю отношению к нижней (повышенное биение).
окончательной
Фиг. 80. Колесная шпилька после
обработки.
Этот недостаток можно устранить изготовлением стержня глад-
сим, одного диаметра, часть же стержня под накатывание резьбы
зужать при обрезке лысок на обрезном автомате.
Высадку подобной шпильки можно производить за два или три
/дара в цельных или раздвижных матрицах.
На фиг. 79 дана заготовка колесной шпильки (автомашины
"АЗ-51) после высадки, со всеми размерами, а на фиг. 80 — ра-
бочий чертеж готового изделия с указанием размеров до и после
иеталлопокрытия (цинкования). Высадка этого изделия произ-
зодится за два удара в цельных матрицах на холодновысадочном
ipecce-автомате размером 20 мм. Получение лысок ведется на об-
i*
83
резном автомате (или на кривошипном прессе). После отжига
изделия подвергаются обкатке в барабане с последующим нака-
тыванием резьбы с двух сторон, промывке и металлопокрытию.
На фиг. 81 приведен пример холодной высадки за два удара
в цельных матрицах (на прессе-автомате 20 мм) фасонного болта
ступицы переднего колеса с двухсторонней резьбой 1М20Х1>5 а
а)
б)
Фиг. 81. Холодная высадка болта ступицы переднего
колеса после высадки (а) и после окончательной
обработки (б).
с высадкой подголовка длиной 16 мм и утолщением посредине
диаметром 28 мм и длиной 10,5 мм.
Применяемая сталь 30 круглая, размером 18,50—18,55 мм
с твердостью Н в— 228. После высадки заготовка подвергается
обрезке на обрезном автомате (по диаметру 28 мм) или калибро-
ванию на кривошипном прессе, отжигу до твердости Нв~ 155
207, обкатке в барабане и накатыванию резьбы с двух сторон.
Фиг. 82. Холодная высадка изделия
с шестигранным утолщением по-
середине.
На фиг. 82 представлено
высаженное изделие с цилин-
дрическим кольцевым утолще-
нием, расположенным посреди-
не, с последующей обрезкой
шестигранника. Необходимо
отметить, что трудности при
высадке специальных головок,
для образования которых тре-
буется большое количество ма-
териала и которые имеют низкую опору в матрице для материала
(например, изделия с длинной конической головкой), могут быть
преодолены прямым пуансоном с небольшим расширением в ниж-
ней части с целью прочного удержания материала. Только такой
конструкцией первого пуансона можно высаживать подобные из-
84
делия за два удара. В противном случае следует ввести 3-й удар.
Таким примером может служить изделие, изображенное на
фиг. 83. Большие трудности встречаются при высадке изделий,
у которых высаживаемая длина в матрице меньше, чем в пуансо-
не (фиг. 84). Регулирование материала в таких случаях затруд-
нительно: конический пуан-
:он захватывает с собой за-
готовки и при вторичном
тодходе забивается метал-
юм.
Высадка протекает нор-
мально для указанного при-
мера при наименьшем зазо-
)е между материалом и
матрицей и при наиболь-
шем в пуансоне. Необходи-
мо также при этом тшатель-
ю следить за размерами
Фиг. 83. Холодная высадка изделия
с конической головкой в матрице
h
за два удара (- — — 5,0).
dM
1 ер во го пуансона и не до-
искать их изменений.
Высадка головки за два
’дара подобного же изде-
[ия — штифта пружины ре-
улировочного винта тормоза, но с более длинным стержнем
^фиг. 85) с последующим накатыванием фасонной резьбы (6)
f-й удар
Фиг. 84. Холодная высадка
2-й удар
изделий с коротким стержнем.
роходит вполне нормально (сталь 20 диаметром 2,25—2,30 мм,
Примеры изделий с большим объемом металла в головках
85
цилиндрической и фасонной форм, высаженных за два удара, при
ведены на фиг. 86.
На фиг. 87 представлены для сравнения три варианта техноло
гического процесса обработки колпачковой гайки.
1 — обработка из прутка наис
путем (вес исходной заготовки 480
Фиг. 85. Высадка изделия с подго-
ловком большого диаметра (а) и
накатыванием мнргозаходной резь-
бы (б).
злыпего диаметра механическш
г, чистый вес 179 г, сталь А12)
2 — предварительная час
тичная обточка и сверление от
верстия из прутка меньшег
диаметра, равного диаметр
стержня под головкой, высаг
Фиг. 86. Фасонные нз-
делия е высокими го-
ловками и большим
диаметром высажен-
ные за два удара.
ка головки с последующим фрезерованием квадрата. Вес исходно
заготовки 352 г;
3 — холодная высадка заготовки с подсадкой из прутка наймет
шего диаметра, с последующим нагревом до ковочной температур:
2 з
Фиг. 87. Три варианта технологического процесса обработки
колпачковой гайки
и окончательная штамповка с квадратом и внутренней полости
прошивным пуансоном в горячем состоянии на кривошипном пре<
се (вес исходной заготовки 187 а).
По трудоемкости и экономии металла (293 г на 1 шт.) предпо'
86
тение следует отдать третьему варианту при соответствующем мас-
штабе производства.
Однако 2-й вариант изготовления колпачковой гайки с одно-
временным образованием квадрата из предварительно обработан-
ной на автомате заготовки из прутка диаметром 30 0,17 мм вме-
сто 36,0 ‘°’17 мм (фиг. 88) дает значительную экономию металла
(108 г на 1 шт.) при одновременном уменьшении требуемого уси-
лия высадки (80—100 т), что позволяет высаживать это изделие на
холодновысадочном прессе-автомате значительно меньшей мощно-
сти (типо-размер 12 мм вместо 25 мм).
На фиг. 88 представлены заготовки до и после обработки на
автомате и холодновысадочном прессе.
После обработки на автоматах заготовки 1 поступают через
питатель 2 и ложку 3, укрепленную в ножевом штоке 4 болтом 5,
вместо отрезного ножа холодно-
высадочного пресса-автомата к
линии высадки (фиг. 89).
Заготовка зажимается между
выталкивающим пальцем 6 и вво-
дится в матрицы 7 с фильером 8
сборным пуансоном 9 и 10.
Высадка болта тэту-*
на из стали 40Х с кони-.,
ческой головкой (фиг. 90)
вместо обработки на ав-
томате дает экономию ме-
талла 120 г на 1 шт. и
повышает производитель-
ность в 6 раз по сравне-
нению со старым спосо-
бом. Вес заготовки при
обработке на автомате
Фиг. 88. Холодная высадка буртика предва-
рительно обработанной заготовки колпачковой
гайки.
равняется 198 г, а при высадке 78 г; время обработки снижается
соответственно с 1,2 до 0,218 мин. Холодная высадка толкателя
клапана из стали 15Х (фиг. 91) дает экономию металла 400 г на
1 шт., черный вес его при обработке путем снятия стружки рав-
няется 545 г (фиг. 91,а), а вес заготовки при холодной высадке
составляет всего 145 г (рис. 91, б). Одновременно производитель-
ность увеличивается в 5 раз по сравнению с обработкой на четы-
рехшпиндельном автомате. На фиг. 91,в даны последовательные
стадии высадки головки толкателя за три удара и заготовка с об-
точкой головки на станке. Перемещение и сильное сжатие разд-
вижных матриц во многих случаях может быть использовано для
различных процессов пластической деформации, например, расплю-
щивания, выдавливания канавок и т. д.
На фиг. 92 представлен кронштейн кулисы ветрового окна,
правая часть стержня которого расплющена в раздвижных ма-
трицах, а диаметр левой подвергнут сужению пуансоном за 2-й
Удар.
87
Фиг. 89. Приспособление для автоматической загрузки и холодной высад-
ки буртика и квадрата колпачковой гайки на стандартном холодновысадоч-
ном прессе-автомате.
88
Технологический процесс изготовления этого изделия проходит
в следующей последовательности.
1. Высадка за два удара с расплющиванием стержня в разд
вижных матрицах и сужением диаметра при окончательном ударе
2. Накатывание резь-
бы и промывка.
3. Просечка отверстий.
4. Зачистка заусенцев
после просечки и про-
мывки. .Материал — сталь
10, диаметром 7,85—
7,80 мм, в бунтах. Твер-
дость На = 187.
£>
Фиг. 91. Холодная высадка толкателя клапана
Фиг. 90. Холодная высадка
болта шатуна из стали
40Х.
с головкой малой высоты и большого диаметра
(сталь 15Х).
а — заготовка при обработке резанием; б — заготовка
для высадки; в — заготовки при высадке за три удара
и после обточки головки.
Конструкция инструментов для данного изделия приведена
в главе «Инструменты».
Пример высадки головки тяги с одновременным сужением диа-
метра стержня под накатывание резьбы и с последующим нагре-
вом и штамповкой на кривошипном прессе в три перехода пред-
ставлен на фиг. 93. При горячей штамповке в разъемных штампах
образуются два отростка и пустотелая выемка с пробивкой отвгр
стия, которую в целях ускорения штамповки целесообразно про-
изводить на отдельном пробивном прессе. Небольшой заусенец,
образующийся в основании чашки (при пробивке отверстия), об-
резается во время отдельной операции.
Кроме изделий из круглого материала освоено изготовление
методом холодной высадки ряда изделий из профильного мате-
риала.
На фиг. 94 представлены изделия, высаженные из полосового
материала за два удара в цельной матрице.
Количество высаживаемого материала при изготовлении ука-
занных изделий весьма незначительно, поэтому трудно точно ре-
гулировать его так, чтобы не образовывался заусенец с одной или
89
Фиг. 92. Холодная высадка
кронштейна кулисы ветро-
вого стекла в раздвижных
матрицах.
Фиг. 93. Комбинированная холодная высадка головки
тяги и сужение стержня с последующей штамповкой.
г-«4-1
1-й удар
Фиг. 94. Холодная высадка изделий из поло-
сового материала за два удара.
с другой стороны. Так как форма головки в данном случае фасон-
ная, и выступы в матрице должны быть хорошо заполнены, вы-
садку производят за два удара, хотя.
1) вталкивание
Отрезка г)осадка Д удара
1-я операция 2-я операци я
Фиг. 95. Последовательные положения
инструментов при высадке колпачка.
учитывая небольшое отно-
Л ,
шение —, ее можно было
дм
высаживать за один удар.
При этом следует учиты-
вать также, что стойкость
высадочных штампов на
Фиг. 96. Холодная высадка
разностенного колпачка пу-
тем обратного выдавливания:
а — заготовка после 1-го удара;
б — заготовка после 2-го удара.
двухударном прессе выше, чем на одноударном. Пример высадки
колпачка из мягкого металла (латунь или сталь 10) методом вы-
Фиг. 97. Холодная высадка полу-
круглой головки одновременно
со шлицем.
давливания представлен на
фиг. 95 и 96. После 1-го удара
высота заготовки увеличилась
на 4 мм (с 18 до 22 мм), после
Фиг. 98. Холодная высадка за два удара
заготовки для шестерни с последующей
обрезкой зубьев.
2-го — до 30 мм. Холодную высадку колпачка производят в две
операции из-за большого диаметра и малой длины заготовки, кото-
рую трудно удержать в ноже. Как в первой, так и во второй опе-
рации конический пуансон используется как вталкиватель заготовки
в матрицу. Мягкие металлы относительно легко деформируются
в узкой зоне, например, в головках со шлицем (фиг. 97). Хотя вы-
91
ступающая часть пуансона
30 тыс. шт.), изготовление
представляет затруднений.
обладает невысокой стойкостью (25—
пуансонов подобной конструкции не
На фиг. 98 дан пример высадки заго-
Фиг. 99. Холодная высадка сегментов за два удара с последующей обрезкой.
товки для шестерни, высаженной за два удара, с последующей
обрезкой зубьев, обточкой и накатыванием резьбы. Зубчатый фла-
Фиг. 100. Холодная высадка изделия с овальной
головкой и одновременная обрезка овала за пер-
вый удар.
Фиг. 101. Инструмент для обрезки
овала одновременно с высадкой.
нец имеет диаметр, равный 28,6 мм
при толщине 4 мм. Диаметр про-
волоки равен 12,7 мм (сталь
марки 35). Диаметр подвергает-
ся уменьшению до требуемого
размера под накатывание резь-
бы. Стоимость изготовления по-
добного изделия снизилась на
75% по сравнению с обработкой
ее механическим путем (обточ-
ки и фрезерования зубьев) при
экономии металла около 50%.
Фасонная отрезка отрезными
ножами сегментов коллектора из
полосовой меди, высадка их за
два удара и последующая обрезка
представлены на фиг. 99: а —
отрезка заготовки, б—заготовка после 1-го удара, в — заготовка
после 2-го удара иг — разрезка на две части на обрезном ав-
томате.
«е
Оригинальная высадка изделия с овальной головкой и одно-
временная обрезка овала за 1-й удар представлены на фиг. 100.
Для такой высадки необходимо иметь две матрицы — высадочную
и обрезную (фиг. 101). Высадка производится следующим обра-
зом: 1-й пуансон производит предварительную осадку, 2-й пуан-
сон, имеющий овальную форму, окончательно высаживает голов-
ку с заусенцами, захватывает с собой изделие и при втором ходе
ползуна входит в обрезную матрицу, отделяя заусенец от изде-
лия. Все готовые изделия проталкиваются через обрезную матри-
цу, а заусенец удаляется специальным съемником. Во время про-
талкивания изделия 2-м пуансоном через обрезную матрицу 1-й
пуансон производит предварительную осадку.
е) Высадка за три удара
Высадка изделий с головками, для образования которых тре-
буется 6—8 диаметров (— = 6-н8) высаживаемого материала,
dM
производится за три удара.
Первый (конический) пуансон при трехударной высадке имеет
почти прямую, с небольшим углом и радиусом у нижней части,
i-й удар 2-й удар 3-й удар
Фиг. 102. Холодная высадка
изделий за три удара
коническую полость с таким расчетом, чтобы материал имел
устойчивую опору. Эта осадка по высоте равна приблизительно
0,20—0,25 h, 2-й пуансон осаживает еще на 0,30—0,40 h и 3-й
удар придает головке окончательную форму.
Таким образом, высота заготовки после 2-го удара равна 0,5—
0,6 h (фиг. 102). При высадке шарообразной головки (фиг. 103)
как 1-й, так и 2-й пуансоны имеют небольшой конус в нижней ча-
сти (6°), заставляя металл течь в осевом направлении и в сто-
роны к боковым поверхностям пуансона и матрицы. Для высадки
заготовки с высокой цилиндрической головкой, как видно из
фиг. 103, конус 2-го пуансона имеет значительно больший угол,
чем у 1-го пуансона, для того чтобы уменьшить объем деформи-
руемого металла при окончательной высадке и равномернее рас-
пределить усилия. Эти усилия при 3-м ударе относительно больше
вследствие упрочнения, вызванного первыми двумя ударами. При-
мер фасонного изделия, высаженного в холодном виде из заго-
товки диаметром 17,8 мм за три удара с уменьшением диаметра
S3
стержня пуансоном и обрезкой в горячем состоянии, представлен
на фиг. 104.
Применение для данного изделия метода холодной высадки
позволило снизить вес первоначальной заготовки с 0,89 до
0,25 кг.
В последнее время получили большое распространение винты
с крестообразным шлицем (фиг. 105).
Фиг. 103. Холодная высадка шарообразной головки за три удара
Конструкция таких шлицев имеет ряд преимуществ по срав-
нению с прямыми шлицами:
1) при выдавливании шлица металл уплотняется и прочность
головки повышается;
2) форма шлица точно центрирует
отвертку; это облегчает самый процесс
завертывания, позволяя производить его
Фиг. 104. Комбинированная холодная высадка
фасонного изделия за три удара
Фиг. 105. Отвертка и винт
с крестообразным шлицем.
одной рукой в глухих и глубоких местах, так как винт с таким
шлицем заклинивается на отвертке;
3) благодаря своей форме крестообразный шлиц увеличивает
срок службы винтов, сохраняя качество гнезда без повреждений
при длительной эксплоатации и позволяет ввертывать винты
с большими крутящими моментами для обеспечения более проч-
ного соединения.
94
В массовом производстве технологический процесс высадки
винтов с крестообразным шлицем можно вести в двух вариантах:
1) в одну операцию за три удара на трехударном холодновыса-
дочном автомате с последующим образованием острия (в случае
необходимости), галтовкой в
термообработкой (фиг. 106);
2) в две операции: а) хо-
лодная высадка за два удара
на двухударном холодновыса
дочном прессе-автомате с по-
следующим отжигом; б) вы-
садка крестообразного шлица
на прессе-автомате для повтор-
ной высадки или обрезном ав-
томате.
Образование острия (фиг.
107) производится на специ-
альном автомате (производи-
тельностью 40 000—50 000 шт.
в смену) подвижным пуансо-
ном и неподвижной матрицей
(см. главу «Инструменты»),
Для винтов с крестообраз-
барабане, накатыванием резьбы и
Фиг. 106. Винт с кресто-
образным шлицем, вы-
саженный за три удара
с последующим образо-
ванием острия и накаты-
ванием резьбы.
Фиг. 107.
Образование
острия
стержня
ным шлицем применяют углеродистую сталь 10 или 20 (бескрем-
нистую). На фиг. 108 приведена заготовка после высадки (вверху)
Фиг. 108. Винт с крестообразным шлицем:
а — заготовка после высадки за три удара; б — готовое
изделие после образования острия накатывания резьбы.
и после образования острия, галтовки и накатывания резьбы (вни-
зу) со всеми требуемыми для высадки и накатывания резьбы раз-
мерами (диаметр проволоки 3,50—3,55 мм, твердость //в=207).
95
При высадке крестообразного шлица диаметр головки увели-
чивается, а высота уменьшается, поэтому у заготовки до шлица
высоту головки следует изготавливать по наибольшему предель-
ному отклонению, а диаметр по наименьшему; при высадке по-
тайных головок необходимо, кроме этого, предусмотреть на первой
операции сферу высотой от 0,3 до 0,8 мм в зависимости от диа-
метра высаживаемого материала, так как при образовании кресто-
образного шлица без сферы плоскость головки получает вогнутую
форму.
Ниже приведены форма и размеры крестообразных шлицев, вин-
тов и шурупов для наиболее распространенных головок (табл. 20,
21, 22, 23 и 24).
Как видно из приведенных таблиц размеров шлицев, все кре-
стообразные канавки можно разделить на четыре типа в зависимо-
сти от размера ребра п, величина которого опре-
Фиг. 109. Винт с
тгрямоушльным
шляцем кресто-
образной формы
□осле высадки
деляется диаметром винта или шурупа.
Так, при диаметре до 3 мм размер ребра п
равен 0,46, от 3,5 до 5 мм — 0,70 мм, от 6 до
8 мм для винтов и шурупов с полукруглыми и
цилиндрическими головками размер п равен
0,84 мм.
В соответствии с размерами ребер применя-
ются четыре номера отверток, размеры которых
приводятся в табл. 25.
Винты с фасонными шлицами, как было ука-
зано, при эксплоатации требуют применения
специальной отвертки. В последнее время неко-
торые заводы («Красный Октябрь») успешно ос-
воили холодную высадку крестообразных шлицев
прямоугольного сечения (фиг. 109), которые не
требуют применения крестобразной отвертки. Наличие двух шли-
цев в этом случае представляет преимущество, так как повышает
износоустойчивость и улучшает попадание отвертки при вверты-
вании.
ж) Высадка за четыре удара
Основным недостатком холодной высадки металлов является
быстрый рост требуемых для высадки усилий (при увеличении
средней степени деформации q), которые вызывают необходимость
применения оборудования большой мощности. Этот рост усилий
связан с появлением упрочения (при соответствующем росте выса-
живаемой площади) и зависит от механических свойств высажи-
ваемого, металла.
Уменьшение усилия достигается распределением смещенного
объема при высадке на несколько переходов.
Успешная высадка ряда изделий за несколько переходов
(четыре удара) уже освоена в настоящее время. К этим изделиям
в первую очередь следует отнести гайки, болты, тарелки кла-
панов и др.
96
“° Таблица 20
•® Размеры крестообразных шлицев для винтов с полупотай-
£ ной головкой в мм
Таблица 21
Размеры крестообразных шлицев для винтов с цилиндрической
головкой и сферой в мм
Мнсожннков н М. Я. Гринберг
ю
d
3
С
7 8
4,5 I 5
3,5 I 4
п t М N Р С 0,46 2,13 3,1 0,88 1,44 0,51 130° 15° 0,70 1,48 3,8 1,48 2,92 1,1 130 ’ 15° 0,70 0,70 1,78 2,08 4,1 14,4 1,48 1,48 2,92 | 2,92 1,1 I 1,1 130° 130= ,5> № 0,70 2,48 4,7 1,48 2,92 1,1 130= 15° 0,84 3,21 6,3 2,39 4,00 2,1 140= 15= 0,84 3,86 6,9 2,39 4,00 2,1 140° 15= 0,84 4,51 7,5 2,39 4,00 2,1 140= 15 =
№ отверток 1 2 3
1,26
5,74
9,8 ।
3,37
5,27
2,74
140°
15 =
4
d 3 3,5 4 4,5 ! 5 6 i 1 ! I 7 1 8 1 '°
0,70 0,70 2,12 2,46 4,5 4,9 1,48 1,48 2,92 2,92 1,1 1,1 130° j 130= 15= 1 15= I 1 1,26 7,37 11, i; 3,37 5,27 2,74 140= 15°
0,46 I 0,70 ।1,92 1,58 3,1 4,0 0,88 । 1,48 1,4412,92 0,51 il,l 130° 130° 15=| 15° 1 0,70|0,84 3,08| 4,0 5,3 [7,1 1,48 2,39 2,92 4,0 1,1 12,1 130= । 140= 15=1 15= 0,84 5,01 7,9 2,39 4,0 2,1 140= 15= 0,84 5,84 8,8 2,39 4,0 2,1 140= 15=
№ отверток 1 2 I i 3 4 !
<е
Таблица 22
Размеры крестообразных шлицев для винтов с плоской
головкой в мм
Таблица 23
Размеры крестообразных шлииев для винтов с полупотайной
головкой в мм
d 3 3,5 4 4,5 5 6 7 8 10
п 0,46 0,70 0,70 0,70 0,70 0,84 0,84 1,26 1,26
t 1,48 0,98 1,28 1,58 1,89 2,61 3,31 з,з 4,64
м 2,9 3,9 4,2 4,5 4,8 6,6 7,3 8,6 9,9
N 0,88 1,48 1,48 1,48 1,48 2,39 2,39 3,37 3,37
Р 1,44 2,92 2,92 2,92 2,92 4,0 4,0 5,27 5,27
С 0,51 1,1 1,1 1,1 1,1 2,1 2,1 2,74 2,74
а° 130° 130° 130э 130° 130° 140° 140° 140° 140°
15° 15° is3 15° 15° 15° 15° 15° 15°
№ отверток 1 2 3 4
d 3 3,5 4 4,5 5 6 7 8 10
п 0,46 0,70 0,70 0,70 0,70 0,84 0,84 1,26 1,26
t 2,12 1,69 1,99 2,42 2,73 3,87 4,48 5,19 6,65
м 3,2 4,1 4,4 4,8 5,1 6,9 7,6 9,3 10,7
N 0,88 1,48 1,48 1,48 1,48 2,39 2,39 3,37 3,37
Р 1,44 2,92 2,92 2,92 2,92 4,0 4,0 5,27 5,27
С 0,51 1,1 1,1 1,1 1,1 2,1 2,1 2,74 2,74
а° 130° 130° 130° 130° 130° 140° 140° 140° 140°
15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15J
№ отверток 1 2 3 4
Таблица 24
Размеры крестообразных шлицев для винтов с потайной
головкой в мм
3 3,5 4 4,5 5
10
П
I
м
N
Р
С
«°
0,46
1,56
3,0
0,88
1,44
0,51
130°
15°
0,70
1,08
4,0
1,48
2,92
1,1
130°
15°
0,70
1,38
4,3
1,48
2,92
1,1
130°
15°
0,70
1,58
4,5
1,48
2,92
1,1
130°
15°
0,70
1,89
4,8
1,48
2,92
1,1
130°
15°
0,84
2,71
6,7
2,39
4,0
2,1
140°
15°
0,84
3,21
7,2
2,39
4,0
2,1
140°
15°
1,26
3,44
8,7
3,37
5,27
2,74
140°
15°
1,26
4,54
9,8
3,37
5,27
2,74
140э
15°
8
№
отверток
Таблица 25
Размеры рабочей части крестообразной отвертки в мм
№ отверток 1 i г 3 1 4 i
d Номинал Отклонение 6.5 1 6,5 | -0,1 8 1 10
п | Номинал Отклонение 0,46 1 0,70 | ±0,3 0,84 1,26
а Номинал Отклонение 1,3 2,77 ) -0,05 3,84 5,11
ь Номинал | Отклонение 1,0 1,65 I —0,05 2,57 3,63
с Номинал | 0,51 1,1 1 2,1 2,74
Номинал I 130° 130э 140° 140°
Номинал | Отклонение 7°30' 7°30' | 7°30' | ±30' 7°30'
Изготовление гайки методом холодной высадки по переходам
представлено на фиг. ПО. После отрезки заготовки (/) и образо-
вания технологической фаски за 1-й удар (2) производится вы-
Фиг. 110. Холодная
высадка шестигранных гаек за
6
четыре удара.
садка бочкообразной формы за 2-й удар (5) и полного шести-
гранника с образованием наружных и внутренних фасок за 3-й
удар (4). Просечка отверстия
производится за 4-й удар (5).
Нарезка резьбы (6) выделена
в отдельную операцию. После
высадки, как видно из фиг.
111,6, зерна вытянуты, и твер-
дость поверхности повышена
(на фиг. 111, а дана микро-
структура до высадки).
Метод высадки гаек, кро-
ме повышения производитель-
ности, дает большую экономию
металла. Например, при изго-
товлении гаек размером Ml2
на специальных металлоре-
жущих автоматах производи-
тельность равна 500—800 шт.
в час, на гайкопросечных прес-
сах-автоматах — 2700 — 3000
шт. в час., а на гайковысадоч-
ных — 3300—3500 шт. в час
при отходах соответственно
50 -70, 50—60 и 10—20%. Ка
Фиг. 111. Структура металла (вверху) честв0 изготовления гаек пу-
и твердость после холодной высадки тем высадки по внешнему ви-
гаек. ду и точности выше всех дру-
гих способов обработки, на-
пример, точность отверстия по отклонению от оси находится в пре-
делах 0,02—0,05 мм против 0,06—0,12 мм при обработке на авто-
матах и 0,2—0,3 мм на гайкопросечных прессах-автоматах. Одна-
ко давления, необходимые для холодной высадки гаек, сравни-
тельно высоки и равны (для гайки М12):
1) При отрезке................................ 10 т
2) » образовании фаски........................ 5 »
3) » осадке бочкообразной формы.............. 75 »
4) » высадке шестигранника.................... 90 »
5) » просечке отверстия ...................... 10 »
100
Высадка шестигранника гайки размером М10 требует значи-
тельно меньших усилий (50 т). Вследствие резкого роста усилий
и появления трещин высадка гаек практически ограничивается
сталями с содержанием углерода не выше 0,25% (сталь 20).
Ограничивающим фактором является также прочность шестигран-
ных пуансонов, несущих наибольшую нагрузку. Достаточно сбли-
зить эти пуансоны на небольшую величину для более полного за-
полнения граней и острых углов шестигранника, как давления
повышаются с 90 до 130—140 m, что, с одной стороны, быстро сни-
жает их стойкость, а с другой — вызывает опасность поломки.
В настоящее время освоено производство гаек методом холодной
высадки размером до М27 мм (различные способы изготовления
гаек даны в табл. 26).
Конструкция и расчет инструментов для высадки гаек приве-
дены в главе «Инструменты».
Фиг. 112. Холодная просечка гаек из полосового материала.
Изготовление шестигранных и квадратных гаек из полосового
материала методом просечки (фиг. 112) производится путем пода-
ти материала роликами с насечкой до упора, пробивки отверстия
туансоном, отсечки двух уголков с двух сторон (для шестигран-
юй гайки) и отрезки заготовки гайки от полосы. После отрезки
'айка фиксируется ловителем в фасочной матрице, где образуется
щружная фаска, и с помощью пальца передается к калибровоч-
юй матрице, где фиксатор центрирует гайку и проталкивает ее
квозь калибровочную матрицу в ящик. Отходы удаляются специ-
1льным очистным пальцем. Недостатками процесса изготовления
аек методом просечки являются:
1) значительные отходы и
2) более низкое качество гаек (по сравнению с холодной вы-
:адкой) вследствие наличия заусенцев и отсутствия внутренних
эасок в отверстии и большого перекоса отверстия.
Этот метод нашел широкое применение при изготовлении ше-
лигранных гаек пониженной высоты и квадратных гаек, т. е.
аких, которые невозможно или очень затруднительно изготовлять
1етодом холодной высадки.
На этих же гайковысадочных прессах-автоматах с незначитель-
ыми изменениями технологического процесса производится изго-
овление шестигранных головок. На фиг. 113 представлены для
равнения три технологических процесса изготовления болтов:
— обработка на четырехшпиндельном автомате; б — высадка на
рессе-автомате стандартной конструкции, обрезка граней на об-
езном автомате, подрезка на подрезном автомате и накатывание
101‘
Таблица 26
Производство гаек
Способы изготовления гаек Технология 1 1 Размеры ! гаек । В Л4ЛГ Характеристика высажен- ной гайки Оборудование Произво- дитель- ность (тео- ретиче- ская) в шт/мин
1 2 ; з 4 5 6
Холодная высадка из круглого калиб- рованного материала 1. Отрезка заготовки 2 Образование технологиче- ской фаски 3. Образование заготовки бочкообразной (|ормы с кони- ческими углублениями 4. Высадка заготовки шести- гранной формы 5. Просечка отверстия От М 5 1 до М27 Наружные и внутрен- ние фаски Гладкая и блестящая поверхность граней и торца Гайковысадочные прессы-автолиты че- тырехударные (од- ноходовые) От 100 до 59
2 Холодная просеч- ка из полосы пря- моугольного сечения 1 Просечка отверстия 2. Вырубка двух углов (пред- варительное образование четы- рех граней на двух заготовках) 3. Отделение гайки от по- лосы 4. Окончательная калибров- ка 6 или 4 граней и получе- ние наружной фаски От М5 до М16 Получистые гайки с наружной фаской с од- ной или двух сторон Вертикальные или горизонтальные прес- сы-автоматы От 100 до 35 i
3 Горячая вырубка или штамповка гаек из полосы прямо- угольного сечения 1. Образование двух граней путем предварительного обжа- тия углов полосы штампами 2. Вырубка гайки 3. Просечка отверстия и окончательная калибровка граней путем проталкивания гайки через глубокую матрицу От М12 до М50 Черные гайки Корончатые гайки Горизонтальные прессы-полуавтоматы и автоматы От 85 ' до 40 ' ! !
на накатном автомате; в — холодная высадка за одну операцию
и накатывание резьбы за вторую.
Размеры высаженных головок болтов без отходов в последова-
тельном порядке приведены на фиг. 114.
Фиг. 113. Три варианта технологического процесса изготовления болта
с шестигранной головкой;
а — методом обработки резанием; б — методом холодной высадки и обрезки;
в — методом холодной высадки
Производительность этих процессов
при отходах металла соответственно 60,
относится как 1 : 10 : 20
20 и 0,1—0,2%. Фиг. 23
Фиг. 114. Промежуточные размеры шестигранных головок болтов,
высаженных методом холодной высадки без обрезки граней.
дает ясное представление о внутренних напряжениях и образова-
нии конусов скольжения (макроструктура после 3- и 4-го ударов)
указанных болтов.
103
Последовательные переходы при обработке на гайковысадоч-
ном прессе-автомате тарелки клапана за четыре удара из круглого
материала представлены на фиг. 115. Обрезка контура производится
на универсальном прессе.
Холодная высадка фасонного изделия из стали 15 или 20 за
три удара с двойным сужением диаметра стержня под накатывание
резьбы на холодновысадочном прессе-автомате (гайковысадочном)
дана на фиг. 116.
В первой позиции калиброванный материал круглого сечения
диаметром 9,3—9,4 мм для высадки изделия 1 подается до упо-
ра 2 (фиг. 117) и отрезается ножом 3 на требуемую длину. Во
второй позиции заготовка вталкивается пуансоном 4 в матрицу 5,
где высаживается предварительный конус 14°, шейка диаметром
7+°»05л«л« и производится сужение стержня до диаметра 9,б+0>07льи.
Заготобка Иудар
2-й удар Зйудар 4-й удар
Фиг. 115. Холодная высадка тарелки клапана за четыре удара
на гайковысадочном прессе-автомате.
В третьей позиции производится вталкивание заготовки пуансо-
ном 6 в матрицу 7, сужение на диаметр 6,28+°’07лгл« и увеличе-
ние диаметра стержня до 9,7+°>1 мм. В четвертой позиции идет
образование фаски в матрице 8, высадка буртика и сужение вто-
рого конца в пуансоне 9 на диаметр 9,15 мм и утолщение стерж-
ня до диаметра 9,82+0’08 мм. Удаление заготовок из матриц про-
изводится выталкивающими, пальцами 10, а из пуансона 9 —
пальцем 11. Перенос заготовок из позиций 2 и 3 в позиции 3 и 4
ведется специальным транспортирующим механизмом с двумя пру-
жинными пальцами 12. Для повышения стойкости матриц при су-
жении диаметра стержня они снабжены вставками из твердого
сплава.
При изготовлении подобного изделия на металлорежущих ав-
томатах затрачивалось 4,2 часа на 1000 шт. При изготовлении же
их методом холодной высадки трудоемкость была доведена до
0,2 часа, т. е. снизилась в 21 раз.
Основная трудность проектирования технологического процесса
за четыре удара в одну операцию заключается в:
1) правильном распределении высаживаемых объемов за каж-
дый переход;
2) последовательном образовании отверстий;
3) выборе соответствующей конфигурации инструмента с ко-
нусами для уменьшения трения.
При изготовлении корпуса свечи размером 18 мм методом хо-
лодной высадки за четыре удара (фиг. 118) экономия металла, со-
104
Конструкция инструментов
Фиг. 116. Холодная высадка изделия
за три удара с двойным сужением диаметра
стержня па гайковысадочном автомате.
Фиг. 117. Расположение инструментов при холодной высадке изделия
за три удара с двойным сужением диаметра стержня
ставляет 112 г на 1 шт. по сравнению с обработкой того же кор-
пуса резанием при производительности в 7 раз большей (время об-
работки равно 0,7 и 0,1 мин.). Холодная высадка корпуса тавот-
Фиг. 118. Последовательные стадии технологического процесса
холодной высадки корпуса свечи:
а — заготовка: б — высадка за два удара: в — высадка за четыре удара
&
ницы (фиг. 119) за четыре удара также дает большой экономиче-
ский эффект по сравнению с обработкой на автоматах благодаря
массовому выпуску подобного рода изделий (малое отверстие
должно быть просверлено
Фиг. 119. Корпус тавотницы, изготовленный
методом холодной высадки.
двумя или тремя сверла-
ми разных диаметров).
з) Повторная комбиниро-
ванная высадка
Повторная высадка
является одной из важ-
нейших операций холод-
ной высадки и вызвана
необходимостью осадить
большое количество ме-
талла для образования
головки и уничтожить
упрочнение и внутренние
напряжения, вызванные
предыдущей операцией с
помощью промежуточной термообработки.
Повторная высадка применяется также в тех случаях, когда
высаживаемая часть изделия имеет меньший диаметр между дву-
мя большими. На фиг. 120 изображено изделие, высаженное за
два удара в раздвижных матрицах, а затем после отжига за два
удара путем повторной высадки.
На фиг. 121 представлено высаженное изделие из отожжен-
ной стали 10, для образования головки которого требуется 9,1 dM.
Высадить подобное изделие за три удара не представлялось воз-
можным из-за продольного изгиба заготовки, поэтому его высажи-
вали за четыре удара (на двух прессах-автоматах), из них три уда-
106
ра производились коническими пуансонами. Первый конический
пуансон почти прямой, несколько ниже заготовки и имел расширен-
ное основание конуса у нижней части. Этот пуансон заставлял ма-
териал заполнить высадочную матрицу и частично осадить его в осе-
вом направлении, вследствие чего второму коническому пуансону
Фиг. 120. Изделие с шаро-
вой головкой, высаженное
повторной высадкой.
Фиг. 121. Изделие со сферической го-
ловкой, высаженное за четыре удара
и
повторной высадкой (. - =9,1).
«м
Фиг. 122. Шаровой шарнирный
палец, высаженный за 4 удара
в раздвижных матрицах
/1
-8.3>.
было значительно легче дать большую осадку. Третий конический
пуансон значительно шире второго и придавал головке почти окон-
чательную форму.
Шаровой шарнирный палец (фиг. 122), для образования голов-
ки которого требовалось 8,3 d.v, высаживался сначала на двух-
ударном прессе-автомате и за-
канчивался на прессе для по-
вторной высадки (за два удара)
с раздвижными матрицами. За-
плечик и нижняя часть шаровой
головки высаживались в матрице.
Окончательный (чистовой) пуан-
сон имел в верхней части шара
выемку.
После 4-го удара между пу-
ансоном и матрицей образовался
заусенец, который после высадки
необходимо было обсечь, а затем
сбить в барабане с опилками.
Высадка головки изделия с шипами (фиг. 123) также произво-
дилась за четыре удара в две операции. Вторую операцию произво-
дили на двухударном прессе для повторной высадки с цельной ма-
трицей, несмотря на то, что для образования головки требуется
высадить часть стержня длиной всего 4,1 dM. Это изделие можно
было бы высаживать за два удара, но без шипов.
Трудность высадки заключалась именно в образовании шипов,
в течении металла в остроконечные отверстия высадочной матрицы.
107
Для высадки этого изделия применялась сталь 10 с твердо-
стью Hrb =55 <65. Разница в твердости между головкой и
стержнем составляла 10 единиц. На фиг. 124 представлена высад-
ка тарелки клапана за четыре удара с двумя ударами на отдельном
i-я операция
Фиг. 123. Холодная высадка головки с шипами за четыре
/11 \
удара в две операции — 4.11 .
\ <1 и 1
2- я операция
(подпорная Высадка)
2-HytUp i-йудар d-й удар
прессе для повторной высадки. Течение металла распределено не-
сколько иначе по сравнению с высадкой за четыре удара в одну
операцию. Наиболее трудной частью осадки при указанном на
Фиг. 124. Холодная высадка
тарелки клапана за четыре
удара в две операции.
фиг. 124 смещении объемов являются первые удары, так как при
первом ударе (1-я операция) желательно получение наибольше-
го конуса (в центре заготовки), который препятствует точному
течению металла в осевом направлении.
108
Во 2-й операции (при первом ударе) трудность заключается
в большой площади соприкосновения пуансона с металлом и в
большом пути сдвига металла от центра к периферии в верхней
части тарелки клапана. Трудности эти преодолеваются правиль-
ным выбором перепада диаметров и высоты верхней части.
Высадка головки, имеющей форму прямоугольника, за четыре
удара в две операции с последующей обрезкой и накатыванием
резьбы, изображена на фиг. 125. Конический пуансон при повтор-
ной высадке имеет широкое основание конуса с малым диаметром
верхнего конуса. Окончательный пуансон образует головку с за-
Фиг. 125. Холодная высадка изделия с прямоугольной
головкой за четыре удара в две операции с после-
дующей обрезкой.
усенцем, который необходимо удалить на отдельном прессе. Техно
догия изготовления этого изделия проходит в следующей последо-
вательности.
1-я операция. Отрезка заготовки на необходимую длину и пред-
варительная высадка головки за два удара.
2-я операция. Повторная высадка прямоугольной головки за
два удара.
3-я операция. Обрезка контура головки на кривошипном
прессе.
4-я операция. Накатывание резьбы.
Для стали с содержанием углерода выше 0,20% между 1-й и
2-й операциями должна быть введена термообработка.
Пример оригинальной высадки изделия за четыре удара путем
повторной высадки представлен на фиг. 126, а и б. Первые два
удара образуют эксцентричную головку в цельной матрице на двух-
ударном холодновысадочном прессе-автомате. Последние два удара
образуют расположенные на противоположных сторонах отростки
с обратного конца стержня. Эти отростки высаживаются в раз-
движных матрицах (фиг. 127) в холодном виде методом выдавли-
вания на прессах для повторной высадки.
109
Эксцентричный сдвиг головки создается уже при первом ударе
« целью уменьшения пути перемещения металла и величины внеш-
него трения.
Во многих случаях стержень высаживаемого изделия имеет
большой перепад диаметров, что вынуждает технологов произво-
дить обработку их на металлорежу-
щих станках.
Остроумное разрешение задачи
изготовления подобного изделия
Фиг. 127. Инструмент для хо-
лодной высадки эксцентричной,
головки.
- a) S)
Фиг. 126. Холодная высадка эксцентричной
головки и двух отростков eai четыре удара:
л—два удара в цельных матрицах, б —
два удара в раздвижных матрицах мето-
ДО|М выдавливания.
методом холодной высадки, резко снизившим трудоемкость его
производства, дано на фиг. 128.
Заготовка а после отрезки, прочно зажатая в раздвижных ма-
трицах, подвергается двойному
Фиг. 128. Холодная высадка изделия
со ступенчатым стержнем за четыре
удара в две операции с двойным су-
жением диаметра стержня за первые
два удара.
сужению диаметра стержня
первым и вторым пуансонами
б. Затем она поступает на
пресс для повторной высадки,
где за два удара образуется
цилиндрическая головка и су-
жается в матрице стержень на
один диаметр в. После обрез-
ки граней шестигранника (на
обрезном автомате) с одновре-
менным сужением диаметра
стержня г заготовка поступа-
ет на подрезной автомат для
подрезки под головкой и уда-
ления конуса, образовавшегося
после сужения стержня (фиг. 129).
Во многих случаях для облегчения работы при повторной вы-
еадке производят предварительный нагрев изделий, например, при
высадке конца стержня клапана или высадке серьги рессоры
автомобиля.
110
Обработка серьги рессоры производится следующим образом
(фиг. 130):
1. Обточка и отрезка заготовок на автомате.
2. Накатывание резьбы с двух сторон.
3. Загибка иа кривошипном прессе.
4. Предварительная высадка за два удара на прессе для пов-
торной высадки.
5. Нагрев до 700° (в свинцовой ванне) и высадка в горячем
•остоянии за два удара в раздвижных матрицах с образованием
Фиг. 129. Последова-
тельные переходы хо-
лодной высадки с
двойным сужением
диаметра.
1яи2я операции 3-я операция 4-я операция S-я операция
Фиг. 130. Комбинированная высадка серьги рессоры
(повторная холодная высадка за два удара и за два
удара с подогревом).
1-й удар
2-я операция
Фиг. 131. Последовательные переходы комбинированной высадки шарового
пальца.
(вух масляных канавок (а) и центров (б) для дальнейшего глубо-
сого сверления.
Изготовление шарового пальца рулевого управления (сталь
2ХНЗ) должно также производиться (по экспериментальным дан-
1ым) путем повторной высадки (фиг. 131).
Ш
Примерная технология изготовления этого изделия состоит из
следующих операций.
1. Холодная высадка заготовки за два удара в раздвижных
или цельных матрицах на прессе-автомате, типо-размер 20 мм.
Производительность 1800 шт. в час.
2. Термообработка.
3. Обрезка кольцевого заусенца (производительность 1500 шт.
в час).
4. Холодная высадка шаровой головки за два или три удара
на высадочном прессе-автомате для повторной высадки в раздвиж-
ных матрицах (производительность 1200 шт. в час). Разъем матриц
при этом должен быть не менее 9 мм.
5. Обрезка кольцевого заусенца на обрезном автомате (произ-
водительность 1200 шт. в час).
6. Калибровка шаровой поверхности методом холодного нака-
тывания между двумя плоскими или кольцевыми плашками (про-
изводительность 1200 шт. в час).
Заготовка
Обрезка
граней
фаски резьбы
Фиг. 132. Комбинированная высадка, обрезка граней, снятие
фаски и накатывание резьбы на одном агрегате
Все пуансоны должны быть снабжены сильными пружинными
выталкивателями.
Высадка шаровой головки может быть произведена при отсут-
ствии холодновысадочного пресса-автомата для повторной высад-
ки достаточной мощности на кривошипном прессе путем нагрева
части заготовки, идущей на образование шара в высокочастотном
индукторе или в свинцовой ванне с последующей штамповкой за
два удара (или за три удара в зависимости от длины высаживае-
мой части). Экономия металла при изготовлении этого изделия
методом холодной высадки составляет до 60% (562 г) от веса заго-
товки по сравнению с обработкой на металлорежущих станках.
Производительность изготовления шарового пальца методом хо-
лодной высадки превосходит в 6 раз (принимая во внимание
суммарное время по всем операциям, равное 0,14 мин.) произ-
водительности на четырехшпиндельном автомате, время обработ-
ки на котором равно 0,8 мин. При холодной высадке необходимо
стремиться к тому, чтобы количество высаживаемого объема ме-
талла было возможно меньшим, т. е. чтобы диаметр заготовки
был бы возможно более близким к диаметру высаживаемой голов-
11Э
ки. При выборе диаметра исходного металла под нарезку резьбы
с последующим сужением диаметра стержня под накатывание
резьбы отношение — уменьшается. Этим способом пользуются
для высадки головки за один удар, для чего применяют двойное
сужение диаметра стержня.
На фиг. 132 представлена комбинированная высадка иа спе-
циальном прессе-автомате, в котором совмещены все операции.
Такая высадка включает в себя следующие переходы.
1. Автоматическая подача материала от бунта до упора и от-
резка мерной заготовки отрезным ножом.
2. Первое сужение диаметра стержня с перепадом диаметров
до 1,5 мм (1-й удар).
3. Второе сужение диаметра стержня и высадка цилиндриче-
ской головки (2-й удар).
4. Обрезка граней (за один удар).
Все необходимые для этих переходов пуансоны (фиг. 133)
установлены в ползуне I, который производит всю работу дефор-
мации за один ход. Передачу заготовок из 2 и 3 позиции в 3 и 4
производит специальный транспортирующий механизм двумя па-
рами схватывающих пальцев.
В момент обрезки граней заготовки выталкиваются через пол-
зун в особый желоб II. Спускаясь по желобу, изделия поступают
к механизму для подрезки под головкой и снятию фаски. Послед-
ней операцией на прессе-автомате являются накатывание резьбы
и мойка готовых изделий. Этот комбинированный пресс-автомат
снабжен во всех ответственных узлах электровыключателями
(с сигнализацией), останавливающими автомат в случае непола-
док. Эксплоатация этого комбинированного автомата и стабиль-
ность технологического процесса требуют особенно высокого каче-
ства инструментов с синхронной стойкостью.
При этом процессе отходы те же, что и -при стандартном тех-
нологическом процессе, и отличается он от последнего лишь объ-
единением операций и высадкой головки за один удар путем при-
менения двойного сужения диаметра стержня.
Каждый из этих способов изготовления болтов (без отходоз
и с отходами) имеет свои достоинства и недостатки.
Основным недостатком описанного нами ранее способа изго-
товления болтов без отходов является наличие отдельной спе-
циальной матрицы с внутренней фаской для каждой длины
стержня.
При отсутствии фаски (и, следовательно, при наличии стан-
дартной матрицы) возникает необходимость в отдельной операции
снятия фаски на конце стержня. Преимуществом этого способа
следует считать отсутствие отходов и высокое качество граней и
всего болта в целом.
К недостаткам последнего способа (фиг. 132 и 133) следует
отнести самый процесс двойного сужения стержня, предполагаю-
щий наличие весьма высокого качества матриц (со вставными втул-
8 В. М. Мисожников и М. Я. Гринберг 113
ками или без них), и образование граней путем обрезки, при кото-
ром качество поверхностей граней невысокое.
Достоинством этого способа является объединение операций,
что значительно сокращает производственную площадь, занимае-
мую оборудованием. Однако и в этом объединении заложены не-
достатки эксплоатационного характера (отсутствие синхронной
стойкости инструмента, простой всего «комбайна» во время смены
одного инструмента и т. д.).
Учитывая все положительные и отрицательные стороны перво-
го и второго способа, следует отдать предпочтение первому.
Второй способ был бы более рациональным, если бы метол
первого (получение головки без отходов) был бы включен во
второй.
114
и) Высадка пустотелых изделий
Изделия с гнездами различной формы, расположенными вну-
три головки, применяются во многих отраслях машиностроения
(станкостроении, авто- и авиапромышленности и др.).
Изделия с шестигранными или квадратными гнездами в цилин-
дрической или конусной головке устанавливаются в приспособле-
ниях, штампах, станках и т. д. Применение этого вида крепежных
нормалей позволяет монтировать головки таких болтов и винтов
«в потай» с сильной затяжкой, чего нельзя достигнуть применяя
Фиг. 134. Холодная высадка головки с внутренним
шестигранником:
а — высадка за два удара; б — повторная высадка вну-
треннего шестигранника.
потайные, полукруглые или цилиндрические головки с прямо
угольным шлицем. В винтах для металла, в шурупах для дерева
вместо прямоугольного шлица, как было описано выше, получили
широкое применение фасонные шлицы в виде крестообразных
гнезд.
Технология изготовления головок с внутренним шестигранни-
ком методом холодной высадки проходит в следующей последова-
тельности (фиг. 134).
1. Высадка заготовки за два удара.
2. Отжиг.
3. Высадка внутреннего шестигранника за один или два удара
на высадочном прессе-автомате для повторной высадки с магазин-
ной подачей.
4. Накатывание или нарезание резьбы.
Высадку шестигранника можно производить и на обрезном ав-
томате. Для этой цели используют также кривошипные прессы
(с поворотным столом). При этом технологическом процессе при-
меняется также вариант высадки под нарезку резьбы, но с после-
дующим сужением диаметра стержня. Для облегчения выталкива-
ния головки гнездо матрицы имеет уклон 7°. Осадка при первом
ударе производится на 25—30% от длины той части проволоки Lc ,
8s 115
Расположение волокон с
показывает макроструктура
Фиг. 135. Макроструктура головки
с внутренним шестигранником, вы-
саженной в холодном состоянии.
которая идет на образование головки и подголовка, т. е.
^голозки2^2Л°2^оло',>га,. Диаметр верхнего основания конусной части
Р
* проволоки
первого пуансона на 0,05 мм меньше диаметра проволоки dM для
обеспечения заклинивания конца проволоки, что является необ-
ходимым для равномерной и правильной осадки. Эта часть пуан-
сона делается цилиндрической или с углом 1°.
:и зрения прочности головки, как
г. 135), вполне благоприятное.
Пустотелые заклепки приме-
няются в массовом количестве в
авто- и самолетостроении. На
машине ЗИС-150 применяются
176 пустотелых заклепок из спла-
вов цветных металлов (латуни и
дур алюмина).
Один из вариантов изготов-
ления пустотелых заклепок со-
стоит из следующих операций;
1-я операция—высадка за-
готовки с центром под сверле-
ние;
2-я опер ация — сверление
отверстия в стержне на специ-
альных сверлильных автоматах.
Однако такой технологический
процесс не может удовлетворить
массовое производство из-за
больших отходов цветных метал-
лов и недостаточной производи-
тельности. Для изготовления пу-
стотелых заклепок были созданы специальные прессы-автоматы,
на которых высадка отверстия производится при первой операции.
Высадка изделий с пустотелым стержнем (фиг. 136) произво-
дится за два удара в двух матрицах (фиг. 137). После отрезки за-
готовки (а) головка высаживается обычным путем за два удара
(б). Затем заготовка переносится специальным транспортирующим
механизмом из позиции б в позицию в со специальной матрицей 1
(фиг. 138). В этой матрице имеется пуансон-выталкиватель 2 для
прошивки отверстия в стержне.
При движении пуансона 2 влево заготовка выталкивается из
матрицы, одновременно калибруется по диаметру и захватывает-
ся съемником 3 при отходе ползуна в крайнее заднее поло-
жение.
Таким образом, для высадки подобных изделий с пустотелым
стержнем требуются две матрицы и четыре пуансона. Два пуансо-
на (1-й и 2-й) стандартной конструкции и два специальных для
2-й матрицы: один плоский для вталкивания и удержания заготов-
116
ки во время прошивки отверстия (на фиг. 138 не показан) и вто-
рой — съемник 3 для захвата и удаления готовых изделий.
Основным требованием для получения изделия с правильным
пустотелым стержнем является соотношение между длиной h и
диаметром отверстия d. Длина отверстия h должна быть меньше
(технология изготовления).
или равна диаметру d, т. е. d. При h> d пуансоны ломаются.
Высадка подобных изделий производится также (при отсутствии
специальных прессов-автоматов)
на стандартных двухударных
прессах-автоматах не только в
двух матрицах, но и в одной ма-
трице— стакане 10 (фиг. 139).
Фиг. 138. Конструкция инструментов
при прошивке отверстия (а), калиб-
ровке стержня, выталкивании изде-
лия и снятии с пуансона (б).
Фиг. 137. Схема расположения
инструментов для высадки
пустотелого стержня с допол-
нительной матрицей в
Предварительно головка осаживается в виде конуса кониче-
ским пуансоном, как на всех высадочных двухударных прессах-
автоматах. При втором ударе получаются окончательная форма
головки и образование пустотелости путем вдавливания шпильки
8 (иглы) в торец заклепки по ее оси. При этом течение метал-
117
ла идет в направлении, обратном движению шпильки, и проис-
ходит окончательная формовка изделия 1 по длине стержня и
глубине отверстия. Сбрасывание готового изделия со шпильки <4
производится матрицей 2, которая получает движение вперед от
двух выталкивающих шпилек 3, связанных с выталкивающим ме-
ханизмом автомата. Возвращение матрицы 2 в первоначальное
Фиг. 139. Холодная высадка
изделия с пустотелым стер-
жнем в одной матрице.
1—подача заготовки; 2 — пер-
вый удар и прошивка отвер
стия; 3 — окончательная
высадка головки.
положение происходит при вталкивании коническим пуансоном по-
следующей заготовки. В отличие от стандартных конструкций ма-
триц здесь лыска для крепления упразднена и заменена ступенью
на переднем торце стакана 10. При креплении и зажиме матрицы
через лыску происходит деформация тонкостенного стакана 10.
Между стаканом 10 и матрицей 2 возникает трение, препятствую-
щее скольжению матрицы, и последняя не возвращается в исход-
ное положение. Заготовка 4 подается ножом 5. Конический пуан-
сон 6 составной с пружинным выталкивателем 7. Окончатель-
ная высадка головки производится пуансоном 9. Исходный мате-
риал — цветные металлы и сплавы.
к) Высадка на специальных прессах
Область применения холодной высадки при работе на спе-
циальных холодновысадочных прессах-автоматах распространяет-
ся на изделия с длиной стержня до 2,5—3,0 м, у которых вы-
118
саживаются одна или обе стороны заготовки или производится
высадка посредине.
Некоторые специальные высадочные прессы-автоматы имеют
два ползуна, приводимые в движение от двух коленчатых валов.
Пример односторонней высадки пустотелого стакана на подобном
оборудовании представлен на фиг. 140.
Во время установки заготовки 1 вместе с питателем по оси
высадки пуансон 2 выталкивает старую и вталкивает новую за-
готовку через фильер 3
в матрицу 4.
В конце пути пуансон
2 останавливается и под-
держивает заготовку 1 до
тех пор, пока пуансон 5
не произведет высадки.
Оба пуансона закрепле-
ны в двух движущихся
навстречу друг другу
толзунах.
Изделие, изображен-
ие на фиг. 141, изготов-
ляется из проволоки в
бунте, установленном на
подставке. Конец прово-
локи пропускается через
триспособление для вы-
прямления. После того
Фиг. 140. Односторонняя высадка стакана
и калибровка отверстия.
как ролики захватят конец проволоки, работа
тически.
протекает автома-
Высадка изделий, представленных на фиг. 142, производится
на одноударном прессе-автомате с раздвижными матрицами для
высадки одного конца. Второй конец высаживается на прессе, ра-
Фиг, 141. Холодная высадка
(предварительно отрезанной заго-
товки) с двух сторон одновре-
менно.
Фиг. 142. Холодная
высадка в раздвижных
матрицах на специальных
прессах.
На современных специальных прессах высадка таких изделий,
как правило, производится с обеих сторон прутка одновременно.
Например, для высадки длинного конца изделия потребовалось
119
2,8 dM а для короткого—1,5 dM. Поэтому это изделие можно
обрабатывать по одному из двух вариантов:
1) высадка за один удар в раздвижных матрицах с последую-
щей высадкой второго конца на прессе для высадки прутков или
2) высадка за один удар обоих концов одновременно с предва-
рительной отрезкой на определенную длину.
Выбор вариантов зависит в каждом конкретном случае от усло-
вий работы в цехе, наличия прессов и загрузки их.
Для нового завода следует предпочесть второй вариант как
более экономичный и производительный.
Фиг. 143. Холодная высадка
шарообразных головок за
два удара одновременно с
двух сторон.
Фиг. 144. Холодная высадка
изделия да две операции
(1-я операция — один удар,
2-я операция — два удара)
Изделие с шарообразной головкой, изображенное на фиг. 143.
выживается за два удара одновременно с двух концов. Подача
материала в пресс-автомат ведется непосредственно от бунта. Для
изготовления этого изделия необходимо дать достаточный запас
материала для образования двух головок; длина свободной части
стержня для каждой из них равна 4,1 d . Для высадки такого
количества материала требуется два удара. Конический пуансон
имеет острый угол для того, чтобы окончательный пуансон был
хорошо заполнен и чтобы верхняя часть головки не имела плоской
поверхности.
Изделие, изображенное на фиг. 144, высаживается в раздвиж-
ных матрицах на одноударном прессе-автомате за две операции.
При повторной высадке (2-я операция — нижняя часть фиг.
144) пресс-автомат снабжен магазинным приспособлением для
применения его после переоборудования как пресса-автомата для
повторной высадки.
Изделия укладываются в этот магазин определенной стороной
и из него падают на специальные подающие салазки, где заго-
товки захватываются пальцами, устанавливаются между высадоч-
ными матрицами и удерживаются в таком положении, пока мат-
120
рицы не сомкнутся. После этого пальцы возвращаются в исход-
ное положение за новой заготовкой.
После высадки изделие выталкивается из матриц при помощи
пальца и падает в ящик. Для того чтобы переоборудовать выса-
дочный пресс-автомат для повторной высадки, разъединяют подаю-
щий механизм, соединяют схватывающий и передающий механиз-
мы и устанавливают магазинное приспособление. При повторной
высадке прежде всего должно быть определено количество мате-
риала для всего изделия и для осадки головки. Диаметр отверстия
матрицы для повторной высадки делают больше диаметра отверстия
стандартных матриц на 0,03—0,05 мм для того, чтобы материал
Фиг. 145. Холодная высадка тормозной
тяги на специальном прессе с после-
дующим нагревом и сплющиванием
головки.
не мог в них застревать.
На фиг. 145 приведена тор-
мозная тяга (ГАЗ), которая
высаживается на специальном
прессе с последующим нагре-
вом головки и сплющиванием
ее на прессе.
Утолщение высаживается в
раздвижных матрицах с осо-
быми кольцевыми канавками,
которые увеличивают трение
между матрицей и заготовкой,
предохраняя ее от осевого сме-
щения во время высадки. Тех-
нология изготовления тяги со-
стоит из следующих операций.
1. Отрезка и правка заготовки на правильно-отрезном станке..
2. Калибровка конца тяги на специальном станке.
3. Отжиг конца тяги.
4. Высадка шарика на специальном прессе.
5. Высадка головки тяги на специальном прессе.
6. Нагрев шарика до 800—900° С.
7. Расплющивание шарика.
8. Смазка шарика (нефтью) и просечка отверстия на прессе.
9. Накатывание резьбы.
10. Зачистка заусенцев шарика.
11. Зачистка отверстия на сверлильном станке.
12. Мойка.
Во многих случаях для облегчения холодной высадки необхо-
димо утолщать тонкие головки с последующей обточкой их на стан-
ке. Экономическая целесообразность такого процесса зависит от
стоимости изготовления изделия при различных вариантах обра-
ботки, масштабов производства и наличия других подобных работ.
При отсутствии специального оборудования многие заводы про-
изводят холодную высадку головок изделий с длинными стержнями
(спицы и др.) на кривошипных прессах в штампах стандартной
конструкции или на гвоздильных автоматах.
121
2. ТЕХНОЛОГИЯ ВТОРЫХ ОПЕРАЦИЙ
2 положение
а) Обрезка профиля
Обрезка профиля высаженной части изделия является в боль-
шинстве случаев второй операцией.
Обрезка граней производится у цилиндрических головок для
образования четырех- и шестигранных головок крепежных изделий.
Последовательное положение инструментов при обрезке профиля
шестигранника приведено на фиг. 146. Подача заготовки (первое
положение) производится авто-
матически схватывающими паль-
цами 1 на линию обрезной мат-
рицы 2 и пуансона 3. При под-
ходе обрезно’го пуансона (второе
положение) к головке заготовки
производится сужение диаметра
стержня под накатывание резь-
бы через фильер 4 и начало об-
резки шестигранника. В третьем
положении представлен конец об-
резки и в четвертом — удаление
готового изделия выталкивающим
пальцем 5. Отходы удаляются
специальной планкой 6.
Изделия с головками, грани
которых частично высажены в
матрице, также можно обрезать
и калибровать на обрезных авто-
матах, но трудности наладки при
подобной обрезке, заключаются
в том. что изделия должны пере-
носиться к рабочему месту в
строго определенном положении,
чтобы грани совпали с соответ-
ствующими гранями матрицы.
Это обычно достигается тем, что
предварительно полученные при
высадке грани служат направле-
нием в желобе. Таким же обра-
зом подвергаются обрезке граней
и изделия, высаживаемые в го-
рячем виде.
Кроме симметрично расположенных граней, на обрезных авто-
матах обрезают также односторонне расположенные грани
(фиг. 147) лыски, цилиндрические поверхности и другие фасонные
профили. Для устранения перекосов при обрезке односторонних
лысок, граней и т. д. стремятся к проведению обрезки по всему
контуру одновременно со снятием излишних заусенцев после хо-
лодной высадки.
4 положение
Фиг. 146. Последовательные поло-
жения инструментов при обрезке кон-
тура головки.
122
На обрезных автоматах можно также производить,
дельную операцию
как от-
только сужение диаметра стержня без обрезки.
Примеры подобных изделий со стержнем под
накатывание резьбы представлены на фиг. 148.
а б
Фиг. 147. Головка с
сторонне обрезанной
лыской:
а — заготовка до
б—'заготовка после
одно-
Фиг. 148. Сужение диаметра стержня
на обрезном автомате.
обрезки;
обрезки.
б) Снятие фасок и подрезка торцов
После высадки, обрезки граней и сужения диаметра стержня
остаются заусенцы, которые необходимо удалить, и острые углы,
которые необходимо закруглить или
затупить.
Все необходимые операции по
снятию фаски на конце стержня и
под головкой по закруглению и об-
точке конца стержня (фиг. 149)
производятся на специальном авто-
мате для подрезки и снятия фасок.
Обработка изделий на этом автома-
те производится специальным пат-
роном, имеющим одну или несколь-
ко внутренних граней, которыми он
Фиг. 149. Снятие фаски, обточ-
ка конца стержня и подрезка
под головкой после высадка
и обрезки граней.
и приводит во вращение головки изделий. Цилиндрические головки
обрабатывать на этих автоматах нельзя.
в) Накатывание
Процесс накатывания представляет собой пластическое деформи-
рование металла методом выдавливания. Этим методом пользуют-
ся в настоящее время, главным образом, при получении различных
резьб на изделиях как простой, так и сложной конфигурации.
Кроме получения резьб этот метод используется для получения
рифленых поверхностей, спиральных канавок, а также для правки,
калибровки и т. д. На фиг. 150 и 151 приведены изделия с различ-
ными поверхностями, изготовленными путем накатывания.
В последнее время успешно проведены экспериментальные рабо-
ты по изготовлению этим способом концевых фрез и разверток из
123
Фиг, 150. Различные изделия с накатанной резьбой (примеры).
Фиг. 151. Различные профили накатанных поверхностей.
124
сталей У10—У12 на резьбонакатных станках с круглыми резьбо-
выми роликами.
Накатывание резьбы. Изготовление резьбы ведется двумя спо-
собами:
1) пластической деформацией металлов в холодном и горячем
состоянии и
2) снятием стружки (нарезанием).
Накатывание резьбы в холодном состоянии относится к первому
способу и применяется в производстве для изготовления резьбы
диаметром от 2 до 35 мм.
Ко второму способу относится:
1) нарезание резьбы плоскими и
круглыми резцами, гребенками, лер-
ками и плоскими плашками в резьбо-
нарезных головках;
2) фрезерование наружной и внут-
ренней резьбы;
3) получение резьбы специальными
профильными шлифовальными кру-
гами.
За последние десятилетия в связи
с усовершенствованием резьбонакат-
ных станков и появлением автоматов
и полуавтоматов, а также благодаря
изготовлению высококачественных на-
Фиг. 152. Сравнительная диа-
грамма производительности при
накатывании резьбы.
катных плашек из легированной ин-
струментальной стали производитель-
ность этих автоматов сильно возросла
и во много раз превосходит произво-
дительность резьбонарезных станков.
На фиг. 152 представлена сравнительная диаграмма производи-
тельности различных способов получения резьбы на резьбоканатном
автомате (/) и полуавтомате (2) и на револьверном станке (3).
Например, для резьбы М8 производительность на указанном
оборудовании относится как 20: 10 : 1 (при длине резьбы 30 лм«),
т. е. процесс накатывания для данного случая на резьбонакатном
автомате в 20 раз производительнее нарезания резьбы на револь-
верном станке, причем это отношение резко возрастает при увели-
чении длины резьбы.
В отношении точности размеров и чистоты поверхности нака-
танная резьба не только не уступает резьбе, изготовленной нареза-
нием, но превосходит ее. Накатанная резьба в настоящее время
применяется без последующего шлифования на многих авиацион-
ных и автомобильных изделиях, имеющих резьбы 1-го и 2-го клас-
сов точности. Изготовление резьбы путем накатывания внедрено так-
же в инструментальной промышленности при изготовлении микро-
метрических винтов и метчиков.
Поверхность накатанной резьбы имеет значительно большую
чистоту поверхности, чем нарезанной резьбы: например, чистота
125
поверхности нарезанной (леркой) резьбы составляет 36 мк, а нака-
танной—5 мк (фиг. 153), т. е. их средние значения относятся как
7 : 1, а при нарезании резцом или гребенкой — 2 : 1. Такая чистота
поверхности накатанной резьбы в значительной мере зависит от
состояния поверхности инструмента, применяемого при накатыва-
нии, который после фрезерования и шлифования подвергается
притирке.
Одним из основных преимуществ накатанной резьбы являются
ее прочность и сопротивление износу вследствие отсутствия перере-
занных волокон металла и наличия структурных изменений, выра-
жающихся в измельчении зерен. Поверхность накатанной резьбы,
тверже нарезанной благодаря наличию упрочнения. Высокое каче-
ство внутренней структуры накатанной резьбы дано на фото макро-
Фиг. 153. Шероховатость поверхности накатанной (а} и нарезанной
(б) резьб.
структуры резьб, изготовленных двумя указанными способами (на
фиг. 154, а — нарезанная резьба, б — накатанная резьба).
Испытания показали, например, что стойкость метчиков с нака-
танной резьбой в 1,5 раза выше, чем метчиков с нарезанной
резьбой.
Прочность накатанной резьбы при испытаниях на разрыв выше
нарезанной в среднем на 20—30%. Например, для стержня с нака-
танной резьбой М12 усилие разрыва 5000 кг, а для нарезанного-—
3750 кг (сталь 15 или 20).
Увеличение прочности накатанной резьбы по сравнению с наре-
занной имеет место и при работе на срез (на 5%), а при динами-
ческой нагрузке — на 10—12% для термообработанных деталей.
Основных способов получения резьб методом накатывания два;
1) накатывание плоскими плашками и
2) накатывание вращающимися (одним, двумя или тремя)
резьбовыми роликами (фиг. 155, а, бив).
Наибольшее распространение в настоящее время получил спо-
соб накатывания резьбы плоскими плашками благодаря своей вы
сокой производительности, простоте наладки, большой жесткости и
стабильности применяемого оборудования.
Накатывание круглыми резьбовыми роликами производится как
на специальных резьбонакатных, так и на металлорежущих стан-
ках (автоматах, полуавтоматах и др.), особенно в тех случаях,
когда требуется образование резьбы позади буртика со стороны
отрезного резца, т. е. при невозможности нарезать резьбу в осевом
направлении резьбонарезным патроном (фиг. 155, а).
126
Процесс накатывания плоскими плашками заключается в том,,
что между ними помещают круглую заготовку и одну из плашек
заставляют двигаться параллельно относительно другой так, чтобы
соответствующая резьба на плашках отпечаталась на заготовке
(фиг. 156, а). При достаточно сильном давлении получится стер-
жень с накатанной резьбой.
В зависимости от конструкции и размеров изделий определяют-
ся технологический процесс изготовления резьбы, тип оборудования
и конструкция инструментов.
Кроме обычных изделий со стержнем с различной длиной резь-
бы (фиг. 156, б и в), накатывание которой производится с помощью
Фиг. 156. Накатывание резьбы двумя плоскими плашками при коротком (б)
и при длинном (в) стержне.
подкладных пластин, имеются изделия, накатывание которых
производится в специальных плашках. К последним изделиям отно-
сятся различные шпильки с двухсторонней резьбой и комбиниро-
ванное накатывание резьбы и рифленой поверхности, резьбы для
шурупов по дереву, спиральной канавки, а также правка, калиб-
ровка и т. д. (фиг. 151). На фиг. 157 представлена накатанная
специальная резьба на изделии после высадки головки и образова-
ния острия на конце стержня.
Процесс накатывания резьбы практически применяется для резьб
с шагом, не превышающим 3 мм.
В процессе накатывания происходит заполнение металлом резь-
бы плашек, и заготовка увеличивается в диаметре. Поэтому номи-
нальный наружный диаметр стержня будет больше начального
диаметра заготовки примерно на высоту нитки, т. е. средний диа-
метр стержня и диаметр проволоки будут почти одинаковы. Эти
диаметры были бы равны, если бы резьба накатывалась на плоской,
q/ <0
Фиг. 157. Изделие
после высадки, об-
разования острия
обивки в бараба-
не (а) и накаты-
вания (многоза-
ходной резьбы (б).
а не на цилиндрической поверхности. Объясняет-
ся это тем, что объем смещенного кольца метал-
ла, лежащего ниже среднего диаметра, является
недостаточным для заполнения большого кольца,
riPWOTTTPrrL RRHTTtP оПРДПАГЛ ГШЯМАТПЯ /г» А НТЛО КЛГЛ'ГН
проволоки должен быть больше среднего диамет-
ра для сохранения равенства объемов.
Для определения диаметров заготовки име-
ются формулы, приведенные в главе «Расчет
размеров материала», однако на практике может
возникнуть необходимость произвести некоторые
уточнения расчета размера заготовки с целью
получения полной и правильной резьбы, особен-
но при накатывании резьбы повышенной точ-
ности.
Для получения точной и правильной резьбы
должно быть соблюдено условие равенства
объемов или равенства соответствующих пло-
щадей.
Необходимость проведения опытной проверки диктуется, однако,
тем, что на размер заготовки влияют твердость материала и состоя -
ние его поверхности, например, очень мягкий материал, заготовка
которого будет даже больше номинального среднего диаметра резь-
бы, не дает полной резьбы, так как такой материал имеет боль-
шую тенденцию к удлинению вдоль оси.
При накатывании резьбы высокой точности, особенно на изде-
лях из высокоуглеродистых и легированных сталей, необходимо
применять станки большой мощности, так как жесткость конструк-
ции станков и длина плашек при этом имеют решающее значение.
Как правило, шлифование нельзя заменить операцией прокаты-
вания на резьбонакатных станках. Эта операция прокатывания
устраняет лишь неровности поверхности, царапины, следы от
инструмента и т. д. и ее можно применять взамен шлифования
лишь в тех случаях, когда к точности обработанной поверхности
предъявляются невысокие требования (например, сфера шарового
пальца, имеющая допуск 0,1 мм). Прокаткой между двумя гладки-
ми плашками нельзя уменьшить диаметр цилиндрического стержня
на величину, превышающую 0,025—0,03 мм. Сокращение диаметра
на большую величину приводит к значительной деформации и раз-
рушению внутренней структуры длинных стержней. К положитель-
ным! сторонам накатывания, кроме снижения трудоемкости, следует
128
осуществления соединений разъемных
отнести также увеличение твердости поверхности металла после
накатывания. При получении масляных канавок, глубина которых
не должна превышать 3—4 мм, вытесненный металл, выходя за
пределы первоначального диаметра заготовки на величину от 0,3
до 1 мм, должен быть удален путем обточки или шлифования.
Накатывание самонарезающих винтов. Самонарезающие винты
обеспечивают возможность
деталей, изготовленных
из различных материа-
лов, без предварительно-
го нарезания резьбы в от-
верстии, образуя ее в про-
цессе завинчивания за
счет особой конструкции
элементов винта.
С этой целью у само-
нарезающих винтов, на-
шедших применение в ва-
гоностроительной, авто-
тракторной, самолето-
строительной отраслях
промышленности, сни-
мается конус в начале
стержня и производится
термообработка.
Эти винты изготовля-
ются двух типов (фиг.
158):
1) винты, образующие
резьбу в имеющемся от-
верстии путем выдавли-
вания металла (фиг. 158, а
и б); при листовом мате-
риале незначительной тол-
щины отверстие прокалы-
вается непосредственно Фиг. 158. Самонарезающие винты и шурупы,
конусом винта за счет
удара по головке (фиг. 158, а).
2) винты, образующие резьбу путем нарезки с помощью одной
или нескольких режущих граней (фиг. 158, в, г, д).
Первый тип винтов применяется для соединения деталей, изго-
товленных из различных материалов (сталь, цветные металлы и
сплавы, некоторые сорта пластмасс, дерево и др.), второй — для
соединения деталей, изготовленных из хрупких материалов — чугу-
на, бронзы и др.
Теоретический профиль самонарезающей резьбы показан на
фиг. 159, а с принятыми на некоторых заводах размерами, при-
веденными в табл. 27 при tQ 0,85 S; Л 0,35 S; г 0,05 S,
где S — шаг резьбы.
9 В. М. Мвсожннков, М. Я. Гринберг 129
с) о)
Фиг. 159.
а — профиль резьбы самонарезающих шурупов;
б — схема накатывания самонарезающей резьбы.
Таблица 27 1
Номиналь- ный диаметр резьбы в мм Диаметр резьбы в мм Шаг резь- бы в мм Высота профиля в мм Радиус закруг- ления при вершине нарезки в ММ Высота ; полной • треуголь-i ной j резьбы | в мм j
наруж- ный внутрен- ний
d d ° S г t О
2,6 2,6 1,9 1,0 0,35 0,05 0,85
3,0 3,0 2,3 1,0 0,35 0,05 0,85
3,5 3,5 2,6 1,25 0,45 0,0625 1,1
4,0 4,0 2,9 1,5 0,55 0,075 1,3
5,0 5,0 3,9 1,5 0,55 0,075 1,3
6,0 6,0 4,7 1,75 0,65 0,0875 1,5
Угол профиля постоянный и равный 60° с предельным отклоне-
нием + 0о30'. Конусная часть винтов первого типа служит для
образования отверстия при соединении деталей из тонкого листово-
го материала и одновременно служит для облегчения получения
резьбы в начальный момент завинчивания. Угол при вершине кону-
са принимается равным 40°.
Эту конусную часть изготовляют как гладкой, так и накатанной
на конус. Для винтов, предназначенных для образования (прока-
лывания) отверстия и резьбы, следует предпочесть гладкий заост-
ренный конус, так как он облегчает получение отверстия, а заход
сбегающих витков резьбы, накатанный в процессе изготовления,
будет достаточным! для образования резьбы в процессе завинчива-
ния. Самонарезающие винты второго типа имеют профиль резьбы,
приведенный в табл. 28 (фиг. 158 д).
1 Инж. В. С. Калачинский, Самонарезающие винты, Харьков, 1940;
инж. А. С. Пегов, Самонарезающие винты, Машгиз, 1949.
130
Таблица 28
Диаметр резьбы в мм Шаг резьбы в мм Высота профиля в мм Радиус еа- кругления в мм Размер кана- вок В ММ Угол подъема спирали в ° Длина заборной части в mai Число витков с неполным про- филем
наруж- ный средний | внутрен- । НИИ ширина глубина
d О d ср Л S i г а ъ 7 ,= ’Г‘,0 п
2,6 2,308 2,016 0,45 0,202 0,05 0,35 0,30 14 1,3 2,9
3,0 2,675 2,350 0,50 0,325 0,05 0,45 0,35 14 1,5 3,0
3,5 3,110 2,720 0,60 0,390 0,06 0.50 0.40 14 1,75 3,0
4,0 3,546 3,091| 0,70 0,454 0,07 0,60 0,50 14 2.0 2,9
5,0 4,480 3,061 0,80 0,520 0,08 0,75 0,60 13 2,5 3,1
6,0 5,350 4,701 1,00 0,650 0,10 0,85 0,70 13 3,0 3,0
8,0 7,188 6,377 1,25 0,812 0,13 0,9 0,85 13 4,0 3,2
10,0 9,026 8,051 1,50 0,974 0,15 1,0 1,0 13 5,0 з,з
Винты этого типа имеют по всей длине стержня шесть симмет-
рично расположенных канавок прямоугольного сечения, идущих по
спирали с углом подъема в пределах 13—15°.
Эти канавки, как и в метчиках, образуют режущие грани, кото-
рые снимают стружку в процессе завинчивания винта в отверстие,
образуя резьбу. При завинчивании винтов в глухие отверстия
в этих канавках скопляется стружка. Глубина канавок рав-
на —0—а ширина их для = 6 мм принимается равной 1,2
глубины. Для винтов с d0>6 мм ширина канавок равна их глубине.
Направление спирали канавок противоположно направлению вин-
товой линии резьбы, т. е. при правой резьбе спираль левая, и
наоборот.
Угол заборной части принимается в пределах 10—15°. Резьба
у самонарезающих винтов производится методом накатывания,
в процессе которого происходит течение (выдавливание) материа-
ла в сечении, равном равнобедренной трапеции (фиг. 159, б).
Применяемый для этих винтов металл соответствует сталям 15
и 20 с механическими свойствами по пределу прочности не менее
35 кг/мм2 (сталь 15) и 40 кг/мм2 (сталь 20) и относительному
удлинению (8) соответственно не менее 23 и 21%. Получение
режущих канавок на винтах представляет довольно трудоемкую
операцию и производится путем фрезерования или шлифования
в специальных приспособлениях. Попытки получения этих кана-
вок (после накатывания резьбы) методом накатывания не дали
пока положительных результатов вследствие искажения профиля
основной резьбы. Все типы самонарезающих винтов подвергают-
ся термообработке.
Для предохранения резьбы от выкрашивания при работе необ-
ходимо, чтобы глубина насыщения поверхностного слоя углеродом
3* 131
при цементации или цианировании проходила в пределах, близкие
К середине высоты профиля резьбы. Для винтов диаметром 3—
5 мм эта глубина должна быть равна 0,10—0,15 мм и для диамет-
ров 6—10 мм равна 0,10—0,20 мм с твердостью после термообра
ботки Н R — 55 -ь 60.
с
Образование конусной части на стержне, в зависимости от нали
чия имеющегося на заводах оборудования, производится пугед
обточки или обсечки. В последнем случае получается гранено*
заострение с необходимостью введения последующей операцш
галтовки.
Резьба у самонарезающих винтов и у шурупов по дереву изго
многие заводы перешли на метод накатывания резьбы как боле*
производительный. Для производства винтов и шурупов методол
нарезания резьбы необходимо следующее оборудование:
1) холодновысадочный пресс-автомат;
2) автомат для обточки головки;
3) автомат для обточки конуса и нарезания резьбы.
При накатывании резьбы требуется:
1) холодновысадочный пресс-автомат;
2) автомат для образования конуса;
3) резьбонакатный автомат.
В зависимости от наличия того или иного оборудования веду
обработку винтов и шурупов по первому или второму вариант?
технологического процесса.
Если применяется крестообразный шлиц, целесообразно высадю
головки вести за одну операцию одновременно с высадкой шлица
т. е. на трехударном автомате. При накатывании винтов и шуру
пов с образованием конуса 40° на конце стержня (диаметром д
5 мм) специальными плашками на практике наблюдается удли
нение стержня, поэтому при высадке необходимо стержень умень
шить на величину этого удлинения, которое для винтов диамет
ром 3 мм равно 0,6 мм, диаметром 3,5 мм—0,9 мм, диаметрог
4 мм—1,3 мм и диаметром 5 мм— 1,5 мм.
Накатывание инструментов. Непрерывно растущая потребност
в высококачественном режущем инструменте вызвала в последни-
годы в инструментальной промышленности стремление к замен*
обработки резанием отдельных наиболее трудоемких операцш
обработкой накатыванием как более производительному и эконо
мичному процессу. Применение метода накатывания зубьев у раз
верток концевых фрез, зенкеров и др. исключает трудоемкий про
цесс фрезерования зубьев, освобождая большое количество универ
сально-фрезерного оборудования и квалифицированной рабоче!
силы. Опытные работы подтвердили целесообразность накатыванш
зубьев стержневого инструмента в холодном состоянии из стал!
У10 и У12.
Подвижная плашка при рабочем ходе захватывает заготов
ку, которая под действием тангенциальных усилий начинает вра
132
даться вокруг своей оси и катиться по неподвижной плашке
(фиг. 160).
В отличие от накатывания резьб, у плашек, применяемых для
такатывания зубьев, отсутствует заборная часть, и зубья располо-
жены не вдоль плашки, а поперек под углом, спирали режущего
инструмента (в приведенном случае 20°). С целью равномерного
>аспределения усилий и вытеснения металла в процессе накатыва-
1ия зубья плашки имеют несколько ступеней подъема и неравно-
мерный шаг. Каждая ступень содержит столько зубьев, сколько
1х на обкатываемом инструменте.
Число ступеней зависит от глуби-
ты канавки между зубьями обкаты-
ваемого инструмента. Для того что- ц'''\ /'-У'
5ы давление было более или менее
тавномерным, необходимо толщину //У'
слоя вытесняемого материала по-
степенно уменьшать. Для совпаде-
ния шага на плашке с шагом на I
заготовке необходимо первый шаг
на плашке делать равным длине I
окружности заготовки, деленной на
1ИСЛО зубьев накатываемого инстру- фиг 160 Накатывание зубьев
мента. В дальнейшем по мере воз- инструментов,
растания диаметра заготовки за
счет вытеснения металла шаг зубьев на плашках должен увели-
чиваться и на последней ступени достигнуть величины, равной дли-
не окружности готового изделия, деленной на число зубьев.
Накатывание круглыми резьбовыми роликами. Накатывание
резьбы двумя резьбовыми роликами появилось сравнительно
недавно. Лишь в 1938 г. появился годный для эксплоатации резь-
бонакатный станок с гидравлической подачей и полуавтоматиче-
ским циклом для накатывания резьбы на изделиях диаметром
5—60 мм и длиной до 600 мм с наибольшим усилием до 10 т и
производительностью до 100 шт. в час.
В зависимости от конструкции изделие помещается в специаль-
ном, центрирующем приспособлении (палец, центр и т. п.) или опи-
рается на поддерживающую пластинку-нож.
В процессе всей работы необходимо обеспечивать строгое сов-
падение вершин профиля резьбы одного ролика с впадинами про-
филя резьбы второго. Один из роликов постепенно сближается
с другим и, вращая заготовку, выдавливает на ее поверхности
резьбу. Профиль и угол подъема накатанной резьбы должны быть
равны профилю и углу подъема резьбы роликов.
Достоинства этого метода накатывания резьбы заключаются
в том, что он:
1) обеспечивает получение резьбы высокой точности и соос-
ности;
2) дает возможность варьировать в широких пределах скорость
подачи и время выдержки при накатывании, благодаря чему можно
133
накатывать резьбу на изделиях из стали с относительным удли-
нением 6—7%
3) создает условия постепенного получения полного профиля
резьбы при сравнительно небольших радиальных усилиях в отличие
от накатывания резьбы плоскими плашками, при которых резьба
на изделии накатывается на полный профиль и поэтому усилия
(радиальные) весьма велики;
4) позволяет накатывать резьбу на полых деталях;
5) уменьшает требуемые производственные площади благодаря
малым габаритам этих станков.
Накатные ролики благодаря пониженным давлениям обладают
повышенной по сравнению с плоскими плашками стойкостью, они
несколько дешевле и проще в изготовлении.
Накатывание метчиков круглыми накатными роликами также
дает более качественную резьбу. Это объясняется тем, что в конце
операции движение накатного ролика в радиальном направлении
прекращается вследствие соприкосновения его с упором (0.5—
5 сек.). В отличие от плоских плашек профиль резьбы круглых
накатных роликов можно легко изготовить резьбошлифованием.
Поверхность резьбы, накатываемой круглыми роликами, получает-
ся блестящей и полированной, без рисок и дроблений, с более точ-
ным профилем резьбы, чем у резьбы, накатанной плоскими плаш-
ками.
Скорость накатыв-ания резьбы двумя роликами колеблется
в пределах 25—120 м/мин и выбирается с учетом величины шага
накатываемой резьбы и предела прочности а„ (см. ниже):
в кг}мм* v в mJmuh
< 40 ....................... 80—105
40—50 ......................... 60—85
>55 45-70
Для сталей У10 и У12............. 48—85
Латунь......................... До 120
Величина радиальной подачи ролика за один оборот изделия
определяется по формуле
где hK —-подъем кривой на рабочем! участке кулачка в мм-,
п — число оборотов изделия за период полного вдавлива-
ния ниток ролика в заготовку;
пшп— число оборотов резьбонакатного ролика;
hK • ? к • пшп • ?
п — — —- —~ f
360 Пк 360
ф — участок рабочего подъема кривой на кулачке в град.;
, Dcp
к — отношение —— ;
134
пк — число оборотов рабочего кулачка в минуту;
п —число оборотов изделия за один оборот рабочего кулач-
fc Пшп
ка---------в мин.;
лк
Dcp — средний диаметр ролика в мм;
d сР — средний диаметр резьбы заготовки в мм.
Число оборотов изделия за период вдавливания ниток ролика
/-.
в заготовку п= —-- должно быть не менее 8 и не более 28.
Экономически достижимая точность шага и угла профиля резь-
бы, накатанной круглыми роликами, приведена в табл. 29.
Таблица 29
Инструмент Точность шага В ММ ] Точность угла 1 1 профиля ~ 1
Плоские плашки 0,02-0,04 i | 30х—40'
Круглые ролики 0,005—0,01 ! 10'—15'
Величину радиальной подачи при накатывании резьбы двумя
роликами определяют из табл. 30.
Таблица 30
Предел прочно- сти накатываемо- го материала в кг /мм- Радиальная подача в мм/об изделия при шаге ! накатываемой резьбы в мм
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
<40 0,046 0,06 0,075 0,08 0,085
0,15 0,175 0,20 0,25 0,26 1
40—50 0,03 0,045 0,06 0,075 0,08
0,10 0,15 0,175 0,225 0,25
>55 0,025 0,035 0,055 0,06 0,065
0,09 0,12 0,16 0,20 0,225
Латунь 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
0,175 0,20 0,23 0,27 0,30
Расчет теоретической производительности ведут по формуле
360 hK
135
где
1000 v
^шп п
л • 1>нар
при v скорости накатывания резьбы в м!мин.
Время накатывания резьбы на одном, изделии
1 360h„
Т = — =---------------мин.
Н k‘^-Sp- Пшп
На фиг. 161 дано приспособление для установки изделия на
палец.
В кронштейн 1 запрессована скалка 2 с свободно качающейся
серьгой 3, закрепленной от осевого перемещения двумя гайками 4.
Фиг. 161. Приспособление для установки пустотелого изделия
на палец при накатывании резьбы роликами.
В нижнем конце серьги закреплена оправка 5 с втулкой 6 для
изделия 7. Конструкция оправки с втулкой зависит от формы и раз-
мера изделия 7.
Ось серьги по отношению к нацатным роликам, должна быть
расположена так, чтобы при ролике, отведенном в крайнее положе-
ние, зазор между заготовкой и наружным диаметром резьбы роли-
ка был бы равен 1,5—2 .«.и для более легкой установки и снятия
изделия. При сближении роликов между собой изделие с серьгой,
качаясь на скалке 4, приблизится к неподвижному ролику.
г) Термообработка и противокоррозионное покрытие
После холодной высадки термообработке подвергаются, как
правило, все изделия из стали с содержанием углерода выше
0,20%.
В большинстве случаев изделия после холодной высадки под-
вергаются отжигу, который заключается в нагреве изделий до оп-
135
ределенной температуры (750—870°) в зависимости от содержания
углерода и медленном охлаждении вместе с печью. Часть изделий
из легированной стали подвергается нормализации. В результате
нормализации сталь несколько повышает твердость, приобретает
волокнистый излом и равномерную структуру. Для предохранения
изделий после высадки от коррозии поверхность их подвергают
металлопокрытию.
Коррозией называют разрушение металла или сплава вслед-
ствие химических или электрохимических процессов.
Электрохимическая коррозия происходит в случае действия на
металл растворов электролитов, а химическая — под действием
внешней окружающей металл среды (воды и т. д.). Защита от
коррозии осуществляется целым рядом способов, из которых от-
метим наиболее распространенные и применяемые в производстве
для готовых изделий.
1. Защита окисными пленками:
а) оксидирование или воронение стали;
б) фосфатирование.
2. Защита металлическими покрытиями:
а) кадмирование (слой 0,013 мм);
б) хромирование (с подслоем меди от 0,015 до 0,04 мм и
никеля от 0.01 до 0,015 мм). Слой хрома 0,001 мм;
в) никелирование;
г) лужение;
д) цинкование (слой от 0,007 до 0,03 мм, для резьбы
0.015 мм).
Перед самой операцией создания окисной или металлической
пленки необходимо подготовить поверхность изделия. Эта подго-
товка состоит в удалении с поверхности металла всех загрязнений
(которые всегда находятся на поверхности металла), для обеспе-
чения равномерного смачивания изделия при погружении в ван-
ну, в которой происходит защитное покрытие.
1. Оксидирование или воронение стали заключается в создании
на поверхности металла слоя окислов, состоящего главным обра-
зом из магнитной окиси железа и имеющего вследствие этого цвет
от синего до черного. Наиболее часто применяется способ вороне-
ния в растворе каустика с селитрой. Процесс идет при температу-
ре 45—50° С с выдержкой от 30 до 60 мин. Одним из элементар-
ных способов воронения, часто применяемым, является нагрев ме-
таллических изделий до 600—650° и немедленное погружение их
в масло.
Другим способом является погружение изделий на несколько
секунд в расплавленную смесь селитры и двуокиси марганца.
Пленка при этом способе воронения получает черный цвет. При
погружении только в селитру изделия имеют синий цвет.
Кроме этих способов широко применяется в производстве так-
же непосредственный нагрев изделий до появления синих цветов
побежалости, т. е. в интервале температур 270—300° С. После во-
ронения изделия следует покрывать жировыми веществами (мас-
137
лом или смесью масел с воском и парафином). Как правило, во-
роненые изделия для длительной стойкости от воздействия окру-
жающей среды требуют периодической смазки.
Соприкосновение вороненых изделий с водой, а тем более с
растворами солей недопустимо.
2. Фосфатирование заключается в получении на поверхности
металлических изделий слоя средних фосфатов — марганца и
железа.
Наиболее широко распространено в настоящее время для фос-
фатирования применение первичной кислой марганцевой соли
фосфорной кислоты. Обработка подготовленных (обезжиренных и
очищенных) изделий в этом растворе производится при темпера-
туре 95—98°. Кипения раствора не допускают, чтобы не вызвать
на изделиях осаждения нерастворимого осадка солей, находящих-
ся на дне ванны. Затем изделия промываются, сушатся и покры-
ваются специальным лаком или маслом.
Изделия, подвергнутые фосфатированию, обладают хорошей
коррозионной стойкостью в атмосферных условиях даже при зна-
чительной влажности. Такое покрытие не дает, однако, защиты
в воде.
К преимуществам металлических покрытий относится более
высокая коррозионная стойкость по сравнению с окисными плен-
ками и возможность придания изделию декоративной внешности.
К недостаткам их следует отнести сложную технологию нане-
сения металлических покрытий, более высокую стоимость и иног-
да большой вес.
Для обеспечения хорошего и прочного покрытия требуется, что-
бы основной металл был хорошо подготовлен по поверхности. На-
несение покрытия производят различными способами, из которых
упомянем горячий и гальванический способы.
Горячие покрытия получаются путем погружения покрываемо-
го изделия в ванну с расплавленным металлом. Этот способ очень
прост, но имеет недостатки, заключающиеся в неравномерности
слоя, затеках и т. п. и большом расходе металла вследствие из
лишне толстого слоя покрытия, а также получение покрытий
только низкоплавкими металлами — цинком, оловом, свинцом и их
сплавами. Перед покрытием поверхность металла обязательно
должна пройти подготовку (удаление жировых загрязнений и
окислов).
Гальванические покрытия получаются путем нанесения метал-
лических осадков электролизом растворов соответствующих солей.
Покрываемое изделие помещается при этом на катоде, анодом
же служит осаждаемый металл или какой-либо другой металл
или сплав, не растворимый в данном электролите (например,
свинец, сталь и т. д.).
Гальванический метод является технически наиболее совершен-
ным методом нанесения металлических покрытий. Слой металла,
получаюшийся при этом методе, наиболее равномерен, чист и бес-
порист. При этом методе покрытия основной металл и покрытие
138
не дают сплавов, так как здесь процесс протекает при низкой
температуре, недостаточной для интенсивной диффузии. Поэтому
подготовки поверхности под гальваническое покрытие имеет осо-
бо важное значение и оказывает не меньшее влияние на прочность
приставания осадка, чем самый процесс осаждения.
Антикоррозионное покрытие изделий, если нет указания на
чертеже в отношении толщины слоя и прочности покрытия, долж-
но отвечать следующим требованиям (см. ниже):
Коррозионная
Тип покрытия стойкость
в час. *
Фосфатирование с промасливанием .... 16
Фосфатирование с окраской лаком .... 50
Никелирование............................... 20
Линкование.................................. 50
Хромирование ............................... 30
Резьбовые изделия, проходящие фосфатирование с окраской
лаком, должны проходить контроль (после покрытия) предельны-
ми резьбовыми калибрами. Допускается приемка этих изделий на
свинчиваемость с сопряженными деталями, резьба которых долж-
на быть выдержана в пределах чертежа. В сомнительных случаях
правильность выполнения резьбы до покрытия проверяется после
снятия покрытия.
Проверка толщины слоя меди производится капельным мето-
дом с помощью раствора аноднокислого серебра в дестиллирован-
ной воде (38 г серебра на 100 ои3 воды). Толщина слоя никеля
определяется тем же способом с помощью раствора следующего
состава (в %):
1) Хлорного железа (химически чистого) ..............10
2) Медного купороса » » 10,6
3) Уксусной кислоты » » 16,6
4) Дестиллированной воды.......................... ...65,8
Одна капля раствора за 1 мин. при температуре изделия 20—
25° С снимает слой никеля 0,05 мм. Проверка толщины слоя цин-
ка определяется тем же способом с помощью раствора, состояще-
го из:
1) Азотной кислоты (химически чистой, уд. вес 1.38) . . 3 см3
2) Азотнокислого аммония...............................100 г
3) Дестиллированной вовы ............................ 1000 см3
Состав в виде капель подается из бюретки на одно и то же
место в количестве 80—120 капель в минуту. За 4 сек. снимается
слой цинка 1 мк.
1 Испытание производится в коррозионной камере распыленным рас-
твором 3% поваренной соли при температуре 18—20° С. Соляной раствор не-
обходимо часто менять во избежание появления в нем хлористого цинка
и прочих примесей.
139
Испытание покровного слоя фосфатированных изделий на по-
ристость производится методом покрытия испытуемых поверхно-
стей фильтровальной бумагой, смоченной раствором:
1) дестиллированной воды.................... 1л
2) желатина ................................ 1г
3) поваренной соли.......................... 1 »
4) красной кровяной соли.................... 8 »
По истечении I мин. на поверхности бумаги не должно быть
синих точек за исключением мест резьбы и острых граней.
Капельный метод имеет, однако, ряд недостатков, например:
1) неравномерность растворения количества металла отдельны-
ми каплями н
2) непригодность его применения при испытаниях толщины по-
крытия неровных поверхностей (профилированных изделий), так
как капли раствора не могут на них удерживаться в течение необ-
ходимого времени.
Наиболее совершенным и хорошо разработанным химическим
методом определения толщины покрытия является струйно-объем-
ный метод *.
Этот метод заключается в том, что струя раствора действует,
падая на испытуемый участок покрытия, не только химически, но
и механически, вымывая продукты растворения с участка при воз-
можно быстром стекании с него.
Расчет толщины покрытия участка производится по объему за-
траченного раствора.
Основным условием получения хороших результатов при струй-
но-объемном методе является соблюдение постоянства скорости и
силы струи, что определяется количеством раствора, углом паде-
ния струи, расстоянием между концом капилляра и испытуемым
участком и поверхностью изделия.
д) Брак, его причины и способы устранения
Возникновение брака при холодной высадке, обрезке, накатыва-
нии и т. д. является результатом весьма многих причин. Главней-
шие из них вызываются:
1) недоброкачественным материалом;
2) неправильной конструкцией инструмента, его износом и
ошибкой при установке;
3) неправильной регулировкой оборудования, его неисправ-
ностью или изношенностью.
Наиболее часто встречающиеся дефекты материала можно раз-
делить на две группы:
Ч) дефекты, вызванные плохой выплавкой металла, чрезмер-
ным содержанием серы, фосфора, кремния и т. д.;
1 Д. С. Абрамсон и С. И. Орлова, Контроль электролитов и каче-
ства гальванопокрытий, Металлургиздат, М. 1944.
140
2) дефекты, вызванные:
а) способом разливки и условием охлаждения, в результате
чего возникает неоднородность состава металла, сегрегация, рако-
вины, поверхностные пузыри, центральные пустоты, трещины и т. д.;
б) неправильной прокаткой, которая вызывает поверхностное
обезуглероживание, трещины и вмятины во время подогрева, зака-
ты, заусенцы, неточность размеров из-за плохой выверки валков
и т. д.
На качество металла большое влияние оказывает также сте-
пень загрязненности его неметаллическими включениями и раз-
мерность первичного аустенитного зерна.
Пузыри, расположенные вблизи поверхности подката, после
волочения становятся видимыми в виде поверхностных раковин.
К Дефектам поверхности относятся продольные риски и царапины,
поперечные трещины и риски, темные пятна и окалина, ржавчина,
расслоение, наплывы и т. д. Брак по технологической пробе об-
наруживается при осадке, навивке, высадке головки и т. д.
Важное значение имеет кривизна проволоки для прутков и
овальность для бунтовой проволоки. Для устранения указанных
дефектов требуется главным образом строгое соблюдение техно-
логической дисциплины и тщательное наблюдение за исправностью
оборудования и инструмента (валков, фильеров).
Брак при холодной высадке вызывается в большинстве слу-
чаев наличием:
1) трещин в головке, которые вызываются дефектами в метал-
ле в виде волосовин, швов, закатов, посторонних включений ит. д.;
2) овальности на стержне заготовки после высадки, которая
является результатом частичного заполнения матрицы из-за мягко-
го металла, сильно зажатых подающих роликов и неравномерного
износа отверстия матрицы;
3) неравномерного течения металла из-за плохого отжига, не-
правильного образования головки от первого удара, перекоса пу-
ансона, большой осадки коническим пуансоном (в этом случае
необходимо изменить размеры конуса);
4) неправильного вталкивания заготовки в высадочную матри-
цу, в результате чего имеют место изгиб, искривление и вмятины
на заготовке. Эти явления вызываются увеличенным диаметром
проволоки, неправильной установкой отрезного ножа, перекосом
конического пуансона и кривой заготовкой. Для устранения этих
причин брака необходимо отрегулировать пуансон и установить
его по осевой линии с матрицей, отрегулировать выпрямляющие
ролики.
При обрезке граней или цилиндрического контура наблюдают-
ся большей частью обрывы металла в нижней части головок, что
вызывается тупым, изношенным инструментом, недоброкачествен-
ным металлом (посторонние включения, слоистость) или непра-
вильной регулировкой и креплением пуансона и матрицы.
При сужении диаметра стержня наиболее распространенной
причиной брака является потеря размера вследствие износа филь-
141
ера или из-за некачественного его изготовления. Отсутствие спе-
циального покрова вызывает повышенное трение, что и сказывает-
ся на понижении стойкости фильера. Наилучшим способом борьбы
с этим износом является применение фильера из твердого сплава.
При накатывании также имеют место расслаивания, обрывы
и недостаточное заполнение металлом резьбонакатных плашек.
Низкое качество изготовления плашек (шероховатая поверхность,
неточность шага и т. Д.) ведет к их быстрому износу, выкрашива-
нию ниток, нечистой и неполной резьбе.
Неправильная установка плашек вызывает смещение накаты-
ваемой резьбы. Продольная риска вдоль наружных гребней резь-
бового профиля получается вследствие неправильной формы пла-
шек, имеющих чрезмерные скосы на приемной части. Для устра-
нения риски необходимо применять плашки с меньшим углом ско-
са. Кроме этого, наблюдается также эллиптичность среднего диа-
метра резьбы, которая зависит от размера заготовки и конусности
резьбы, которая в свою очередь зависит от перекоса плашек.
Образование полной резьбы по краям и неполной в середине
указывает, что плашки при термообработке изменили свои раз-
меры и их надо сменить.
е) Технологические требования к конструкции изделий
Конструкция изделий, предназначенных для изготовления мето-
дом холодной высадки, должна удовлетворять таким технологиче-
ским требованиям, которые бы упрощали, облегчали и удешевля-
ли их производство.
Конфигурацию подобных изделий необходимо, там где это поз-
воляет конструкция всей машины в целом и ее отдельных узлов
без ущерба для качества, изменять согласно основным элементар-
ным требованиям, которые должны быть выполнены для ведения
правильного процесса холодной высадки.
Эти основные требования сводятся к следующему.
h
1. Отношение должно быть наименьшим, т. е. для одного
удара — до 2, для двух ударов — до 4,0, для трех ударов — до 6.
2. Отношение D"- (диаметр и высота высаженной части) не
н
должно превосходить 2, так как при D‘‘ > 2 усилия высадки начи-
н
нают возрастать, стойкость инструментов снижаться и производи-
тельность быстро падать.
3. Длина подголовка (ненарезанной части) для стержня, выса-
живаемого под накатывание резьбы, не должна превосходить
1,5 d>, в противном случае нижняя часть этого подголовка не за-
полняется и плавно переходит в меньший диаметр.
4. Канавки под головкой, вводимые конструкторами для сво-
бодного выхода резьбонарезного инструмента, следует исклю-
142
Фиг. 162. Изменение конст-
рукции изделий для повы-
шения их технологичности
(а — до изменения, б — пос-
ле изменения).
чить, так как при высадке они не могут быть получены, и наличие
их заставляет вводить в технологию отдельную операцию обработ-
ки канавки резцом (фиг. 162).
5. Технологические трудности получения на конце стержня
фаски были изложены в главе «Технология холодной высадки»,
поэтому фасок следует избегать, особенно для изделий с цилиндри-
ческими головками, или уменьшать угол
фасок для возможности увеличения диа-
метра выталкивающего пальца и предо-
хранения его от поломки.
6. С целью увеличения стойкости ин-
струмента и облегчения холодной высад-
ки необходимо вводить радиусы закруг-
ления не менее 0,2—0,3 мм.
7. С целью уменьшения коэфициента
трения и уменьшения усилия выталкива-
ния необходимо вводить для цилиндри-
ческих головок с торца коническое углуб-
ление (в виде центровки), а цилиндри-
ческую поверхность делать конической
с углом 4—8°. Это может привести к со-
кращению числа операций и исключению
обрезки граней или наружной поверх-
ности.
8. Там, где это не вызывается особой
необходимостью, — применять стали с со-
держанием углерода не выше 0,45%.
Экономически достижимой нормой точности для изготовления
изделий методом холодной высадки является величина допуска,
равная 0,05—0,10 мм. Этот допуск определяется самим характе-
ром работы матрицы и пуансонов, которые, будучи сами изготов-
лены с точностью 0,02—0,04 мм, по мере износа теряют свои раз-
меры, и по изготовлении нескольких десятков тысяч заготовок идут
в перешлифовку на следующий размер. Таким образом, экономи-
чески выгодным следует считать изготовление отверстий или
других рабочих размеров с припуском на износ до 0,1 мм, что и
определяет норму точности для холодной высадки. В ряде случаев
считается выгодным расширить пределы этого припуска за счет
введения последующего шлифования.
В отношении точности изготовления размеров изделий метод
холодной высадки должен быть поставлен после токарных автома-
тов как одношпиндельных, так и многошпиндельных, точность из-
готовления которых равна соответственно 0,025—0,03 и 0,035—
0,04 мм. Поверхности, полученные после холодной высадки, при
условии высокого качества поверхности металла и инструментов
соответствуют двум знакам обработки с величиной гребешков по
профилометру, равной 1,0—2 мк против 3,0—4,0 мк, получаемых
на металлорежущих автоматах.
ГЛАВА III
ОБОРУДОВАНИЕ
1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ
а) Классификация
Прессы-автоматы для холодной высадки в зависимости от чис-
ла ударов, необходимых на образование изделия, делятся на:
1) одноударные;
2) двухударные;
3) трехударные.
В зависимости от конструкции высадочных матриц они делят-
ся на прессы-автоматы:
1) с цельными матрицами и
2) с раздвижными матрицами.
В зависимости от схемы работы каретки с пуансонами двух-
ударные прессы-автоматы с цельной и раздвижными матрицами
могут изготовляться с качающейся пуансонной кареткой. В зави-
симости от схемы работы отрезного механизма одно-, двух- и трех-
ударные прессы-автоматы с цельной матрицей могут изготовлять-
ся с отрезкой заготовки по дуге.
Холодновысадочный пресс-автомат 122ВА означает, что наи-
больший диаметр высаживаемой заготовки равен 12 мм, следую-
щая цифра (2) — число ударов, буквы ВА — высадочный авто-
мат. Аналогично двухударный высадочный пресс-автомат для из-
готовления изделий из наибольшего диаметра материала 8 мм
обозначается 82ВА.
На фиг. 163 приведена классификация холодновысадочных
прессов-автоматов с закреплением характерных изделий, высажи-
ваемых на них.
б) Одноудариые холодновысадочные прессы-автоматы
Одноударный высадочный пресс-автомат с цельной матрицей
состоит из следующих четырех основных узлов:
1) механизм подачи материала;
2) механизм реза и переноса заготовки с линии подачи на ли-
нию высадки;
3) механизм высадки (ползун и коленчатый вал с шатуном);
144
О
W
2
Мисожннков, М. Я. Гринберг
Фиг. 163. Классификация холодновысадочных прессов-автоматов.
4) механизм выталкивания высаженного изделия или заго-
товки.
На фиг. 164 изображена кинематическая схема такого авто-
мата.
Прерывисто вращающиеся ролики 2 с канавками, соответст-
вующими диаметру и профилю материала, подают проволоку или
пруток 1 через отверстие отрезной матрицы 3 до упора 4. При
движении ножа 5, снабженного прижимом для удержания заготов-
ки, по направлению к высадочной матрице 7 отрезается заготовка
Фиг. 164. Кинематическая схема одноударного высадочного пресса-автомата
с цельной матрицей.
изделия, которая заталкивается в ручей высадочной матрицы пу-
ансоном 9 до упора в выталкивающий палец 15. Не зажатая в вы-
садочной матрице часть заготовки осаживается пуансоном. Вы-
саженное изделие выталкивается пальцем 15 через валик 8.
Как видно из фиг. 164, движение всех механизмов осуществ-
ляется от коленчатого вала 16, который приводится во вращение
мотором 17 посредством шестеренной передачи. Подающие ролики
2 приводятся во вращение от эксцентрика 18, храповика 19. По-
средством кривошипно-шатунного механизма получает поступа-
тельно-возвратное перемещение ползун 20, несущий впереди дер-
жавку с пуансоном.
Возвратно-поступательное движение ножевого штока 21 осу-
ществляется от перемещения ползуна 22, снабженного криволиней-
ным пазом соответствующего профиля, в который входит ролик 23
ножевого штока.
146
Привод ползуна 22 осуществляется посредством регулируемого
кривошипно-шатунного механизма. Выталкивание изделий после
высадки производится валиком 8 при повороте рычага 13 против
часовой стрелки. Привод механизма выталкивания осуществляется
кулачковым механизмом 24.
Одноударные высадочные прессы-автоматы выпускаются для
высадки изделий из материала диаметром от 3 до1 22 мм, харак-
теристики которых приведены в табл. 31.
На фиг. 165 изображен общий вид одноударного высадочного
пресса-автомата для высадки изделий из материала диаметром
Фиг. 165. Одноударный высадочный пресс-автомат.
до 16 мм и длиной стержня до 152 мм с раздвижными матрицами.
Теоретическая производительность этого пресса-автомата равна
125 изделиям в минуту. Рукоятка 1 служит для зажима подающих
роликов с материалом.
Смазка всех ответственных подвижных соединений пресса-авто-
мата производится машинным маслом путем заливки его в резер-
вуар 2, откуда оно по трубкам поступает в соответствующие точ-
ки. Подача масла в каждую точку регулируется винтом. Заливка
масла в резервуар производится 1—2 раза за смену.
в) Двух- и трехударные холодновысадочные прессы-автоматы
На фиг. 166 приведена кинематическая схема двухударного хо-
лодновысадочного пресса-автомата модели 52ВА с цельными мат-
рицами (наибольший диаметр высаживаемого стержня равен
5 мм). От мотора 1 посредством текстропных ремней движение
передается на маховик 2 главного коленчатого вала.
>0* 147
Таблица 31
Характеристика одноударных холодновысадочных прессов-автоматов
Размер пресса- автомата в ММ Модель Основные параметры
наиболь- ший диа- метр стержня высажива- емого из- делия В ЛСЛ€ длина стержня выса- живаемого изделия в млс наиболь- шая длина огревае- мой заго- товки в ЛС4€ длина хода ползуна в мм теорети- ческая произво- дитель- ность в шт./мин. число оборотов маховика в минуту МОЩНОСТЬ мотора в кет Габарит в плане В Л1.И вес В Кб
наиболь- ший наимень- ший
3 А-110 3 25 с 6 цельной 29 матрицей 40 325 325 1,2 880x1625 970
4 — 4 30 — 43 —— 275 275 1,4 ЮООх 1400 1 500
6 А-111 6 50 10 57 85 225 225 6 1230 x 2060 2 190
8 — 8 63 —— 102 — 150 150 7,5 1400x2100 3 500
10 10 75 133 125 125 12 1800 x 2500 6000
12,5 —— 12,5 102 140 100 100 15 2000x3000 10 000
16 — 16 102 170 — 95 95 19 2100 x 3200 14000
20 — 20 127 197 75 75 28 2200 x 3800 21 000
А-143 7 Для штамповки шариков 70 150 150 6,0 1260 x 2050 2 540
3 3 50 0 10 мм С past )вижным1 60 матрица зми 225 225 1,2 800x1400 750
4 —— 4 76 90 200 200 1,4 900X1500 1 200
6 —- 6 102 120 175 175 2,3 1200Х 1900 2 300
8 8 102 122 160 160 3 1500 X 2200 4 200
10 — 10 115 140 140 140 4,5 1600 x 2200 4 900
12,5 — 12,5 152 185 125 125 11 1900 x 2600 8000
16 16 152 — 195 125 125 19 2100 x 2900 11000
20 —- 20 178 228 95 95 28 2500 x 3100 19 000
22 — 22 228 253 — 80 80 40 2500x 3700 24 000
Маховик соединен с коленчатым валом 3 посредством фрик-
циона, что обеспечивает его провертывание на валу в случае пе-
регрузки.
Коленчатый вал при помощи шатуна 4 с разрезной цапфой
сообщает возвратно-поступательное перемещение ползуну 5, несу-
щему в своей передней части супорт и державку с коническим
(предварительным) 6 и чистовым (окончательным) 7 пуансонами.
Конечное положение ползуна с супортом и, следовательно, зазор
между пуансоном и высадочной матрицей может регулироваться
клиновой планкой 9. Коленчатый вал 3 посредством зубчатой
передачи (i=i/2) Ю передает вращение распределительному ва-
лу И, управляющему подачей и отрезкой материала, вертикаль-
ным перемещением супорта с пуансонами и выталкиванием гото-
вого изделия.
Подача металла осуществляется от кривошипного диска 12, ко-
торый производит качание штанги 13. Второй конец штанги
связан кулисой 14 с храповиком 15.
Поворотом храпового колеса 16 через зубчатую передачу 17
производится периодический поворот подающих роликов 18 на
определенный угол, соответствующий длине высаживаемой заго-
149
товки. Этот угол поворота или длина подачи может регулироваться
изменением эксцентриситета пальца кривошипа 19 или изменением
плеча качания кулисы 14. Верхний подающий ролик 18 во время
работы прижимается к нижнему пружиной 20 (фиг. 167).
При зарядке нового материала поворотом рукоятки 21 с экс-
центриковым валиком верхний подающий ролик может быть при-
поднят вверх.
Фиг. 167. Узел зажима материала.
Ножное тормозное устройство предназначено для уменьшения
времени останова и фиксации нужного положения ползуна 5 (по-
казано на фиг. 168).
Подача материала производится до упора 22 (фиг. 169), по-
ложение которого может изменяться винтом 23 и фиксироваться
болтом 24.
Рассмотрим схему подачи ножа (см. фиг. 166), т. е. отрезки
материала. Кривошипный диск 25 сообщает посредством тяги воз-
вратно-поступательное перемещение копиру 26, толкающему впе-
ред и назад тягу ножа 27. Отрезной нож 28 посредством при-
жимной планки 29 переносит при своем перемещении отрезанную
заготовку, поданную через отрезную матрицу 30 к отверстию вы-
садочной матрицы 8.
Начальное положение ножа можно отрегулировать винтом 31.
Время, в течение которого нож неподвижен в начальном или ко-
нечном положении, регулируется вращением гайки 32, имеющей
правую и левую резьбу. При этом меняется использованная длина
прямолинейных участков копира.
150
Кроме этого, кривошипный диск 25 может быть несколько по-
вернут на распределительном валике И. Этим достигается опере-
жение или отставание отрезки материала во времени относительно
других кинематических цепей.
Фиг. 168. Ножное тормозное устройство высадочного пресса-автомата.
Механизмы управления вертикальной подачей супорта изобра-
жены на кинематической схеме и в разрезе на фиг. 170. Операция
высадки заготовки или готового изделия осуществляется на дан-
Фиг. 169. Узел упора материала^
ном прессе-автомате за два удара — предварительный и оконча-
тельный. Предварительная высадка осуществляется пуансоном 6
Вертикальная каретка супорта 33 (фиг. 166) при этом находится
в нижнем положении. За время второго оборота главного коленча-
151
152
того вала эта каретка перемещается в верхнее положение, и окон-
чательная конфигурация головки изделия производится ударом
чистового пуансона 7. Это вертикальное перемещение каретки осу-
ществляется следующим образом.
Кулак 34 сообщает кулисе 35 при помощи двух роликов 36
небольшое колебательное движение, вследствие которого криво-
шипный валик 37, связанный с кулисой, получает угловое переме-
Фиг. 171. Механизм регулировки вертикального супорта.
щение. Боковые колена валика посредством вкладыша 38 Т-образ-
ным пазом перемещают каретку вертикального супорта 33 вверх
и вниз. В верхнем и нижнем положении перемещение каретки су-
порта ограничивается двумя упорами 39 и 40 и закрепляется фик-
сатором 41 и 42 от копира 43.
Для того чтобы иметь возможность регулировать упоры верти-
кального супорта, а также чтобы создать натяг в цепи, кулиса
35 скреплена с кривошипным валиком 37 не жестко, а через пру-
жину 44 (фиг. 171). Натяг пружины можно регулировать гай-
кой 45. Величина углового перемещения кривошипного валика
регулируется винтом 46, изменяющим плечо рычага.
Выталкивание высаженного изделия осуществляется от кулач-
ка 47 (см. фиг. 166). Кулачок посредством коромысла 48 сообщает
возвратно-поступательное перемещение шарнирной штанге 49. По-
следняя нажимает на рычаг 50, который посредством выталкиваю-
153
щего валика 51 выбрасывает изготовленное изделие из высадоч-
ной матрицы в корыто автомата.
Обратное движение рычага 50 совершается при вталкивании
заготовки в высадочную матрицу.
При этом рычаг 50 отходит до упора 52, установленного на оп-
ределенную длину изделия. Длина хода штанги 49 регулируется
винтом 53 и винтом 54 для грубой или более точной настройки на
длину заготовки. Предохранением от перегрузки в цепи выталки-
вания изделия служит чугунная плитка 55.
Фиг. 172. Двухударнын высадочный пресс-автомат
с цельной матрицей
На фиг. 172 изображен двухударный высадочный пресс-авто-
мат с дельной матрицей для высадки изделий с наибольшим диа-
метром стержня 8 мм и длиной до 60 мм. Смазка отдельных узлов
производится самотеком. Продольный разрез двухударного выса-
дочного пресса-автомата с цельной матрицей показан на фиг. 173.
Рукояткой 1 производится зажим материала подающими ролика-
ми. Рукоятка 2 служит для включения подачи металла. Регулиро-
вание длины высаживаемого стержня производится винтом 3 и
фиксируется гайкой 4. Высадочная матрица 5 устанавливается в
державке 6. Винт 7 предохраняет матрицу от выпадания. Пуансо-
ны 8 и 9 крепятся в державке 10. Зазор между пуансонами и мат-
рицей регулируется посредством клиновой планки 11 и двух вин-
тов 12 и 13. Стержень 14 с пальцем 15 производит выталкивание
высаженного изделия. Ножная педаль 16 приводит в действие тор-
мозное устройство.
Двухударные высадочные прессы-автоматы с раздвижными
матрицами. Кинематическая схема высадочного двухударного
пресса-автомата с раздвижными матрицами типа 122ВА изображена
на фиг. 174 (наибольший диаметр высаживаемого стержня 12 мм).
154
От мотора N = 12 кет посредством зубчатой передачи Zi = 28 и
Z2= 166 движение передается на главный коленчатый вал 1. Шес-
терня Z2 = 166 и правый маховик 2 соединяются с коленчатым ва-
лом посредством фрикционов. Передача от коленчатого вала t
через шатун 3 к ползуну 4 с державкой 5 пуансонов 6 та же, что
и на прессе-автомате с цельными матрицами. Аналогична также
работа и назначение клиновой планки 7, зубчатой передачи 8 и 9
и распределительного вала, который управляет подачей и отрез-
кой материала, зажимом высадочных матриц, вертикальным пере-
мещением державки с пуансонами и качанием упора 10.
Посредством кулака 11 осуществляется возвратно-поступатель-
ное перемещение шатуна 12, соединенного шарнирно с качающей-
ся кулисой 13. При угловом переменном движении кулисы 13 осу-
ществляется качание штанги 14, соединенной вторым концом при
помощи кронштейна с роликовой муфтой 15. Работа роликовой
муфты ясна из фиг. 175 и кинематической схемы.
Кронштейн качающейся штанги, передвигаясь на нужный угол,
заставляет передвигаться составляющий одно целое с ним зажим-
ной диск 40. Пружинами 39 и калеными штифтами 35 ролики 37
прижимаются к зажимному кольцу 38. При повороте зажимного
диска 40 по часовой стрелке ролики 37, защемляясь между плит-
ками 36 и зажимным кольцом, прижимаются к последнему и ув-
лекают его в том же направлении. Зажимное кольцо муфты, как
видно из кинематической схемы, при повороте увлекает связан-
ную с ним шестерню 16 (фиг. 174) и нижний вал подачи с подаю-
щим роликом 17. Нижняя шестерня 16 заставляет вращаться верх-
156
нюю шестерню, которая вращает вал с верхним подающим роли-
ком 19. При повороте зажимного диска 40 против часовой стрелки
давление роликов на зажимное кольцо 38 прекращается, оно ос-
тается неподвижным; тем самым подача материала прекращается.
Как видно из кинематической схемы фиг. 174 и фиг. 176, в слу-
чае поломки предохранительной планки 49 в цепи отрезки и зажи-
Фиг. 175. Роликовая муфта.
ма материала в прессе-автомате предусматривается посредством
системы рычагов автоматическое выключение рукоятки муфты по-
дачи материала 18. Кроме этого, в конструкции автомата преду-
смотрено блокировочное устройство, обеспечивающее начало мо-
мента включения и выключения подачи материала.
Включение подачи может быть произведено за время сжатия
и разжатия матриц, т. е. несколько раньше, чем матрицы перемес-
тятся с линии высадки на линию подачи. Этим самым обеспечи-
ваются полная и правильная подача материала, без отрезки не-
больших кусков, и хорошее качество высаженных изделий. Раз-
бивкой общей длины подачи материала на равные части можно
осуществить получение коротких деталей в длинных матрицах.
157
Подача материала осуществляется через отрезную и высадоч-
ную матрицы до качающегося упора. Управление качающимся
упором осуществляется от кулака. После того как торец металла
коснется упора, он отходит в сторону.
Кроме этого, качаясь, он отбрасывает вытолкнутое изделие в сто-
рону во избежание защемления его между матрицей и пуансо-
нами.
Посредством системы тяг рычаг упора 20 совершает угловое
движение. В момент высадки, когда отрезанная заготовка перено-
Фиг. 176. Узел отрезки и зажима материала.
посредством шарнирных
што-
сится матрицами на линию высадки, рычаг 20 перемещается в
крайнее правое положение.
Отрезка и зажим материала осуществляются торцевой плос-
костью раздвижных матриц при их перемещении с линии подачи
до линии высадки (это расстояние на прессе 122ВА равно 15 мм,
фиг. 176).
Управление перемещением матриц осуществляется от кулака
21, при вращении которого тяга 22
рычагов 23 передает поступательное перемещение двум
кам 24.
При этом раздвижные матрицы начинают перемещаться влево
до боковой планки станины, отрезают заготовку материала и в мо-
менты первого и второго ударов пуансонами зажимают эту заго-
товку с очень большим усилием. После того как произойдет вы-
158
садка, матрицы вместе с готовым изделием возвращаются в ис-
ходное положение посредством сильной плоской пружины 25.
Плунжер 26 получает принудительный обратный отвод от кула-
ка 27. Усилие зажима отрезанного материала может регулиро-
ваться посредством клина 28. Под действием плоской пружины 29
и пальца 30, изображенных -отдельно на фиг. 177, происходит
разъем, раскрывание высадочных матриц 6 с целью облегчения-
выталкивания высаженной заготовки при подаче роликами метал-
ла для следующей заготовки.
Фиг. 177. Узел раскрывания раздвижных матриц.
Операция высадки готового изделия или заготовки на данном
прессе-автомате осуществляется за. два удара.
Вертикальная каретка 4 в момент первого удара находится в
нижнем положении. За время второго оборота коленчатого вала
эта каретка перемещается в верхнее положение, и окончательная
конфигурация головки изделия производится ударом чистового
пуансона. Это вертикальное перемещение каретки осуществляется
таким же образом, как на высадочных прессах-автоматах с цель-
ной матрицей.
На высадочных прессах-автоматах с цельными матрицами
длина стержня регулируется выталкивающей шпилькой. Поэтому
в высадочной матрице одного и того же диаметра можно высажи-
вать заготовки со стержнями разной длины. На высадочных прес-
сах-автоматах с раздвижными матрицами требуются для каждой
длины стержня изделия отдельная матрица и боковые и задние
подкладки.
159
На фиг. 176 показан разрез узла отрезки и зажима мате-
риала. Раздвижные матрицы обозначены цифрой 6, боковые под-
кладки 30, отрезная матрица 31, державка отрезной матрицы 32,
задние подкладки 33. Крепление державки отрезной матрицы и
задних подкладок к плите автомата производится посредством
болтов 34. Регулировка зажима матриц производится следующим
образом. Освободив болты 45 и 43, ввертыванием болта 46 про-
изводят перемещение клина 28 влево, за счет чего уменьшается
путь хода плунжеров 26 и увеличивается общее сжатие матриц.
Для уменьшения усилия сжатия матриц необходимо клин 28
переместить вправо. При необходимости местного уменьше-
ния или увеличения усилия зажатия матриц пользуются болта-
ми 42 и 47. Для увеличения усилия зажатия матриц под голов-
кой высаживаемого изделия необходимо болт 42 вывернуть, а
болт 47 ввернуть, чем достигается перемещение клина 44 влево и
клина 48 вперед. При освобождении болта 47 и ввертывании бол-
та 42 клин 44 перемещает плиту 41, и таким образом происходит
увеличение зажатия матриц у конца стержня высаживаемого из-
делия.
Как видно из принципа работы высадочных прессов-автома-
тов с раздвижными матрицами, в выталкивании высаженного из-
делия не участвует выталкивающая шпилька, поэтому нет опасе-
ния изгиба или поломки ее. Отсюда на прессах-автоматах с раз-
движными матрицами допустима высадка изделий значительно
большей длины, чем на высадочных прессах-автоматах с цель-
ными матрицами. Кроме этого, поскольку цикл работы здесь со-
кращенный за счет совмещения подачи металла с выталкиванием
высаженного изделия, высадочные прессы-автоматы с раздвиж-
ными матрицами производительнее прессов-автоматов с цельными
матрицами.
Однако в раздвижных матрицах высадка изделий с очень ко-
ротким стержнем затруднительна. Это объясняется тем, что дли-
на высадочной матрицы, равная при этом длине стержня, будет
незначительной, и при частых ударах эта матрица раскалывается.
Кроме этого, следует добавить, что палец 30, раздвигающий матри-
цы 6 (фиг. 178), должен находиться на определенном расстоянии С
от переднего торца матриц и не может быть помещен у самого
края матриц. Эти моменты следует отнести к конструктивным не-
достаткам данного типа пресса-автомата, они отрицательно сказы-
ваются на его эксплоатации.
В табл. 32 приведены технические характеристики двухудар-
ных высадочных прессов-автоматов с цельными и раздвижными
матрицам^.
На трехударных высадочных прессах-автоматах высажи-
ваются изделия со сложной конфигурацией головки. Высадка од-
ного изделия производится за три удара, или за три хода высадоч-
ного ползуна. Регулировке подвергаются лишь два пуансона — пер-
вый пуансон и окончательный. Второй пуансон не регулируется. Со-
осность его должна обеспечить сама державка. Подача металла,
160
Технические характеристики двухударных высадочных прессов-автоматов
Таблица 32
Мисожников, М. Я. Гринберг
Размер в м м Модель Наиболь- ший диа- метр стер/кня выса ши- длина стержня выса- живаемого изделия в -ИЛ1 наиболь- шая длина отрезае- мой зато-
ваемого изделия В .НЛ1 напболь- наимень- шая шая товки в M.U
Основные параметры
длина теорети- ческая число 1 I чисто МОЩНОСТЬ 1 Габариты
хода произво- оборотов I оборотов
дитель- мотбра ) в плане
ползуна ность маховика | мотора
в шт./мин. в к.;гп ( в мм
в Л1ЛС в минуту в минуту
I
вес в кг
С цельной матрицей
3 А120 3 25 6 31 46 225 450 1.5
5 52ВА 5 30 8 35 — 130 260 1,8
6 А121 6 50 16 72 85 160 320 5,8
8 82ВА 8 50 10 80 100 74 148 8,8
10 — 10 76 115 — 70-80 140-160 11
12 А123 12 100 — 140 170 70 140 19,7
16 А124 16 130 — 180 220 60 120 32
20 — 20 133 — 200 — 45-55 90-110 30
1500 890X1580 1 125
950 1000x1500 1 850
1500 1270x2075 3 230
950 1540X2500 5 000
1 1700x2600 6 200
975 2320x5250 12 000
980 2740 x 5810 18330
— 2500x3800 17 500
С раздвижными матрицами
6 А161 6 72 16 100 120 135 270 5,8 — 1010x2000 2 700
8 8 101 20 140 — ПО 220 6 — 1500x2100 4 800
10 — 10 152 25 196 — 80 160 Н — 1800x2700 9 500
12 122В А 12 150 __ 200 196 82 164 12 960 2100x3200 12 000
16 16 152 32 215 — 65 130 21 — 2400x3400 21000
20 20 203 38 280 — 50 100 30 2800x3800 29 000
25 А165 25 200 — 300 280 50 100 60 3500x4300 50 000
Технические характеристики трехударных высадочных прессов-автоматов
Таблица 33
Размер в мм Модель Основные параметры
наибочьши й диаметр стер инн вы- са-ниваемого изде шя В ММ длина стер кип высаживае- мого изделия в мм наибольшая длина отре- заемо I заго- товки в мм теоретиче- ская произ- водительность в шт./мин. ЧИСЛО оборотов маховика в минуту МОЩНОСТИ мотора е кет габариты в плане в м.и вес в кг
наибольшая наименьшая
5 53ВА 5 30 С цел иной матриц 35 ей 86 260 1,8 1000x1500 1 900
6 — 6 63 90 65 195 4 1400x2100 3 500
8 — 8 63 — 108 50 150 6 1600x2500 6 000
10 — 10 102 — 133 45 135 11 2000x3000 9 500
12,5 — 12,Г' 102 — 133 40 120 15 2100x3200 11000
16 — 16 140 — 177 33 100 22 2500x3700 19 000
8 8 102 С раздай. ясными матр 152 ицами 70 210 7,5 1500x2200 5 000
10 — 9,5 152 19 206 50 150 11 1700x2700 8 000
12,5 — 12 152 25 206 50 150 18 2100x3000 13 000
16 — 16 152 — 228 40 120 22 2500 x 3600 22000
Фиг. 178. Высадочный ползун и раздвижные матрицы.
Фиг. 179. Общий вид трехударного высадочного пресса-автомата.
11*
отрезка его и перенос к высадочной матрице, а также выталкива-
ние производятся так же, как и на холодновысадочных прессах-
автоматах с цельными и раздвижными матрицами, описанных
выше.
Технические характеристики трехударных высадочных прессов-
автоматов с цельными и раздвижными матрицами приведены
в табл. 33.
На фиг. 179 изображен общий вид трехударного высадочного
в минуту.
пресса-автомата для высадки изделий диаметром ’ стержня до
10 мм- и длиной до 100 мм с производительностью 45 изделий
г) Высадочные прессы-автоматы с качающейся кареткой
и отрезкой материала по дуге
На фиг. 180 изображена кинематическая схема современного
двухударного холодновысадочного пресса-автомата с наибольшим
диаметром высаживаемого стержня 13 мм, отличающегося боль-
шой быстроходностью, четкостью работы и высокими эксплоата-
ционными качествами по сравнению с описанными выше прессами-
автоматами.
От мотора N= 18,1 кет посредством текстропных ремней дви-
жение передается на маховик диаметром 1325 мм, установленный
на вал 1, с которым соединен шатун 2, сообщающий возвратно-
поступательное движение ползуну. Цельный шатун 2 с хоботом <3
является более надежным в работе, чем шатун с разрезной цап-
фой, применяемый на прессах-автоматах других типов, так как
исключается необходимость в шатунных болтах и обеспечивается
правильное взаимное направление рабочих плоскостей. От вала 1
посредством зубчатой пары (/ = %) вращение передается валу 19
и кривошипному диску, с которым соединена качающая тяга 32,
приводящая в периодическое движение роликовую муфту, шестер-
ни z = 47 и подающие ролики 33.
Угол поворота роликов в зависимости от длины высаживаемо-
го изделия может регулироваться винтом 31 кулисы 30. Допол-
нительные ролики 34 приводятся от отдельного электродвигателя
Д^=1,1 кет звездочками и шестернями z = 36. Эти ролики облег-
чают заправку и удаление отходов материала.
Посредством конических шестерен z —23 вращение передается
распределительному валу 17, на котором посажены кулаки пово-
рота каретки 7 и 8, отрезки 12 и 14 и зажимы заготовки 18. Ку-
лаки 7 и 8 осуществляют при помощи рычага 5 и 6 поворот пуан-
сонной каретки 4. Рабочий и обратный кулаки 12 и 14 передают
при помощи роликов 13 и 15 и отводной пружины 25 угловое
перемещение несущему отрезной нож рычагу 10, установленному
на неподвижном валу 16. Зажим отрезанной заготовки произво-
дится автоматически от захвата 11, управляемого от кулака 18
с роликом 29 системой рычагов 28, 26 с пружиной 27 и рукоят-
кой включения зажйма заготовки 37. На валу 19 имеется экс-
164
2 3 1
,91325 ЛА I )Ш p /tV" Нк"^\ 'x^ ДШу \ \CM 19 \ 6Ж"О 9225 ЗлсктроЗвигатепь тип Mfl-204-/б №18,1 квт, п-96ОоЬ/нин Фиг. 180. Кинематическая схема ^>^2^1^ 2’23 К Л2 >xS)£r?vJГ// тЧ/ЧЧ/75' 14 К 4 35 JC 1Я JK 22' J- 11ОТЧ, ХЧ. Л ?Г/ ^*8а?А_^ид'Л 21 П ( Г %K 25 \ 25 \ sgef^Tr ^f/TV ^Чч. П L ZS1H4::-7J’5 1 ЛЖ. Zfk V. ^Чь. TfW'JJv'/ Kwf \ Nl '*ЧТ^ РмГ®”’ « Тт^ У/^' =J5<A Роликовая nyvma. ^^..aK^R/7’42^^ высадочного пресса-автомата с качающейся кареткой и отрезкой материала по дуге
центрик, который сообщает тяге 20 возвратно-поступательное пе-
ремещение. Тяга 20 управляет кулачком выталкивания 21, кото-
рый, качаясь вокруг оси, сообщает периодическое колебание ры-
чагу выталкивания 23. Обратный отвод рычага производится под
влиянием пружины 24. Такая конструкция выталкивающего меха-
низма обеспечивает плавное выталкивание без ударов. При этом
кулак выталкивания рассчитан на медленное первоначальное дви-
жение. Когда усилие выталкивания наибольшее и ускоренное, тогда
Фиг. 181. Пуансонная качающаяся карегка.
заготовка начинает освобождаться в матрице. Такое плавное вы-
талкивание предохраняет стержень заготовки от расклепывания,
обеспечивает бесшумность и способствует увеличению быстроход-
ности пресса-автомата. Регулируемый упор, державки для матриц
и выталкивающий палец обозначены соответственно на схеме ци-
фрами 35, 36 и 22.
Станина высадочного пресса-автомата отличается массивной
конструкцией; она изготовлена из стального литья, что обеспечи-
вает надежность и устойчивость в эксплоатации.
На фиг. 181 показана пуансонная качающаяся каретка 4
в двух положениях: левом (а) и правом (б). Когда рычаг 47
(фиг. 181, а) находится в правом положении и конический пуан-
сон 38 находится в рабочем состоянии, верхняя опорная часть
каретки 39 упирается в винт 40. Когда рычаг 47 переместится
в положение, указанное на фиг. 181,6. в рабочем положении на-
ходится чистовой пуансон 41, и верхняя опорная часть каретю
42 упирается в винт 43. С помощью камня 44 (фиг. 182), пере-
166
мешающегося в пазу каретки 4, поворот ее происходит вокруг
центра О. Пуансонная державка 45 крепится к каретке 4 гай-
ками 46.
положения в другое
Фиг. 182. Схема поворота
К пуансонной каретки.
На фиг. 183 изображен ползун с кареткой 4. Крепление дер-
жавки к каретке производится винтами и гайками 46. Сзади дер-
жавки установлена каленая прокладка.
На фиг. 184 изображен распределительный вал. Рычаг поворота
пуансонной каретки перемещается из одт
под действием кулаков 7 и 8. Эти кула-
ки посредством сильной пружины, нахо-
дящейся сзади крышки, удерживают ры-
чаг поворота от резких движений, прида-
вая плавность в работе и замедляя свое
движение в конце каждого хода так, что
почти отсутствуют ударные явления при
соприкосновении опорных плоскостей ка-
ретки с опорными винтами (12—14 —
кулаки перемещения ножевого рычага,
18 — кулак зажима заготовки).
На фиг. 185 изображена схема отрез-
ки по дуге. На валу 16 установлен ры-
чаг 10, несущий отрезной нож 48. Ры-
чаг 10 приводится в действие роли-
ком 13, который обкатывается по кула-
ку 12. Часть рычага А для сохранения
правильного и жесткого направления
движется в верхней направляющей. Ра-
бочий кулак 12 перемещает рычаг 10
лишь на расстояние, необходимое для
отрезки заготовки от бунта. Дополни-
тельный ход отрезного рычага 10, необ-
ходимый для переноса заготовки с линии
отрезки на линию высадки, осуществ-
ляется-сжатой'пружиной 25, сидящей на
цапфе 6, под действием которой ролик
обратного кулака 15 двигается-по кривой кулака 14. Вследствие
того что часть движения рычага 10 осуществляется под действи-
ем пружины, последняя одновременно может служить предохра-
нительным устройством в случае каких-либо препятствий ходу
рычага.
На фиг. 185, а показана заготовка, зажатая между отрезным
ножом 48 и захватом 11 в начале отрезки.
На фиг. 185,6 и в изображена заготовка на линии высадки
и в момент, когда конический пуансон затолкнул заготовку в вы-
садочную матрицу. Из фиг. 185 видно, что рычаг захвата 11 смон-
тирован на отрезном рычаге 10 так, что оба рычага двигаются
вместе. Отрезка материала по дуге в отличие от прямой отрезки
обеспечивает чистый и ровный торец, перпендикулярный к оси
материала.
167
Фиг. 184. Вид на распределительный эал.
1G8
В описанных выше высадочных прессах-автоматах при дости-
жении конца бунта теряется управление задним концом, который
проходит за подающими роликами.
При запуске нового бунта подающие
ролики должны сделать .несколько
оборотов, пока конец проволоки ново-
го бунта догонит задний конец прово-
локи А (фиг. 186). При этом часто
бывает, что отрезается заготовка В
длиной меньше, чем необходимо для
изготовления изделия. Эта укорочен-
ная заготовка застревает в коническом
пуансоне, что приводит или к забива-
нию ручья металлом, или к поломке
пуансона. Поэтому работа встык весь-
ма затруднительна, в особенности при
небольших диаметрах металла. Эти трудности преодолены созда-
нием автоматического выключения и включения подающих роли-
ков. Этот механизм изображен
Фиг. 186. Отрезка укороченной
заготовки.
на фиг. 187. Он состоит из рыча-
га 49, несущего ролик 50, кото-
рый под действием пружины при-
жимается к проволоке. Когда ко-
нец бунта проволоки проходит
за ролик 50, рычаг 49 передви-
гается вправо и выключает пода-
чу металла, оставляя конец ста-
рого бунта в направляющей труб-
ке 51. После этого конец следую-
щего бунта С вводится в труб-
ку 51 (как показано схематически
на фиг. 188 вверху) и прижи-
16ft
мается к концу В предыдущего бунта. Затем, отжимая ролик 50
(фиг. 187), автоматически включаются подающие ролики. После
этого рабочий считает число заготовок, которые могут быть сдела-
ны от конца старого бунта, и, достигнув этого числа, отводит
рычаг 37, освобождает захват, удерживающий неполную заготов-
Фиг. 187. Механизм автомати-
ческого включения и выклю-
чения подающих роликов.
Фиг. 188. Схема работы с подачей
материала встык.
ку, которая выпадает из ножа, не допуская поломок или забива-
ния конических пуансонов.
На фиг. 189 схематически изображено устройство упора 35 и
его монтаж в пазу, который обеспечивает жесткость и правильное
направление. Регулировка упора производится рукояткой 55 (см.
фиг. 189 сверху), которая приводит в движение червячную пару
52 и 53 через ось 54. Червячное колесо 52, вращаясь, передвигает
упор 35 по стрелкам. Такой упор прост и удобен в работе.
Смазка рабочих частей автомата производится от плунжерно-
го насоса, установленного в бачке на дне станка и снабженного
указателем уровня масла. Рычаг насоса получает от вращающего-
ся кулачка периодическое перемещение и нагнетает из бачка мас-
ло в трубку, соединенную со второй трубкой, через которую масло
проходит в распределительный картер, установленный на верхней
части автомата.
Количество масла, подаваемого к каждому подшипнику и ра-
бочим частям, зависит от числа отверстий, просверленных в цент-
ральном канале картера. Отверстия соединены с трубопроводами.
170
по которым масло стекает к смазываемым частям пресса-автома-
та. Распределительный вал с основными кулаками и роликами
помещается в масляной ванне.
Такое конструктивное решение вопроса смазки следует считать
удачным, так как оно создает надежность в работе всех механиз-
мов и значительно увеличивает долговечность работы роликов,
кулаков и подшипников. На других прессах-автоматах, где смаз-
ка кулачков и роликов производится самотеком при помощи тру-
бопроводов, происходит
частое засорение послед-
них, что приводит к вы-
ходу отдельных узлов ав-
томата из строя.
Высадочный ползун
Фиг. 189. Устройство регулируемого упора для материала.
Высадочные прессы-автоматы с комбинированной матрицей.
Узел высадочной квадратной четырехручьевой матрицы 1, со-
стоящей из двух частей, изображен на фиг. 190. Материал отре-
зается при помощи отрезной матрицы и ножа 2, который перено-
сит по дуге заготовку, зажатую захватом 3, к высадочной матри-
це. В момент высадки обе половины матрицы сжаты механизмом
зажима. Как только высадка закончилась и начинается выталки-
вание, сжатие ослабляется. Вследствие этого заготовка независи-
мо от длины легко удаляется выталкивающим пальцем. Зажим-
ной механизм действует от коленчатого рычага. На фиг. 190 вни-
зу изображен узел зажима матрицы со снятой крышкой.
Эта конструкция высадочных прессов-автоматов имеет ряд пре-
имуществ:
1) дает возможность высадки длинных изделий при малых
диаметрах, а также коротких в одной и той же матрице;
171
2) значительно повышает стойкость высадочных матриц за счет
использования четырех ее ручьев. Кроме этого, при длине стерж-
ня изделия, меньшей или равной половине длины матрицы, имеет-
ся возможность работы с поворотом матриц, т. е. использования
всех восьми ручьев.
Фиг. 190. Узел комбини-
рованных высадочных
матриц.
На фиг. 191 изображен современный крупный высадочный
пресс-автомат с цельной матрицей для высадки изделий из мате-
риала диаметром до 20 мм с наибольшей длиной стержня, рав-
ной 200 мм. Число изделий в минуту, получаемых на этом прессе-
автомате, равно 55, занимаемая им площадь составляет 2200 X
X 5900 мм. Вес его равен 41 т. Станина пресса-автомата изготов-
лена из стального литья. На прессе-автомате предусмотрены до-
полнительные ролики для удобства заправки материала и удале-
1Т2
Таблица 34
Высадочные прессы-автоматы с качающейся пуансонной кареткой и отрезкой по дуге
Наибольший Наибольшая Наибольшая Теоретиче- Число Мощность Габариты
Типы высадеч- Размер диаметр длина
Модель стержня вы- стержня вы- длина отре- ская произ- оборотов Вес
ных автоматов В мм саживаемого изделия саживаемого изделия заемои заготовки водительность маховика мотора в плане в ке
в мм в мм в мм в шт./мин. в минуту в кет В Л1.Н
— - — - — - — _ __ - - - - —
С цельной матрицей
Одноударные 3 ; 3 19 28 400 400 1,5 700X1100 1 050
6 6 35 50 250 250 4 1100X1700 3 350
8 8 40 60 200 200 5 1200X2000 4 800
10 ' 10 45 63 150 150 11 1300 x 2300 6 700
12,5 12,5 63 100 125 125 15 1700x2900 10 000
16 16 90 135 100 100 30 1900x4400 19 700
20 20 115 170 80 80 40 2200x5100 35 000
Двухударные 3 3 20 30 250 500 1,5 700х 1100 1 100 '
6 6 35 60 150 300 4 1100X1700 3 500
8 8 40 70 125 250 5 1200x2000 5 200
10 10 45 75 100 200 11 1300x2300 7 400
13 132В А 13 100 130 90 180 15 1700x2900 18000
16 16 90 150 65 130 30 1900x4400 21 000
20 20 114 190 55 110 40 2200x5100 36 500
С раздвижными матрицами
Двухударные з 3 38 50 250 500 1,5 700x1100 1 400
6 6 75 100 150 300 4 1200x1800 4300
8 8 90 120 125 250 5 1300x2100 5 800
10 10 100 140 100 200 11 1300x2400 8 200 i
12,5 12,5 125 180 80 160 15 1700x3000 16 500
16 16 150 215 | 60 120 30 2000x4700 28000 1
20 20 200 280 55 ПО 45 2200 x 5900 41000 1
1
ния отходов. В табл. 34 помещены технические характеристики
высадочных одно- и двухударных прессов-автоматов с цельными и
раздвижными матрицами, с качающейся пуансонной кареткой и
отрезкой металла по дуге.
Фиг. 191. Общий вид высадочного пресса-автомата для высадки
изделий диаметром стержня 20 мм с качающейся кареткой и отрез-
кой материала по дуге.
д) Гайковысадочные прессы-автоматы
Кинематическая схема гайковысадочного пресса-автомата при-
ведена на фиг. 192. От мотора / посредством двух шкивов 2 и 3
с тексгропными ремнями' и шестерен 4 и 5 вращение получает ко-
ленчатый вал 6, сообщающий ползуну 7 с пуансонной кареткой
возвратно-поступательное движение. На каретке установлены дер-
жавки с четырьмя пуансонами для высадки гайки и просечки от-
верстия. Таким образом, за один двойной ход ползуна получается
одно изделие. От вала 6 посредством двух шестерен 8 и 9 вра-
щение передается распределительному валу с копирами ,10, 26
и 22. Подача металла осуществляется от копира, который при по-
мощи ролика перемещает коромысло 11 со штангой 12, второй
конец которой производит периодические угловые повороты роли-
ковой муфты 13. Эта муфта сообщает вращение шестерням 14 и
роликам 15, подающим металл 16. Отрезка металла осуществляет-
ся от копиров 18, перемещающих штангу 19, ползушку 20 с но-
жевым штоком 21. На конце штока устанавливается нож с пру-
жинными захватами для отрезки и переноса заготовки на линию
первой осадки. Для переноса заготовки с одной операции на сле-
дующую служит транспортирующий механизм, изображенный от-
дельно на фиг. 193. Транспортирующее приспособление совершает
174
движение по дуге. Это движение осуществляется посредством копи-
ров 22 и рычагов. Рычаг 23 связан с рейкой 24, которая совершает
поступательное движение, вращает две шестеренки, установленные
на кривошипном валике, несущем транспортирующее приспособ-
ление.
После высадки шестигранной формы заготовка прочно прили-
пает к выталкивающему пуансону, и усилия передающих паль-
цев 25 недостаточны, чтобы оторвать ее от пуансона. Для этого,
кроме передающих пальцев, предусмотрены еще нижние зажим-
ные удлиненные пальцы 28, которые после вталкивания шести-
Фиг. 192. Кинематическая
схема гайковысадочного пресса-автомата.
гранной заготовки в передающие пальцы сильно сжимают послед-
ние. В это время шестигранный пуансон отходит назад, а заго-
товка остается в передающих пальцах. Действие нижних зажим-
ных пальцев 28 прекращается после отхода выталкивающего пуан-
сона. Зажим нижних пальцев 28 осуществляется от копира 26 и
тяги 27 с клином 37. Выталкивание заготовок из матриц на от-
дельных операциях совершается стержнями 35, приводимыми
в действие группой кулаков 34 и роликов 33, установленными на
валу, получающем колебательное движение от штанги 32. Отде-
ление отходов при просечке отверстия от самой гайки осущест-
вляется следующим образом. Кулак 29 сообщает возвратно-посту-
пательное движение тяге 30 и стержню 31. Стержень 31 входит
в просечную матрицу и удерживает отход.
Как и на обыкновенных высадочных прессах-автоматах, металл
подается желобчатыми роликами. Длина подачи металла регули-
175
руется упором. При движении ножа происходит отрезка заготов-
ки, и нож переносит ее на линию первой осадки. Пуансон 38
(фиг. 194) вталкивает заготовку в матрицу 39, в которой обра-
зуется конусная фаска. Выталкивание заготовки 40 производится
Фиг. 193. Транспортирующий механизм (а), передающие пальцы (б).
пальцем 41, приводимым в движение посредством рычага 34 к
выталкивающего валика 35. Регулировка длины выталкивания
производится подъемом или опусканием скошенной плиты 42 с по-
мощью болтов 43. Практически необходимая длина проволоки мо-
жет быть определена после образования шестигранной осадки
гайки.
Регулировка длины вталкивания заготовки в матрицу <3.9 про-
изводится пуансоном 38, осевое перемещение которого производится
176
подъемом (выдвижение пуансона вперед) или опусканием верти-
кальной колонны 44. Регулирование пуансона 38 с направляющей
втулкой 45, державкой 46 и подкладкой 47 в вертикальном направ-
Фиг. 194. Узел механизма 1-й осадки.
лении осуществляется винтом 48. Передвижение выталкиваю-
щего пальца 41 осуществляется при помощи винта 49 и стерж-
ня 50.
После ввода в передающие пальцы (фиг. 193, б) заготовка пере-
носится транспортирующим механизмом на следующую позицию
Фиг. 195. Узел механизма 2-й осадки.
хля осадки бочкообразной формы. На этой позиции (фиг. 195) за-
готовка пальцем 51 пуансона 52 заталкивается в матрицу 53. Па-
лец 51 при вталкивании заготовки отходит назад и сжимает пру-
жину 54. Бремя вталкивания заготовки достаточно для удаления
лередающих пальцев. Регулирование пуансона 52 в осевом направ-
лении производится так же, как на предыдущей позиции. Вталки-
2 В. М. Мисожников» М. Я. Гринберг 177
вающие пальцы 51 пуансона 52 и матрицы не должны входить
внутрь цилиндрической части, так как в этом случае заготовка мо-
жет на них держаться и при следующем ходе в матрице могут ока-
заться две заготовки. Матрица 53 крепится болтом 55 в держав-
ке 56, по которой скользит передающий механизм. После осадки
бочкообразной формы заготовки выталкивающий палец 57, приво-
димый в движение, как на предыдущей позиции, выталкивает за-
готовку в передающий палец транспортирующего механизма. За-
Рис. 196. Узел механизма
3-й осадки.
готовка переносится передающим пальцем на 4-ю позицию, т. е. на
позицию 3-й осадки: образование шестигранной формы, фасок и
центров под отверстие (фиг. 196).
В 3-й осадке участвуют высадочный шестигранный пуансон 58,
выталкивающий шестигранный пуансон 59, и шестигранная ма-
трица 60. Осевое регулирование высадочного пуансона 58 осуще-
ствляется посредством вертикальной колонны. Для вертикальной
регулировки пуансона 58 служит винт 61. В шестигранной матри-
це 60 скользит выталкивающий пуансон 59, который после окон-
чания выталкивания заготовки должен выступать за пределы ма-
трицы на 0,5—1,5 мм. Заготовка 2-й осадки должна свободно
входить в шестигранную матрицу 60. В случае перекоса или уве-
личенного размера заготовки 2-й осадки она будет шестигранную
матрицу 60 толкать назад, сжимая пружину 62, прежде чем нач-
нется образование шестигранника (фиг. 196, внизу).
178
После высадки заготовки шестигранной формы с наметкой от-
верстия под просечку передающие пальцы переносят заготовку на
5-ю позицию, где производится просечка отверстия (фиг. 197). Пе-
редающие пальцы остаются на этой позиции до тех пор, пока про-
сечной пуансон 63 не войдет в отверстие шестигранной заготовки.
В матрице данной конструкции гайка удерживается на наружной
поверхности в свободном состоянии. Учитывая, что после просечки
отверстия размеры граней несколько увеличиваются, особенно при
высадке мягких металлов, этот тип матриц применяется для гаек,
не имеющих жестких допусков на
размер по граням, шестигранника.
Фиг. 197. Узел просечки отверстия гайки.
Фиг. 198. Кулачковая
просечная матрица.
После просечки отверстия гайка остается на пуансоне 63 и
двигается назад вместе с ним, но, встречая по пути упорную пли-
ту 64 со сбрасывающей втулкой 65, падает с пуансона в направ-
ляющий желоб. Отходы металла падают через отверстие 66 в от-
дельный ящик.
Другая конструкция просечной матрицы изображена на
фиг. 198. Этот тип матрицы представляет собой шесть располо-
женных по граням гайки кулачков 67 с выемками, предохраняю-
щими их от выпадания. При просечке отверстия гайки кулачки 67,
отходя назад, сжимаются и предохраняют гайку от увеличения
размеров по граням. При отходе пуансона назад вместе с гайкой
кулачки, двигаясь вперед, раздвигаются и освобождают гайку.
На фиг. 199 изображен общий вид ползуна, транспортирующе-
го приспособления и инструменты (объяснение цифрам указано
выше).
В табл. 35 приведены технические характеристики гайковыса-
дочных прессов-автоматов.
12* 17J
Фиг. 199. Общий вид ползуна с транспортирующим
механизмом и инструментами
Фиг. 200. Гайковысадочный пресс-автомат для высадки гаек
с шестигранником от 22 мм.
180
На фиг. 200 изображен гайковысадочный пресс-автомат для
высадки гаек М14 с шестигранником до 22 мм. Производитель-
ность этого пресса-автомата составляет 80 гаек в минуту. Авто-
Фиг. 201. Гайковысадочный пресс-автомат
с шестигранником до 41 мм.
для высадки гаек
Таблица 35
Технические характеристики гайковысадочных автоматов
Модель 10! ГА А412 I ;
Наименование параметров Типы-размеры автоматов
6 10 12 20 25
Наибольший диаметр резьбы гайки в мм 6 10 14 20 25
Наибольший размер под ключ 12 17 22 41 41
Наибольшая высота гайки в мм . . Наибольший диаметр высаживаемого 6 10 12 18 25
иатериала в мм ........ 12 16 20 28 38
Производительность в минуту 120 100 80 60 50
Мощность мотора в кет 7,5 15 27 45 55
Число оборотов мотора в минуту . 1800 1200 750 1200 1200
Занимаемая площадь в мм 2200 х 2500 X 2600 х 3800 х 4600 х
Х2800 X37FO Х4200 Х4900 X5900
Вес автомата в кг . 10 000 11 800 16 000 53 000 74 000
181
мат работает с охлаждением. Бачок с охлаждающей жидкостью
(сульфофрезол) устанавливается под автоматом. Подача сульфо-
фрезола к инструменту осуществляется насосом. На фиг. 201 изо-
бражен наиболее крупный из всех существующих гайковысадоч-
ных прессов-автоматов, который высаживает гайки М25 с наи-
большим высаживаемым размером шестигранника S = 41 мм
Установка инструмента производится электрической лебедкой
2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВТОРЫХ ОПЕРАЦИЙ
а) Обрезные автоматы
Обрезные автоматы по принципу работы делятся на два типа:
1) автоматы с подвижным пуансоном;
2) автоматы с подвижной матрицей и неподвижным пуансоном
Автоматы первого типа производят заталкивание заготовки f
матрицу стержнем вперед. Схема работы этого типа автомата
изображена на фиг. 202. Матрица / при этом неподвижно закре
Фиг. 202. Схема работы обрезных автоматов с подвижным
пуансоном (первый тип).
плена во втулке 2, которая устанавливается в державке 3. Обре;
ной пуансон 4 получает от ползуна 5 поступательно-возвратно
движение и заталкивает изделие 6 стержнем в матрицу.
Автоматы второго типа производят заталкивание заготовки гс
ловкой вперед в неподвижный пуансон.
На фиг. 203 изображена принципиальная схема работы обре:
ных автоматов второго типа. Заготовка 4 переносится пальцем
на линию обрезки. Толкающий палец 7 толкает заготовку впло"
ную к обрезному пуансону 3 (фиг. 203, а). Когда головка болт
упирается в неподвижный пуансон 3. толкающий палец 7 остае-
ся на месте, а матрица 6 перемещается вперед и производит о(
резку головки заготовки, вталкивая ее в пуансон (фиг. 203,в
П >и отходе матрицы 6 болт выталкивается из пуансона пал!
182
цем 2, а из матрицы — пальцем 7 в тот момент, когда последний
упрется в планку 8. Палец 2 отходит на место под действием пру*
жины 1.
Большинство наших метизных заводов и цехов оснащено авто-
матами первого типа, которые изготовляются нашими отечествен-
ными станкостроительными заводами.
Рассмотрим кинематическую схему обрезного автомата этого
типа.
Заготовки, подлежащие обрезке, засыпают в бункер роторного
типа (фиг. 204). Ротор, снабженный лопастями, получает движе-
Фиг. 203. Схема работы обрезных автома- Фиг. 204. Кинематическая схема
гов с неподвижным пуансоном (второй тип). загрузочного бункера с ротором.
ние от ременной передачи через червячную пару 1. Лопасти 2,
вращаясь, поднимают заготовки к наклонному желобу 4. Здесь
звездочка 3 отбрасывает неправильно расположенные заготовки,
пропуская лишь те из них, которые опускаются стержнями вниз
между планками желоба. Пропущенные заготовки скользят по на-
правляющим планкам наклонного желоба к поддерживающему
пальцу 5, к которому за каждым его ходом отсекатель 6, установ-
ленный у конца наклонного желоба, пропускает лишь одну заго-
товку.
На фиг. 205 показан бункер 7 роторного типа. На этой фи-
гуре даны продольный и поперечный разрезы бункера. Обо-
значения отдельных узлов бункера такие же, как на кинематиче-
ской схеме (фиг. 204). Для устранения застревания заготовок под
планками предусмотрены валики 9, вращающиеся в разных на-
183
правлениях. Планки ротора обозначены цифрой 2. Винт 10 слу-
жит для перемещения бункера в зависимости от длины стержня
изделия. В эксплоатации имеются также обрезные автоматы с по-
дачей заготовок не при помощи ротора, а посредством двигающей-
ся вверх и вниз ползушки 1 (фиг. 206). Такой метод подачи заго-
товок на обрезных автоматах дал положительные результаты. Опи-
Фиг. 205. Продольный и поперечный разрезы загрузочного бункера с роторе^
сание работы бункера с ползушкой приведено в разделе накатных
автоматов.
Кинематическая схема обрезного автомата, предназначенного
для .обрезки контура головок со стержнем 12 мм (модель 12-ОА),
изображена на фиг. 207.
От мотора N =10 кет, п = 950 об/мин вращение посредством
текстропных ремней передается на маховик приводного вала 11.
Маховик соединен с приводным валом посредством фрикциона,
что обеспечивает его провертывание в случае перегрузки. Автомат
снабжен тормозным устройством для его остановки. Возвратно-
поступательное перемещение ползуна 12 осуществляется следую-
щим образом. От приводного вала 11 посредством зубчатой пере-
дачи Zi= 21 и £2 = 63 вращение передается на коленчатый вал 13,
от которого посредством шатунов 14, серьги 15 и шатуна 16 обес-
печивается перемещение ползуна, в передней части которого за-
84
креплен обрезной пуансон 18. Регулировка конечного положения
торцевой плоскости этого пуансона, как видно из фиг. 208, осу-
Фиг. 206. Общий вид обрезного автомата с подачей заготовок
ползушкой.
ществляется посредством клина 17. Вертикальный подъем этого
клина обеспечивается винтом 19. Совпадение осей пуансона и
Фиг. 207. Кинематическая схема обрезного автомата.
матрицы регулируется винтом 20 в вертикальном направлении,
а в горизонтальном — винтами державки пуансона. При обрезке
головок болтов с короткими стержнями на ползуне 12 (фиг. 207)
185
смонтирован механизм досылателя изделия в обрезную матри-
цу 21. Управление этого механизма производится с помощью ко-
пира 22 с роликом и рычагом 23. Рычаг механизма досылателя 23
Фиг. 208. Узел регулировки обрезного пуансона.
таким образом получает угловое перемещение и обеспечивает по-
дачу изделий в обрезную матрицу несколько раньше, чем начнется
операция обрезки головки обрезным инструментом. В новейших
конструкциях обрезных автоматов механизм
Фиг. 209. Узел регулировки хода поддерживающего пальца.
лия. Заготовки, пропущенные отсекателем в углубление поддержи-
вающего пальца 5, переносятся подающим механизмом в плос-
кость обрезки. Подающий механизм получает движение от кулач-
ка 24, находящегося на коленчатом валу. При вращении этого
186
кулака через систему рычагов и тяг 25, 26 обеспечивается воз-
вратно-поступательное перемещение поддерживающего пальца 5.
Посредством винта 28 и вращения тяги 25, как видно из фиг. 209,
рычаг 26 получает угловое перемещение и, таким образом, произ-
водится регулировка хода поддерживающего пальца 5, т. е. уста-
новка его начального и конечного положения. Подающий меха-
низм для удобства обслуживания и наладки автомата имеет вы-
ключение фиксатором 27. После того как подающий механизм
перенес изделие с оси подачи в плоскость обрезки, поворот изде-
лия в рабочее положение осуществляется передающим механиз-
мом. Этот механизм получает движение от кулака 28 (фиг. 207),
при вращении которого через систему рычагов и тяг 29 и 30 осу-
ществляется угловое перемещение пальца 31 с пружинными пла-
стинами, который крепится к рычагу 32. Передающий палец 31
с пружинными пластинами схватывает заготовку за конец стерж-
ня из углубления поддерживающего пальца 5 и переносит его на
линию обрезки.
При перемещении подвижного обрезного пуансона 18, закреп-
ленного в передней части ползуна, стержень заготовки вталкивает-
ся в отверстие обрезной матрицы 21, и при дальнейшем ходе пол-
зуна осуществляется обрезка граней болта. Передающий палец
отходит в исходное положение за следующей заготовкой, при этом
обрезной пуансон принимает свое крайнее положение, т. е. под-
ходит вплотную к обрезной матрице. Обычно величину зазора про-
веряют плотной бумагой толщиной 0,1—0,15 мм.
На бумаге должен остаться отпечаток рабочей части обрезного
пуансона. Кроме этого, отпечаток указывает на правильность уста-
новки пуансона.
Удаление стержня болта из отверстия обрезной матрицы осу-
ществляется выталкивателем 33. Возвратно-поступательное пере-
мещение этого выталкивателя осуществляется следующим образом
(кинематическая схема и фиг. 210). При вращении кулака 34
происходит угловое колебание кулисы 35, которая через систему
тяг обеспечивает возвратно-поступательное перемещение ползуш-
ки 37 и через рычаг 38 ползушки 39. Таким образом, вытал-
киватель 33 производит удаление стержня болта из обрезной
матрицы сквозь обрезной пуансон в корыто после обрезки граней.
Регулировка механизма выталкивания производится в зависи-
мости от длины стержня заготовки путем перемещения камня 40
кулисы 35 при помощи винта 41. Камень 40 устанавливается на
длину стержня обрезаемой заготовки по шкале кулисы. Гайка 42
служит для установки выталкивателя 33, чтобы конец выталки-
вающего пальца находился на уровне обрезной матрицы. В слу-
чае перегрузки в цепи выталкивания происходит поломка чугун-
ной предохранительной плиты 43.
Когда обрезной пуансон принимает свое крайнее положение, он
останавливается на короткое время для того, чтобы выталкиваю-
щий палец вытолкнул заготовку через пуансон в отверстие опор-
ной втулки. Таким образом, происходит отделение стружки и бол-
187
s
Фиг. 210. Узел выталкивания после обрезки изделия.
та. Кулак 44 служит для принудительного обратного отвода всей
системы в исходное положение. Копир выталкивающего механиз-
Фиг. 211. Обрезной автомат с роторным бункером.
ма может быть повернут на валу на 90°, что позволяет произво-
дить повторную высадку на обрезных автоматах.
Фиг. 212. Общий вид обрезного
и
автомата с цепной подачей заготовок (вверху)
бункером (внизу).
На фиг. 211 изображен обрезной автомат с подачей заготовок
роторным бункером 2 и сортирующим колесом 3. Автомат пред-
назначен для обрезки изделий диаметром до 12 мм и длиной
стержня до 100 мм. Автомат снабжен тормозным устройством 1.
189
Обрезные автоматы изготовляются также с цепной подачей заго-
товок (фиг. 212). Здесь заготовки засыпаются в бункер 1 (фиг. 212
внизу) и увлекаются цепью 2 к направляющим планкам наклон-
ного желоба. Пружинные пальцы 3 отбрасывают заготовки, не-
правильно направленные и мешающие другим двигаться. Обрез-
ные автоматы с цепной подачей заготовок позволяют хорошо' про-
изводить обрезку контура головок как коротких, так и длинных
заготовок, что затруднено при роторной подаче. Кроме того, за-
грузочный бункер при роторной подаче заготовок установлен на
автомате выше станины, что вызывает необходимость в устрой-
стве над бункером электрической лебедки для подъема ящиков
г» о п гптпо VQ mtj тттптж упигарпопа
На автоматах с цепной подачей заготовок загрузочный бункер
установлен несколько выше пола, и засыпка заготовок может быть
произведена значительно легче. Недостатком цепного бункера яв-
ляются громоздкие габариты.
В табл. 36 приводятся технические характеристики обрезных
автоматов с подвижным обрезным пуансоном (первый тип).
Таблица 36
Технические характеристики обрезных автоматов
Наименование Размер автомата и модель
с роторным бунке ром и ползушкой с цепным бункером
6 мм 10 мм, А-231 12 мм, 12-ОА 10 мм 12 мм 20 мм, А-233 25 А-235
Наибольший диаметр стер- жня обрезаемого изделия в мм 6 10 12 10 12 16 25
Наибольшая длина стержня обрезаемого изделия в мм . . 50 120 100 130 150 200 200
Наименьшая длина стержня обрезаемого изделия в мм . . 9 16 25 12 19 12 18
Число изделий в минуту . . 130 120 80 100 80 55 50
Ход ползуна в мм .... Число ходов ползуна в мп- 76 157 190 152 190 250 —
нуту 130 120 80 100 80 55 50
Мощность мотора в кет . . Число оборотов мотора в 2 5 10 5 10 11,8 12
минуту 900 1000 950 900 1200 970
Занимаемая площадь в мм 920 X 1210Х 1780Х 1300 X 1700Х 1820Х
Х1860 Х2560 Х4000 Х4000 Х4300 Х6150]
Вес автомата в кг 1300 3500 7500 4300 6500 13 300 15 000
190
б) Накатные автоматы
В настоящее время накатка резьбы производится на двух ти-
пах резьбонакатных автоматов или полуавтоматов: 1) с плоскими
плашками и 2) с круглыми плашками (роликами). Наиболее
распространенным является метод накатки плоскими плашками.
Метод накатки круглыми плашками появился сравнительно недавно
и еще, несмотря на ряд преимуществ перед накаткой плоскими
плашками, достаточно широкого применения на наших заводах не
получил.
Сущность процесса накатывания резьбы плоскими плашками
заключается в том, что между двумя плашками помещается глад-
кая цилиндрическая заготовка,
на поверхности которой полу-
чается негативный отпечаток
профиля, нанесенного на рабо-
чих поверхностях плашек. Одна
из плашек, подвижная, совер-
шает прямолинейное движение,
другая — неподвижна. Весь про-
цесс накатывания получается за
один ход ползуна. Плашки ус-
танавливают так, что вершина
нитки одной плашки лежит про-
тив углубления другой, что опре-
деляет их установку за время ра-
боты. Это требование обусловли-
вается тем, что линии, проведен-
ные одной плашкой, должны сов-
пасть с линиями другой после по-
ворота заготовки на полоборота.
Резьбонакатный автомат с бун- Л О1„ п «
„ „ J _ Фиг. 213. Резьбоиакатныи автомат
керной ПОДачеЙ заготовок изоб- с бункерной подачей заготовок
ражен на фиг. 213. Автомат сос-
тоит из магазина 1, куда засыпаются накатываемые изделия, сор-
тирующего механизма 2, подвижных салазок с плашкой 3, пере-
дающего 4 и толкающего 5 механизмов.
На фиг. 214 изображена кинематическая схема этого автомата.
Автомат приводится в действие от мотора через шкивы Di и О2
и £)2 с клиновидными ремнями. Шкив £)2 установлен на
валу 1. С вала 1 посредством зубчатой передачи z=16, шестер-
ни кривошипа z = 81 и шатуна 6 осуществляется возвратно-по-
ступательное перемещение ползуна 7, в котором закреплена по-
движная плашка 8. Вторая накатная плашка 9 устанавливается
в неподвижную обойму станины. Подача изделий из магазина 17
к накатным плашкам осуществляется следующим образом: при
вращении шестерни-кривошипа z —81 посредством зубчатой
передачи z = 94 и z=130 вращение передается на валик 10, на
котором смонтирован диск 12. При вращении этого диска посред-
191
ством шатуна 13 осуществляется возвратно-поступательное пере-
мещение ползушки 14. Эта ползушка перемешивает изделия, нахо-
дящиеся в бункере, и забрасывает их между плоскостями на-
правляющих планок 11. Шестерня z=130 соединена с валиком 10
не жестко, а через фрикционы, что обеспечивает ее проворачива-
ние в момент перегрузки. Усилие, развиваемое фрикционами,
может быть отрегулировано посредством пружины.
На фиг. 215 изображен магазин загрузки. Ползушка 14 за
каждый ход, проходя между массой засыпаемых в бункер 17 заго-
товок, поднимает их к направляющим планкам 11 желоба. Заго-
товки попадают стержнями в паз, опираясь на головки. Правиль-
но расположенные заготовки пропускаются в нижнюю часть жело-
ба звездочкой-отражателем 2. Наоборот, заготовки, подошедшие
к звездочке-отражателю в неправильном положении, а также
заготовки с головками, не соответствующими по размеру величи-
не кольцевого паза, имеющегося на звездочке-отражателе, отбра-
сываются назад в бункер. Кронштейн 3, на котором установлена
звездочка, можно поворачивать вокруг оси рукояткой 4 в случае
застревания заготовок в звездочке-отражателе. Для того чтобы
головки заготовок располагались на желобе в строгом порядке,
применяется верхняя направляющая планка 5. Передача изделия
из конечного положения направляющих планок 11 на ось накат-
ки, как видно из кинематической схемы и фиг. 216 и 217, осуще-
ствляется механизмом подающего супорта. При возвратно-посту-
192
нагельном перемещении ползуна 7, посредством копирной план-
ки 18, ролика 19 и пружины 16 происходит перемещение супор-
та 20, на верхней части которого смонтирован прижимной 15
и передающий 21 пальцы. Передающий палец 21 своей торцевой
поверхностью передает изделие из направляющих планок к оси
накатки.
В целях удобства наладки, посредством фиксатора 22,
механизм подающего супорта может быть выключен, без остановки
автомата. Для обеспечения
ных плашек стержней из-
делия, после переноса
его к оси накатки, слу-
жит толкающий меха-
низм. При вращении ку-
лака 23 посредством си-
стемы тяг и рычагов
планка 24 (фиг. 214) по-
лучает возвратно-посту-
пательное перемещение.
На конце планки укреп-
лен толкающий палец,
который своей торцевой
плоскостью проталкивает
стержень изделия в за-
борную часть плашек.
На фиг. 217 изобра-
жен общий вид передаю-
щего механизма. Для
регулировки передающе-
го пальца служит винт
26, для прижимного —
винт 27.
захвата заборной частью накат-
Фиг. 215. Магазин загрузки накатного
автомата.
Плашки крепятся при
помощи ^жимных скоб 28. Неподвижная плашка 9 крепится
в державке 29, и при помощи винтов 30 производится ее регу-
лировка на нужный диаметр накатываемой резьбы изделия. Для
установки на требуемую длину резьбы и на соответствующее
расстояние от головки изделия применяются подкладки 31.
Полуавтоматы с горизонтально движущимися плашками и вер-
тикальной подачей заготовок вручную (фиг. 218) чаще всего
накатывают изделия без головок, т. е. шпильки или изделия
с большими головками, которые на наклонных автоматах опроки-
дываются, а также длинные болты, которые нельзя подавать авто-
матически. В последнее время для накатки длинных изделий
успешно применяются накатные автоматы с цепной подачей заго-
товок. Один из таких автоматов изображен на фиг. 219 и 220.
В табл. 37 и 38 приведены технические характеристики резьбо-
накатных автоматов и полуавтоматов с плоскими и круглыми
плашками.
13 В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг
193
Фиг. 216. Узел передвижения супорта накатного автомата.
Фиг. 217. Общий вид передающего механизма накатного
автомата.
194
Фиг. 218. Общий вид накатного полуавтомата (горизонтального типа)
с вертикальной подачей заготовок.
Фиг. 219. Общий вид накатного автомата для накаты-
вания резьбы изделий М20 с цепной подачей заготовок.
95
Таблица 37
<о Технические характеристики иакатиых автоматов и полуавтоматов с плоскими плашками
Размер автомата В At At Модель Основные параметры
наибольший диаметр накатываемой резьбы в мм наиболь- шая дли- на нака- тываемой резьбы в мм число двойных ходов плашки в минуту потребная мощность в кет ЧИСЛО оборотов мотора в минуту длина плашек в .иле толщина длашек В At At габарит авто- мата в плане В AtAt вес авто- мата в кг
подвиж- ная непо- движная
2,5 2,5 Автомат 25 ы наклонные 145-175 с загрузс 0,3 чным бун 1200 кером и л 51 олзушкой 44 17,5 600 X 700 200
4 4 38 125—150 0,75 1200 82 70 21 950X1120 630
6 СТ-1166 6 50 100-75 2,2 1200 127 108 24 1120X1500 1 280
10 10 75 75 3,7 1200 171 152 30 1240X1730 1640
12 А-253 12 100 60 5,8 1445 216 190 36 1410x2175 2 400
16 12НА 16 102 50 7,5 1200 254 229 43 —
10 10 75 Хвтоматы н 100 аклонные 5,5 с цепным 1200 бункером 171 152 30 1500x3200 2 950
12 12 100 80 7,5 1200 216 190 36 1620x3500 3 450
16 16 115 70 11 1200 254 229 43 1850x3950 6 000
20 — 20 127 60 15 1200 305 279 50 2050X4050 9 500
2,5 2,5 25 Полуав 60 томаты г 0,36 оризонта; 900 юные 51 44 17,5 500x610 170
4 ___ 4 38 60 0,75 900 82 70 21 580X1050 250
б 6 50 60 2,2 1200 127 108 24 860X1420 500
10 10 75 60 3,7 1200 171 152 30 1220х 1800 1 950
12 12 100 50 5,5 1200 216 190 36 1270 x 2300 2 850
16 16 102 40 7,5 1200 254 229 43 1570x2700 5 000
20 20 115 30 11 1200 305 279 50 1820x3250 8 500
25 А-265 25 125 40 19,7 1000 405 308 55 2185x4500 10 570
38 — 38 115 30 30 1200 685 660 75 — —
Таблица 38
Технические характеристики накатных станков с круглыми (роликовыми) плашками
Модель Основные параметры
диаметр нака- тываемой резьбы в мм шаг накаты- ваемой резьбы в AtAt наимень- шая длина накатыва- емой резь- бы в AtAt 1 расстояние между осями шпинделей В .И Л1 посадоч- ный диаметр шпинделя под ролик В At At потребная МОЩНОСТЬ в кет число оборо- тов роликов в минуту радиальная подача ролика способ изменения числа оборотов шпинделя
наибольший наименьший наибольший наименьший наиболь- шее наимень- шее
34-к 15 — 1,5 0,5 — по 32 1,25 100-250 Ручная Сменны- ми шки- вами
ЭНИМС-5932 16 6 2 1 50 226 126 68 3,5 — Гидравли- ческая1 То же
60 33 — 2,5 — 40 135 95 45 3,2 — Автомати- ческая от кулачка Сменны- ми шес- тернями
РНП-1 35 5 3 0,5 32 135 80 35 2.2 — То же То же
ЛМ-1 35 10 2 0,5 25 140 85 — 1,4 220 » »
РН-1 36 12 1,5 0,5 — 112 88 30 1,25 80-250 Ручная »
ЭНИМС-5964 36 16 3,5 1 60 355 215 100 5 — Гидравли- ческая1 »
105 40 18 2 0,7 140 105 — 1,3 175-225 Ручная »
ЭНИМС-5966 40 5 3 0,8 60 — 135 50 2,7 75-207 Гидравли- ческая2 »
РНП-3 60 10 3 1 40 220 160 60 3,2 126-362 Автомати- ческая от кулачка
РНП-4 60 10 3 1 40 225 165 80 4,3 100-190 То же а
1 Рабочее давление в гидросистеме 60 ат.
2 Рабочее давление в гидросистеме 40 от.
3. РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Расход электроэнергии при обработке различных изделий яв-
ляется существенным фактором, для определения экономической
целесообразности при выборе технологом различных вариантов тех-
нологического процесса в зависимости от масштабов производства
и наличия имеющегося оборудования. Количество потребляемой
Фиг. 221. График потребляемой электроэнергии
на холодновысадочном автомате 82ВА.
электроэнергии позволяет судить о целесообразности установленной
мощности электродвигателя и дает возможность в очень многих
Фиг. 222. График потребляемой электроэнергии на гайковысадочиом
автомате 12 мм.
случаях замены его на меньшую мощность, что может дать заводу
большой экономический эффект.
На фиг. 221 представлен график расхода электроэнергии на
двухударном холодновысадочном прессе-автомате 8 мм (модель
82ВА) с цельной матрицей при высадке винта из материала диа-
метром 6 мм.
Как видно из графика, средняя потребляемая мощность (опре-
деляемая планиметрированием всей площади) при высадке данно-
198
го изделия во время холостого хода равна 1,1 кет, а с нагрузкой
1,8 кет. При времени обработки одного изделия 0,77 сек. общий
расход электроэнергии составит 1,8 • 0,77= 1,38 квт-сек, в том чис-
ле на полезную работу высадки (1,8— 1,1) 0,77 = 0,539 квт-сек
и на потери 0,831 квт-сек.
При выпуске за восьмича-
совую смену 32 000 шт. расход
электроэнергии за смену оос-
1,38 - 32000 .
тавит-----------— 12,4 квт-ч.
3600
При стоимости 1 квт-ч
22 коп. стоимость расхода
электроэнергии на одно изде-
* 22-1,38
лие будет равна - =
= 0,0084 коп.
Установленная мощность
электродвигателя на этом ав-
томате, равная 8 кет, является
завышенной.
На фиг. 222 дан график фИг. 223. График потребляемой элек-
расхода электроэнергии на троэнергии на обрезном автомате 120А.
гайковысадочном прессе-авто-
мате 12 мм при высадке гаек размером М10. Расход электроэнерии
на одно изделие в данном случае составит 4,725 квт-сек, а средняя
Фиг. 224. График потребляемой электроэнергии
на резьбонакатном автомате.
потребляемая мощность 6,3 квт, что позволяет при условии ста-
бильности технологического процесса заменить установленную мощ-
ность электродвигателя 18,5 квт на 6,0 квт.
199
На фиг. 223 приведен график расхода электроэнергии на обрез-
ном автомате 12 мм (модель 120А). При обрезке болта с раз-
мером шестигранника, равным 14 мм, средняя потребляемая мощ-
ность холостого хода равна 2,7 квт, а при нагрузке — 3,37 квт.
При времени обработки одного изделия, равном 0,8 сек., расход
электроэнергии составит 2,7 квт-сек., в том числе на полезную на-
грузку 0,54 квт-сек и на холостой ход 2,16 квт-сек.
При выпуске 32 000 изделий за 8 час. расход электроэнергии
равен 24 квт-ч. Установленную мощность электродвигателя 8,7 квт
в данном случае можно было бы заменить на электродвигатель
мощностью 3,0 квт при условии, что за данным автоматом не за-
креплены другие изделия, требующие больших усилий обрезки
и, следовательно, большей мощности мотора.
Расход электроэнергии на резьбонакатном автомате 12 мм при
накатывании резьбы М10 (фиг. 224) дает аналогичную картину
незначительного повышения расхода мощности при нагрузке по
сравнению с холостым ходом.
ГЛАВА /V
ИНСТРУМЕНТЫ
1. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ
Инструменты для холодной высадки можно разделить на три
группы:
1) инструменты с цельными (круглыми) матрицами (фиг. 225);
2) инструменты с раздвижными (открытыми) матрицами
(фиг. 226);
3) инструменты с разъемными (комбинированными) матри
цами.
Для высадки изделий за два удара применяется тот же инстру-
мент, что и для одного удара, но с дополнительным пуансоном.
Фиг. 225. Комплект инструментов для Фиг. 226. Комплект инструментов
холодной высадки с цельными мат- для холодной высадки с раз-
рядами. движными матрицами
Комплект рабочего инструмента для холодной высадки с цель-
ными матрицами состоит из следующих наименований (фиг. 225):
подающие ролики (одинаковые, для обеих групп) (на фигуре не
показаны), отрезной нож 2 и матрица 3, высадочная матрица 4,
пуансоны предварительный — конический — 5 и окончательный
чистовой 6 и выталкивающий палец 7.
Две заготовки и высаженное изделие даны на фиг. 225 вни-
зу (/)•
Комплект инструментов с раздвижными матрицами состоит из
следующих наименований (фиг. 226): подающие ролики 1, раз-
201
движимо матрицы 2, предварительный 3 и окончательный 4 пуан-
соны, нажимные плиты 5 и отрезная матрица 6. В этом комплекте
отрезным ножом служит одна из матриц (задний торец ее), а вы-
талкивание готового изделия производится новой заготовкой, пода-
ваемой роликами после того, как раздвижные матрицы освободят
от зажима предыдущую и передвинутся на осевую линию подачи
материала.
а) Подающие ролики
Размеры подающих роликов зависят от типа применяемого
оборудования. На фиг. 227 представлены подающие ролики с одним
а двумя ручьями с указанием обработки. Внутренний размер -4
Фиг. 227. Подающие ролики.
и наружный В имеют различную величину в зависимости от раз-
мера автомата. Расстояние 5Ц между роликом и центром радиуса
закругления канавки R берется равным от 0,02 R (для нового обо-
рудование) до 0,04—0,1 R.
Радиус закругления канавки R определяется по формуле
а +0,05
R = -------- мм
2
где dM наиб — наибольший диаметр высаживаемой проволоки с до-
пуском на изготовление 0,03 + 0,05 мм (см. ниже):
dM в мм
3,75-0,03
4,03-0,03
4,5 -0,03
5,53-0,05
6,17—0,05
R в мм
1,90+0,03
2,03+0,03
2,27+0,03
2,78+0,03
3,10+0,04
Материалом для роликов служит чугун с отбеленной рабочей
поверхностью (для больших размеров) или сталь 10Х-40Х. После
обточки стальные ролики подвергаются термообработке до твердо-
сти На = 54 5б-
202
б) Отрезные ножи и матрицы (втулки)
Отрезной нож (фиг. 228) представляет собой простую конструк-
цию. Скос а на ноже сделан для того, чтобы способствовать воз-
можно большему приближению конического пуансона к матрице.
Три наиболее простые конструкции пружинного прижима мате-
риала показаны на фиг. 228. Эти конструкции отличаются отсут-
ствием механического привода для подвижных частей. Стальная
пластина 2 прикреплена к ножу 1 с помощью шпильки! 3, гайки 4
Рис. 228. Различные конструкции
отрезного ножа.
г пружины 5. При подаче материала пластина 2 раздвигается
(края ее закруглены) и сильно прижимает заготовку к ножу до
гех пор, пока конический пуансон и матрица не вступят в работу
I нож не отойдет назад. Подобным же образом работает отрезной
юж с двумя действующими за счет собственного пружинения
(фиг. 228, в) «прижимными пластинами 2, которые увеличивают си-
iy прижима заготовки к ножу и предохраняют ее от выпадения.
Канавка ДА сделана для прохода упора при короткой заготовке
ia гайковысадочном автомате. По своим конструктивным достоин-
ствам вре три типа мало отличаются друг от друга. Последняя кон-
струкция хорошо зарекомендовала себя в эксплоатации при работе
: короткими заготовками. Радиус режущей кромки ножа равен
d
г, м наиб
203
с допуском на изготовление 0,03—0,05 мм или 15% от допуска на
диаметр проволоки (см. ниже):
В 'Ч'Н
2,25-0,03
3,4 —0,03
3,55—0,03
3,9 —0,05
4,65—0,05
Я, в мм
1,13+0,03
1,7 +0,03
1,78+0,03
1,95+0,03
2,33+0,03
Материалом для отрезного
У10-У12; твердость ножей после
ножа служит углеродистая сталь
термообработки должна быть
Фиг. 229. Отрезная матрица (втулка).
в П1>еделау Н” — 58 -= 62.
н Л ‘с
Прижимные пластинки
(лапки) изготовляют из стали
60Г или Уб с твердостью
Нр == 44 = 46.
Rc
Конструкция отрезной мат-
рицы дана на фиг. 229. Раз-
мер da равен наибольшему диа-
метру проволоки + z в зависи-
мости от диаметра проволоки.
При диаметре
* »
» »
» »
проволоки до 8 мм..........г = 0,05 мм
» от 8 до 14 мм . . . z = 0,05 ~ 0,08 мм
» » 14 » 19 » . . .z = 0,08-?0,12 »
» » 19 мм и выше . .2=0,10 = 0,15 »
Размер de должен быть равен не менее 1,2 da-
Угол а, облегчающий вход проволоки в отрезное отверстие, ра-
вен 20—30°.
Для правильной и ровной отрезки заготовки режущая часть
матрицы должна быть острой, однако во избежание выкрашива-
ния острие после шлифования следует притупить вручную наждач-
ной бумагой.
в) Высадочное матрицы
Цельные и разъемные матрицы. Для холодной высадки при-
меняются как цельные (круглые) матрицы (фиг. 230), так и разъ-
емные четырех-, шести- и восьмигранные, простые и комбинирован-
ные (фиг. 231).
Высадочная матрица изнашивается быстрее других инструмен-
тов, так как она воспринимает основное давление и имеет ограни
ченный припуск на износ отверстия. Это отверстие должно был
концентрично наружному цилиндру, прямолинейно и перпендику
лярно торцам.
Окончательный размер отверстия развертывается, а после за
калки шлифуется и доводится притиркой до полирования по тре
204
Фиг. 230. Различные конструкции цельных
двух- и односторонних высадочных матриц.
отверстием за-
высадку изде-
его выталкива-
может приве-
Фиг. 231. Разъемные матрицы
(четырех- и восьмигранные).
буемому размеру. Кроме того, требуется также обеспечить проч-
ность корпуса матрицы, которая воспринимает большие дина-
мические удары и радиальные усилия при высадке. Эти удары
и усилия могут вызвать большие внутренние напряжения и приве-
сти к образованию трещин и даже расколоть матрицу. Матрица
с искривлениями и шеро-
ховатым
трудняет
лия и
ние, что
сти к появлению на по-
верхности выезживаемо-
го изделия различных
рисок, шероховатостей и
вызвать поломку вытал-
кивающего пальца.
Простые разъемные
матрицы во время рабо-
ты сильно сжаты и не
раздвигаются.
Комбинированные ма-
трицы раздвигаются при
выталкивании, но не про-
изводят отрезки проволо-
ки, как это делают раз-
движные матрицы. Прос-
тые и комбинированные
матрицы по своей конструкции не отличаются друг от друга, их
различие заключается лишь в подвижности последних. И те и дру-
гие изготовляются двухсторонними.
Обычно автоматы с комбинированными матрицами могут быть
использованы как автоматы с цельными (круглыми) матрицами,
для чего устраняется боковой
нажим и ставится блок под
цельные матрякя. На прессах-
автоматах с цельными и ком-
бинированными матрицами
длина высаживаемого изделия
получается за счет регулирова-
ния хода выталкивающей
шпильки (пальца), а на авто-
матах с раздвижными матри-
цами эта длина равна длине
матрицы, которая соответству-
ет наименьшей длине стержня
изделия.
Цельные (круглые) матрицы изготовляются для изделий с дли-
ной I стержня от 4 до 15 d0. Наиболее распространенное соотно-
шение имет вид Z<6d0 (см. ниже).
205
Изделия с длиной стержня более 8 d0 должны высаживаться
в раздвижных (квадратных) или комбинированных матрицах.
Диаметр стержня d9 в мм До 3 Длина стержня 1 Не выше 15'd0
От 3 до 6 » » ю d0
» 6 » 10 » » 6 d0
» 10 » 15 » » 5 do
15 » 20 » » 4 da
Допуски на рабочие размеры отверстия (ручьи) и подголовка
матрицы выбираются в процентах от допуска изделия (табл. 39).
Таблица 39
Допуск изделия в мм % Допуск на ручей и подголовок В At Л С
0.054-0,06 45 0,015 . 0,025
0,064-0,10 40 0,0254-0,04
0,104-0,15 30 0,03 4-0,045
0,154-0,20 25 0,0454-0,05
0,20 и выше — 0,05
Некоторые заводы занижают диаметр ручья и подголовка мат-
рицы, учитывая, что после нескольких первых ударов диаметры
ручья и подголовка увеличивают свой размер, и также учитывая,
что часть допуска изделия используется на изготовление матрицы
Практикой установлена необходимость занижения диаметра
ручья и подголовка матрицы на величину Д' (см. ниже):
Допуск на изделие в мм . . 0,04—0,08 0,09—0,13 0,13—0,16 0,17 и выше
Величина занижения К в мм 0,03 0,02 0,01 —
.«
Допуски на наружный диаметр цельной (круглой) матрицы и
на размер квадрата, шести- и восьмигранника необходимо брать по
3-му классу точности системы вала.
Предельные отклонения на длину цельных и комбинированных
матриц берут по 4-му классу и величину этих отклонений делят
пополам со знаком +.
Остальные габаритные размеры матриц изготовляются в преде-
лах 5-го класса.
Обычно головка полукруглых винтов и заклепок образуется
целиком в пуансоне. В этом случае отверстие в матрице делают
прямым (фиг. 230). Потайная головка высаживается целиком
в матрице. Для этих головок зазор между матрицей и пуансоном
в конце рабочего хода равен от 0,1 до 0,3 мм. У болтов с шести-
гранной и квадратной головками г/3 высоты головки высаживается
206
в матрице и Уз в пуансоне, а остающаяся часть является зазором
между матрицей и пуансоном.
При высадке изделий с квадратом под головкой в пуансоне
образуется головка, а квадрат высаживается в матрице. Необхо-
димое утолщение под головкой (подголовок) также получается
в матрице, причем длина этого подголовка не должна превышать
двух диаметров стержня высаживаемого изделия.
При высадке изделий с круглыми и квадратными подголовками
получается сильная компрессия воздуха, при которой отсутствует
полное заполнение подголовка.
Фиг. 232. Матрицы
с воздушными отверстиями.
С целью устранения этой компрессии воздуха в матрицах делают
отверстия или воздушные мешки. Отверстия для выхода воздуха
в цельных (круглых) и квадратных матрицах с квадратными или
прямоугольными подголовками делают независимо от высоты под-
головка (фиг. 232). В цельных и квадратных матрицах высаживают
изделия с цилиндрическими подголовками в зависимости от диа-
метра изделия (табл. 40).
Таблица 40
Диаметры стержня
изделия da в .«.и
Высота подголовка С
для цельных матриц : для квадратных матриц
3-6
6—12
12—16
16—21
0,5 d0
0,7 d0
0,5 d0
0,4 d0
1,5 rf0
1,2 d0
0,8 d0
На фиг. 233 представлена державка 1 для разъемных прямо-
угольных матриц 2 с четырьмя ручьями. Прижйм матриц произво-
дится клином 3 с болтом 4 и упорным винтом 5. Допуск на длину
матриц дан равным 0,1 мм. Применение таких матриц повышает
стойкость их в 3—4 раза и облегчает и удешевляет обработку.
207
Как в матрице, так и в пуансоне острые углы необходимо за-
круглять. Многие изделия, идущие после высадки под накатывание
резьбы только на части стержня, иногда требуют одинакового диа-
метра стержня и резьбы. В этих случаях производится сужение
стержня через фильеры в высадочной матрице. На фиг. 230 показа-
Фиг. 233. Разъемные матрицы прямоугольной формы и державка к ним.
на такая матрица с указанием размеров фильера и следующего за
ним диаметра отверстия, чтобы дать представление об их соотно-
шении.
Передний угол фильера для облегчения входа материала не
должен превышать 28—30°. Диаметр профиля материала при суже-
нии диаметра заготовки стержня равен наименьшему диаметру
резьбы, а диаметр калибрующего отверстия (фильера) равен диа-
метру ручья в матрице, как и прц высадке изделия под накатыва-
ние резьбы.
Для увеличения срока службы матрицы необходимо делать ее,
где это возможно, двухсторонней. Матрицы обычно изготовляются
из высокоуглеродистой стали У10. Эта сталь после окончательной
208
обработки должна иметь твердость 7?Лс — 55 ч- 57 с резкими пере-
ходами и HR^—57 -*-59 с плавными переходами.
Матрицы, в которых производится сужение диаметра стержня,
для увеличения сопротивления износу изготовляются из быстроре-
жущей стали (типа ЭХ12М).
Термообработка высадочных матриц зависит от диаметра,
внутреннего отверстия и длины. В табл. 41 приведен режим термо-
обработки для высадочных матриц из стали ЭУ10.
Таблица 41
Габариты матрицы Закалка Охлаждение Отпуск в масле при 240-250° в мин. Твердость после отпуска HR Rc
[ наружный I диаметр в мм диаметр отверстия в мм в га Я S предвари- тельный подогрев при 500-600° в мин. овончатель- , ный нагрев при 780° | в мин. i ПОД струей во1ы на воздухе в сек. в водя- ном баке
22 3,4-5,6 63 25 30 20 До 60—70° 40 До пол- ного 60—62
38 3,3-6,2 63 35 45 30 То же 55 охлаж-
73 7,8-9,4195 50 50 40 » |75 дения
1. Внутреннее отверстие матрицы, через которое проходит выса-
живаемый материал и выталкивающая шпилька, а также часть
поверхности торцов вблизи отверстия должны иметь твердость
HR =60 62 (внутренняя полость матриц, удаленная от рабочей
поверхности, может иметь твердость HRc = 40).
2. Перед окончательной механической обработкой матрицы от-
жигают при температуре нагрева до 750—760° С.
3. Для уменьшения деформации закалку матриц производят
в специальной установке, состоящей из:
а) закалочного бака с водой, температура которой поддержи-
вается при помощи паровой трубы в пределах 30—40° С;
б) вращающегося корыта с отверстиями для входа воды, с план-
кой и призмой для укладывания матриц. К планкам подводятся
сопла, служащие для подвода воды (давление 5—6 ат) резиновы-
ми шлангами от специального насоса или через компрессор.
4. На призму устанавливается раскаленная матрица, отверстие
которой выдерживается под струей воды на воздухе от 20 до 40 сек.
в зависимости от величины матрицы. После закалки матрицы не-
медленно подвергают отпуску в масляной ванне.
5. После термообработки матрицы шлифуют и притирают до
требуемого окончательного размера отверстия.
6. Наибольшая деформация при этой термообработке составляет
не более 0,05 мм, размер отверстия до термообработки делают на
0,07 мм ниже номинала, т. е. с допуском на диаметр, равным
0,04 мм (верхнее и нижнее отклонения равны ± 0,02 мм).
U В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг 209
Для восстановления изношенных матриц применяется
хромирование (слой от 0,015 до 0,2 мм)
Фиг. 234. Приспособление для хро-
мирования внутренних отверстий
высадочных матриц.
твердое
внутренних отверстий.
В приведенном технологиче-
ском процессе (табл. 42) при
второй операции матрица за-
крепляется в приспособлении
(фиг. 234).
Внутрь отверстия, подле-
жащего покрытию, вводят про-
волоку так, чтобы она не ка-
салась покрываемых стенок и
была точно центрирована. За-
тем все приспособление по-
гружается в ванну для хроми-
рования и включается ток, ко-
торый, проходя от анода к ка-
тоду, осаждает на стенках от-
верстия матрицы хром из хро-
мового ангидрида ванны.
Таблица 42
Наименование операций i Выдержка |
Очистка отверстия шкуркой 000 — !'
Монтаж матриц в приспособлении —
Обезжиривание матриц 70° 2 мин. |
Промывка в горячей воде Анодное декапирование, плотность тока 25—35 а — — 5
на 1 дм? Хромирование, плотность тока от 45 до 100 а — 10—30 сек. ।
на 1 дм2 50—60° Для получе- 1 ния 1 ж на I сторону 2 мин.
Промывка в горячей воде — 1
Состав ванн следующий.
1. Ванна для обезжиривания:
20 г каустической соды NaOH на 1 л воды
15 » соды Na2CO3 » 1 » »
12 » Na3PO4 » 1 » »
10 » жидкого стекла » 1 » »
2. Ванна для хромирования:
250 г хромового ангидрида на 1 л воды
2,5 » серной кислоты » 1 » »
Для ванны необходим генератор постоянного тока, который
выбирается в зависимости от требуемой производительности
ванны.
210
В случае необходимости снятия хрома, установка должна иметь
переключатель для изменения направления тока.
Как было указано ранее, разъемные матрицы применяют вместо
цельных (цилиндрических) матриц. Они представляют как бы раз-
резанные на две половины цилиндрические матрицы, причем вместо
цилиндрических боковых поверхностей имеют четыре, шесть или
восемь граней с отдельным ручьем на каждой грани. После износа
одного ручья половинки пере-
ставляются на другие грани с
новым ручьем.
Матрицы такой конструк-
ции служат гораздо дольше,
чем цельные (благодаря нали-
чию нескольких ручьев), но
стержни, высаженные в них,
имеют пленку в месте стыка
двух половин. Эта пленка тем
меньше, чем точнее изготовле-
ны и чем плотнее сжаты ма-
державка Ясами- ось отОерата во/акна лежать на линии
Фиг. 235. Державка разъемных матриц
восьмигранной формы.
трицы. Сильное сжатие дости-
гается тем же путем, что и в круглых матрицах, т. е. конической
плитой через две разъемные сменные плиты приспособления или
клином (см. фиг. 233).
Разъемные матрицы, вставленные в восьмигранные отверстия
державки (фиг. 235), прилегают двумя гранями к шлифованным
плоскостям а. При сжатии
двух сменных плит матри-
цы плотно прилегают одна
к другой по линии б. Разме-
ры с предельным отклоне-
нием 0,05 дм должны быть
выдержаны по всем граням.
Допуски внутренних раз-
меров (ручьев) такие же,
как для цельных матриц.
Для стандартных холодно-
Фиг. 236. Раздвижные матрицы.
высадочных прессов-автоматов с раздвижными матрицами приме-
няются четырехгранные (квадратные) матрицы, которые могут
быть изготовлены только односторонними, так как другая сторона
их служит режущей гранью (фиг. 236) На фиг. 237, а и б пред-
ставлены конструкции раздвижных матриц для специальных авто-
матов, которые не только раскрываются для ввода заготовки, но
и передвигаются параллельно своей оси в сжатом состоянии. С
этой целью они снабжены внутренними канавками для лучшего
удержания заготовки.
На фиг. 238 представлены комплекты цельных, раздвижных
(квадратных) и разъемных (восьмигранных) матриц.
1 Размеры Do, d2, d и Н берут в соответствии с чертежом изделия.
14* 211
Очень важно, чтобы боковые поверхности матриц были пра-
вильно и тщательно прошлифованы. При соблюдении этого усло-
вия обе половины матриц будут плотно сжаты, металл не может
попасть в щели и образовать заусенцы на высаживаемом из-
делии. Обе половины матриц изготовляются так, чтобы после шли-
Фиг. 237. Специальные раздвижные
матрицы (с радиальным и осевым
передвижением).
фования полукруглые фрезеро-
ванные канавки, в которые
входит проволока, получалиш
овальными при полном сжатиг
Фиг. 238. Комплекты матриц цель-
ные, квадратные и восьмигранные.
обеих половин. Таким путем достигается необходимый натя!
(до 0,05—0,08 мм) для захвата проволоки, т. е. соприкасаюшие
ся плоскости их не совпадают с геометрическим центром ручы
на 0,05—0,08 мм.
Острые кромки на канавках тщательно сошлифовываются, ।
тем чтобы они не врезались в проволоку и не вызывали появлени!
на стержне глубоких продольных рисок.
Точность высаживаемых изделий в раздвижных матрицах ниже
чем в цельных матрицах. В этих изделиях под головкой и н;
стержне в месте разъема обеих половин матриц остаются неболь
шие заусенцы.
В раздвижных матрицах нельзя также производить сужени;
диаметра стержня под накатывание резьбы. Предельные отклоне
ния на длину ручья матриц, где производится высадка, обычн<
составляют + 0,05 мм и более.
Более узкие отклонения являются трудно выполнимыми и не
экономичными.
После износа отверстий на всех гранях матрицы подвергаютс:
восстановлению, которое производится таким же образом, как i
обработка новых после закалки.
212
г) Высадочные пуансоны
Как для цельных, так и для раздвижных матриц применяются
одни и те же пуансоны. В зависимости от числа ударов пуансоны
разделяются на две группы: 1) предварительные или конические
(для первого удара на двухударном высадочном прессе-автомате
и для первого и второго удара на трехударном) и 2) окончатель-
ны© или чистовые.
При высадке изделий на двух- и трехударных прессах-автома-
тах первый удар, при котором образуется предварительная кони-
ческая осадка, играет важную роль, так как он центрирует заго-
товку, идущую на образование головки, и предохраняет ее от про
дольного изгиба.
При недостаточной длине конической осадки получаются складки
или расслоение (кольцевые трещины) на головке. Это явление
объясняется тем, что длина металла,
идущая на образование головки, не
размещается полностью в рабочей ча-
сти конического пуансона и у основа-
ния конуса образует заусенец, что при
окончательной осадке головки приво-
цит к образованию складки.
При удлиненной конической осад-
ке происходит следующее явление:
239. Сборочный кониче-
пуансон с пружинным
выталкивателем.
и при окончательной
глина металла, потребная на образо-
вание конической осадки, недостаток- Фиг
та для заполнения удлиненной рабо-
гей части конического пуансона, усе-
тенный конус имеет неправильную форму
эсадке вызывает смещение оси головки относительно оси стержня.
Конические пуансоны изготовляются с выталкивателем и без
выталкивателя. Обычно заготовка после высадки удерживается
j матрице при отходе конических пуансонов. Однако при высадке
1зделий с коротким стержнем и большой головкой заготовка захва-
тывается пуансоном.
Для удаления заготовки из пуансона в этих случаях кониче-
ский пуансон снабжается выталкивающим пальцем с пружиной
(фиг. 239), который одновременно служит для вталкивания заго-
товки в матрицу. Длина выталкивателя конического пуансона
L = Нг 0,5 мм,
де Hi—длина конической части предварительного пуансона.
По диаметру он должен обеспечивать легкоходовую посадку
5 отверстие конического пуансона (dMHauM ). Выталкивающий
талец а (фиг. 239) находится постоянно под действием пружины б,
юторая с одной стороны упирается в шайбу в, а с другой — давит
га заплечик пальца, который прижимается к пуансону. В это время
фавая часть пальца находится в конической рабочей полости.
213
L Ц-'Ц-Ъ
К- 0.1 -из мм
LVj-IW
К-т -0,3мм
Фиг. 240.
1
Л--ЙЛ
Конические осадки
и расчет объемов.
направлении
симметрич-
без искрив-
Во время работы палец, столкнувшись с заготовкой, сжимает пру-
жину и уходит внутрь.
Размеры рабочей полости конического пуансона для головок
сложной формы определяются в большинстве случаев эксперимен-
тальным путем, так как они зависят от формы и объема головки
Высаживаемого изделия. Для крепежных изделий со стандартными
формами головок размеры рабочей полости конического пуансона
определяются высаживаемым объемом, диаметром проволоки,
расстоянием пуансона от матрицы (фиг. 240). Для металла
(с содержанием углерода от
0,30% и выше) рабочая полость
конического (предварительного)
пуансона имеет вид усеченного
конуса (фиг. 241 слева). Для
мягкого металла (с содержанием
углерода до 0,30%) эта полость
имеет, кроме усеченного конуса,
еще и цилиндрическую часть вы-
сотой 1,5;—2,0 мм, которая спо-
собствует лучшему удержанию
заготовки в осевом
и улучшает процесс
ной осадки металла
ления.
Угол а конуса без выталки
вателя берут равным 8—14° (дл:
устранения заклинивания заго
товки в рабочей полости при об
ратном ходе пуансона), а с вы
талкивателем 3—4Ь.
Нижний (больший) диамет)
Дк и высота Д1 усеченного ко
/! D"
нуса пуансона зависят от отношения . и — (Do —диаметр го
ам **
ловки после высадки и Н—-высота головки после высадки).
Гт Л
При отношении — 2,0 нет необходимости применять кони-
ческие пуансоны, так как при этом продольного изгиба части про-
волоки, идущей на образование головки (h), не наблюдается.
При расчете высоты заготовки Л необходимо учитывать все
объемы головки, в которых имеет место смещение металла (У\ и V2)
Расчет объема конической полости ведут исходя из объем;
головки Vi без бочкообразной части V*, диаметр которой d6 при
ближенно равен (1,3—1,5) dM. Для малых головок изделий с диа-
метром стержня до б мм dt> = (1,3-е 1,35) dM; для больших головок
изделий с диаметром стержня до 16 мм d0-=(l,3 -е 1,4) dM. Вели
чина зазора между коничёским пуансоном! и матрицей (К) колеб
Лётся в пределах от 0,1 до 1,0 мм (фиг. 240).
214
Зная объем Уч, можно определить объем У3 и высоту кониче-
ской полости Hi при ранее определенных dM и Dn (фиг. 241).
При износе отверстия матрицы и полости пуансона величина Л,
а вместе с ней и Ну также должны увеличиваться. Величина Ну
в этом! случае увеличивается при подналадке за счет укорачивания
цилиндрического пальца в коническом пуансоне. При больших
колебаниях диаметра высаживаемой проволоки dM наи б — dM на ам
длину цилиндрического пальца также изменяют в процессе подна-
ладки: при наибольшем диаметре материала палец укорачивается,
а при наименьшем — удлиняется (в соответствии с изменением й,„).
i-и пуансон
Фиг. 241. Форма внутренней полости конических
(предварительных) пуансонов.
Для расчета конических осадок существует ряд формул. Приве-
дем наиболее распространенные.
У3 =
где V3 —объем металла, идущий на образование конической
осадки;
Vi—объем металла, требуемый на образование головки.
Коэфициент Ку равен:
1. Для шестигранных и квадратных бол-
тов без подголовка...................0,70—0,90
2. Для шестигранных и квадратных бол-
тов с подголовком.....................0,75—0,85
3. Для изделий с полукруглой головкой . 0,7-0,8
4. Для изделий с потайной головкой . . . 0,5—0,6
Пользуясь этой формулой, берут размер d — верхний диаметр
конуса—равным наименьшему предельному размеру диаметра
металла dM (фиг. 241).
Размер D,- (нижний больший диаметр конуса) берут равным
от 1,18 до 1,4—1,45
Завод «Красная Этна» и Автозавод имени Сталина при опреде-
лении конических осадок пользуются следующими принятыми вели-
чинами и формулами.
При DK = 1,2 dM (фиг. 241) объем усеченного конуса Уз равен
* • Ну / 1,44rf2 1,2rf2
3 3~ Н 4 4~
Т.. Ну. 3,64 д2
3
215
откуда
„ = У05У3
1 а2
.И
Приняв недоход пуансона до матрицы для изделий, не подвер-
гающихся обрезке, практически равным 6% от высоты конуса Hi,
получим
„ 0,94-1,05 V,
Hi —------------
(И)
= °.» ИЛИ
< d2M d2M
а для изделий, подвергающихся обрезке, недоход будет равен 15%
от Hi, тогда
(12)
_ °.891/3 .
А 2
м
при £>к=1,3 dM объем усеченного
ж • Н, 3,99. d2
Уз =--------------------—---------
d2M
конуса получим равным
0,96V3
и Нг = ----- .
d2
(13)
(14)
3
При недоходе пуансона к матрице 6 и 15% получим соответст-
венно
„ 0,94 • 0,96Va 0,9V3
".—=
d2
** ч
(15)
н
и
„ 0,85 - 0,96V, 0,81У3
Пу = ------------ = ------
(16)
d2 d2
м м
Сведем! полученные формулы определения Hi для различных
Do h
отношений ~ > — и значений DK при недоходе пуансона, равном
6 и 15%, в табл. 43.
Объем усеченного конуса Уз конической осадки определяется
в зависимости от конструкции высаживаемой головки и подголовка
по формулам, приведенным в табл. 44 и 45.
Приведем несколько примеров расчета конических объемов для
различных конструкций предварительных пуансонов.
Пример 1. Дано: наименьший предельный диаметр исходного материала
dM=8,72; высота сферической головки Н=7 мм диаметр головки До =18 мм.
Для определения длины конической осадки необходимо определить равный
ему объем сегмента по формуле
[ D* Н2\ /182 7г \ 1ПСП
Уз=У,еги==*Н — +^- =3,14 - 7 — +— = 1069 л«л\
\ 8 6 / \ 8 6 /
тогда
следовательно
0,89V3 0,89 • 1069
Hi =-------=-------~-----= 12,5 мм;
d\ ™
DK = 1,2dM = 1,2 • 8,72 = 10,5 мм.
216
Таблица 43:
Др н h dM D к Недоход пуансона в процентах от высоты конуса
<2,5 <4 1.2^ 6 0,99У3 d2 м
<2,5 <4 1,2 dM 15 0,89У3 d2 м
>2,5 >4 1.3 dM 6 0,9У3 d2 м
>2,5 >4 I.3 15 0,81У3 2 d м
Пример 2. Определить размеры конической осадки для винта с полупотай-
ной головкой.
Дано; dM= 6,9 мм- высота сферической части головки «1 = 2,3 мм; высота
потайной части головки т = 4 мм; диаметр головки Do = 16 мм; объем мате-
риала, необходимый для образования конуса,
/£>о т2 \
Vs сфер "I* Vусеч. кон цил KHli I ——- + I "1*
\ 8 о /
/г»2 d2 Dado\ к-т Kd2
+ _о_ + + ____— -------------°т =
\ 4 4 4 / 3 4
= 237,5 + 424,3— 149,5 = 512,3 лмР.
Отсюда
0,89У3 0,89 • 512,3
И, = -------= -------------=9,6 мм.
d2M 47,6
Наибольший диаметр конической осадки
DK = 1,2dM = 8,3 мм.
Наименьший диаметр конической осадки
dM =6,9 мм.
21Т
00
Таблица 44
Формулы расчета объема усеченного
конуса предварительного пуансона
£р + + ро do г-т
4 4 4 /3
TtD®
V3=----°
4
ffl] +
d’
+ ~- +
4
+ + D0rf0 \ ir m_7trfo
4 4/3 4
1. Готовое изделие
612
220
Таблица 45
221
Формулы расчета объема усеченного
конуса предварительного (конического)
пуансона
\ 8 6 /
,2 л* 1 2 * 4
7td2 7tan л
+ — С—— °C
4 4
nd2
-V S2 • С — —° С
4
1. Готовое изделие
2. Заготовка после
высадки
I
Пример 3. Определить длину конической осадки заготовки для болта
с шестигранной головкой.
Дано: размер по граням S = 22 мм; высота головки Н = 11 мм; диаметр
материала dM = 14,4 мм. Тогда
1 И
D, = 1,165 = 25,5 мм, Н2=-^- Н = —= 3,7 мм;
тгО2 red2
V3 =__°-Н——0-Г = 4900 мм*,
4 4
откуда
Наибольший и наименьший диаметры конической осадки:
£>к= l,2dM= 17,3 мм;
йм = 14,4 мм.
При высадке за три удара благодаря двум коническим пуансонам достигается
постепенная и равномерная осадка.
Для определения конических осадок при первом и втором ударах практи-
чески установлено следующее отношение:
где Hi — высота конуса при первом ударе (первый конический пуаисои);
Н2—высота конуса при втором ударе (второй конический пуансон).
222
Продолжение табл. 45*
Из этого отношения видно, что длина конической осадки при первом ударе
больше, чем прн втором. Диаметр основания конуса, наоборот, при первом
ударе меньше, чем при втором:
D'
— = 1,13—1,15,
DK
где D „ — диаметр основания конуса при первом ударе;
Dr — тнаметр основания конуса при втором ударе.
Расчет двух конических (предварительных) пуансонов
при высадке головки за три удара.
Дано: диаметр сферической головки До = 25 мм; высота голов-
ки Я—5 мм; диаметр материала <и=6,5 мм.
Рассчитаем величины конической осадки, как для двухударногс
автомдта.
Объем конической осадку
/о Н'\ / 252 52 \
V3 = re. Н -°-Н--=3,14 • 5------F— == 1287 мм3.
\ 8 6 / \ 8 6 /
Длина конической осадки при первом ударе
„ 0,89V, 0,89 • 1287 ,
11, = —----- = —-------------= 27,1 мм
<4 б,52
при
1,2.
н2
223?
Находим, что высота конуса при втором ударе
Я2 = 27’- = 22,6 мм.
1,2
Диаметр большего основания конуса при первом ударе рассчи-
тываем по известной формуле для двухударных автоматов
DK = 1,2dM = 1,2 • 6,5 = 7,8 мм.
Диаметр большего основания конуса при втором ударе равен
Dk = Dk‘ 1,13 = 7,8- 1,13=8,8 мм
в нормальных условиях холодной высадки для головок в пределах
— <3 и —^2,5
а = 2° (наименьш.) и а =12° (наибольш.).
Осадка проволоки после удара производится на величину от
0,5 до 1,2 dH в зависимости от объема перемещенного металла.
Фиг. 242. Раздвижные
матрицы для высадки колесной шпильки.
Комплект высадочных раздвижных матриц для холодной высад-
ки колесной шпильки (фиг. 78) представлен на фиг. 242. При диа-
метре материала, равном 16,75“ 0>1 2 мм, диаметр ручья четырехсто-
ронней матрицы равен 16,77+ 0>03 мм.
При изготовлении ручья необходимо стремиться к наименьшим
предельным! размерам. Несимметричность оси ручья двух матриц
допустима в пределах не более 0,02 мм. Эксцентричность диамет-
224
ров 26,7+0’1, 19,5+0,3 и 16,77+0>1°, должна находиться в пределах
не более 0,1 мм.
Твердость в центре Н ЛС=30 35 с равномерным переходом
к зонам ручьев до твердости Hrc=52-±- 54. Поверхность ручьев
необходимо хромировать на глубину 0,01—0,015 мм по диаметру
с твердостью HR с==52^- 56.
Фиг. 243. Пуансоны для высадки колесной
шпильки за три удара:
а—первый пуансон; б — второй пуансон; в — третий
пуансон; г — палец; д — пробка
К недостаткам данной конструкции матрицы следует отнести;
1) ее малый размер по толщине 53,5’щи5 мм по сравнению с шири-
ной 95,2 "°’02л«л«, что при недостаточном внимании во время высад-
ки приводит к перекосам матриц и повышенному биению части
кюлесной шпильки, высаживаемой в пуансоне по отношению
к части стержня, высаживаемого в матрице, и 2) малая длина
части заготовки, сжимаемой матрицами.
На фиг. 243 даны конструкции с основными размерами пер-
вого а, второго б (конических) и третьего в (окончательного) пуан-
сонов с пальцем и пробкой д и г для регулирования высоты Ht
и Нч конуса.
Первый пуансон имеет высоту (Н^ конуса, равную 40, а вто-
рой —35 мм.
Для правильного и полного заполнения металлом внутренней
полости окончательного пуансона сделаны отверстия для выхода
15 В. М. Мнсожников, М. Я. Гринберг 225
воздуха (диаметр 1 и 4 мм). При изготовлении пуансонов также
необходимо стремиться к наименьшим предельным размерам.
Эксцентричность диаметров 17,5+0,02и 16,75+0,оа не более 0,05мм.
Холодная высадка колесной шпильки автомашины ГАЗ (см.
фиг. 79) производится на двухударном прессе-автомате 20 мм
в цельной матрице (фиг. 244).
Фиг. 244. Матрица для высадки глубокого подголовка
(колесная шпилька ГАЗ).
Ввиду того что подголовок имеет большую длину и отношение
— > 21 2,2 j нижняя часть его в матрице имеет расширение
для образования воздушного мешка и, кроме того, сделано 6 от-
верстий для выхода воздуха.
Отверстия для высадки подголовка полируются. Рабочие места
необходимо хромировать.
Слой хрома равен 0,01—0,012 мм на сторону. Материал —
сталь У10А. Твердость Як = 55 -ь 58.
На фиг. 245 дан рабочий чертеж матрицы для холодной вы-
садки болта ступицы переднего колеса ГАЗ (см. фиг. 81) с воз-
душными мешками и отверстиями для выхода воздуха. Заполнения
мешков и отверстий металлом во время высадки не наблюдается.
При большой величине объема, идущего на образование головки,
коническую полость предварительного пуансона необходимо из-
готовлять с двумя усеченными конусами для лучшей и правиль-
226
Фиг. 245. Матрица для высадки болта ступицы переднего
колеса ГАЗ.
Фиг. 246. Пуансоны для высадки болта ступицы
переднего колеса:
а предварительный (конический) и б — окончатель-
ный (чистовой).
Обработка кругом wv в
>0,15
—73,02-®,
кг
1.7HU-
-73,02qjfip
5,76^
4,06^.
Фиг. 247. Раздвижные матрицы для
лодной высадки кронштейна кулисы
рового стекла.
Калить: твердость 55+57
Острые кромки на ручьях «_
матриц притупить \
хо-
вет-
цопоосему
периметру
Л делать на Леем
трехоое ручья
Вой осадки металла без искривления. На фиг. 246 представ-
лен один из таких пуансонов, предназначенный для указанного
болта ступицы переднего колеса. На фиг. 246 внизу дан рабочий
чертеж окончательного пуансона для того же изделия. Этот пуан-
сон снабжен сильным выталкивателем с пружиной из проволоки
Диаметром 7,5 мм, шагом 12 мм с числом витков 5,5, наружным
и внутренним диаметром 36
и 21 мм. Длина пружины в
свободном состоянии равнг
75 мм. Проволока из стал»
65Г с твердостью после
термообработки Hrc = 41
-М4. Опорная пробка для
пружины вкладывается в от-
верстие пуансона диаметром
38 мм в свободном состоя-
нии. Пробка (сталь 45, твер
дость Hrc = 44 ч- 46) имеет]
направляющий стержень
входящий во внутреннее от
верстие пружины.
Раздвижные матрицы дл;
холодной высадки крон
штейна кулисы ветровой
стекла (см. фиг. 92) пред
ставляют собой нестандарт
ную конструкцию (фиг. 247)
Одна из матриц, ка:
видно из фиг. 247, имее
ВЫСТУП, КОТОРЫЙ ВХОДИ1
в выемку другой матрицы. Эти матрицы при сильном сжатии
производят одновременно сплющивание и изгиб заготовки нг
угол 8°45'.
Для высадки цилиндрического стержня кулисы служат два
пуансона (фиг. 248, а и б): предварительный (а) сборной кон-
струкции со вставным фильером из стали XI2М или твердой
сплава и окончательный (б) или чистовой. Твердость каленой втулки
(корпуса первого пуансона) до запрессовки фильера Днс=56
58, а после запрессовки и охлаждения в масле Hrc=35^-40
Фильер необходимо вложить в течение 1,0—1,5 мин. во втулку, на-
гретую до 500° с немедленным охлаждением в масле. Фильер
запрессовывается во втулку с натягом 0,10—0,15 мм. Например
для номинальных диаметров отверстий и валов прессовых поса-
док от 18 до 30 мм верхнее предельное отклонение для вала бу-
дет равно +0,145, а нижнее 0,100 мм (ПРЗ), для отверстия эти
отклонения соответственно равны — 0,019 и — 0,042 мм. Эксцен-
тричность диаметра 6,9 мм к наружному диаметру втулки до-
228
пускается на величину 0,035 мм, а эксцентричность диаметра
5,73 мм к диаметру 6,9 мм — на величину 0,02 мм (наиб.). Твер-
юсть фильера из прокованной стали XI2М равна Hr = 57-*-и0.
С
Фиг. 248. Пуансоны для высадки цилиндрического стержня
кулисы:
а — предварительный (сборной конструкции со вставным глазком
для утонения стержня) и б — окончательный.
При сложной форме гнезда пуансона размеры его углублений
фиг. 249) проверяют куском свинца, которым заполняют отвер-
гие пуансона. На фиг. 249 даны пуансоны для высадки: а — квад-
атной головки сферической формы, б — удлиненной головки
в — головки эксцентричной формы.
При конструировании и изготовлении пуансонов необходимо
равнивать вес головки высаженного изделия с весом образца,
гобы определить точность расчета объема материала, который
олжен пойти на образование головки.
229
Путем отрезки головки возможно ближе к стержню изделия
и взвешивания ее можно получить объем требуемого материала
Фиг. 249. Пуансоны для высадки
фасонных головок:
а — квадратной; б — удлиненной
и в — эксцентричной.
Расстояние же, на которое следуе
устанавливать подачу проволоки
определяют путем сравнения выса
женной головки с куском проволо
ки одинакового веса.
Вообше для конических пуансс
нов сложной формы нельзя указат
определенного правила, по которс
му (можно было бы рассчитать ра
бочие размеры требуемого углуб
ления. В каждом отдельном случа
встречаются различные затрудне
ния, которые приходится преодоле
вать опытным путем.
Необходимо помнить, что прет
дарительный (конический) пуансо
применяется для осадки металла,
также подготовки и облегчения тч
чения его при ударе окончательны
пуансоном, и что эта промежуток
ная форма нормально предстаь
ляет усеченный конус, основание кс
торого приближается к диаметр
головки готового изделия.
Пробная высддка головки кош
ческим пуансоном даже при внешнем осмотре дает представлена
о том, как пуансон деформирует металл, а макроструктура дат
Ш удар
Начало Конец
¥оор~^~
Упорная и
высаживают,
шпилька
РредИаритепь
ный пуансон
Матрица.
Заготовка-
выталкиба-
ющий палец-
^Заготовка
2.-й удар
Фиг. 250. Сборный пуансон для холодной высадки винта
с квадратным гнездом.
ясные указания, в каком направлении нужно исправить форм
углубления.
Внешние углы пуансона необходимо закруглять и с одной ил
230
с двух сторон делать срез, чтобы пуансон не задевал отрезной нож
в момент удара и отхода последнего (также скошенного).
Размеры рабочих полостей окончательных пуансонов равны
наименьшим размерам готового изделия. При плоских потайных
головках пуансон делают совершенно гладким, при полукруглых
рабочие полости в пуансоне не должны отличаться от окончатель-
ных размеров изделия. Во многих случаях пуансоны используют-
ся для сужения диаметра стержня за 1-й и 2-й удары с последу-
ющей обработкой на прессе-автомате для повторной высадки, обрез-
ном автомате и станке для снятия фасок. На фиг. 250 представлен
сборный пуансон для высадки винта с квадратным гнездом.
Фиг. 251. Матрица (а) и пуансон (б) для высадки головки
с лыской.
Пуансоны изготовляются из углеродистой стали ЭУ10.
Рабочие полости в пуансонах сложной формы можно изготов-
лять методом выдавливания специальным пуансоном под прессом
в горячем или холодном состоянии. •
На фиг. 251 дана конструкция матрицы а и пуансона б для
высадки головки с лыской (сталь У10, твердость Hrc = 60^-62).
Пуансон своим выступом входит в выемку матрицы, осаживая го-
ловку в замкнутом пространстве.
На фиг. 252 представлена конструкция высадочного пуансона
для фасонного (крестообразного) шлица. Размеры этих пуансонов
для различных винтов даны в табл. 46.
При высадке крестообразного шлица за вторую операцию на
обрезном автомате для вталкивания в матрицу и сбрасывания
заготовки с пуансона после высадки служит сборный пуансон
с конической пружиной (фиг. 253). Необходимость применения
231
Таблица 46
Размер винтов а в мм ъ В Л1Л1 С В Л4Л4 п в' мм а в град. Р 2 в град.
М3 1,4 1,0 0,51 0,46 130 7,5
М3,5, М4 и М5 2,9 1,6 1,1 0,70 130 7,5
Мб 4,0 2,5 2,1 0,84 140 7,5
М8 и MI0 5,2 3,5 2,74 1,26 140 7,5
Фиг. 252. Пуансон
для высадки крестообразного шлица.
этой пружины диктуется тем, что крестообразный пуансон вытас-
кивает заготовку из матрицы, в
Фиг. 253. Сборный пуансон с кони-
ческой пружиной для вталкивания
и сбрасывания изделий с пуансона
при высадке крестообразного шлица
на обрезном автомате.
стержня. Таким путем изготовля-
ются разводные заклепки. Комплект матриц для разводной за-
клепки приведен на фиг. 255.
отверстие которой стержень вин-
та входит свободно.
На фиг. 254 представлена дру-
гая конструкция пуансона для
высадки крестообразного шлица.
Этот пуансон применяется при
высадке винтов с крестообраз-
ным шлицем за три удара в одну
операцию. Применяемая сталь
Х12М с твердостью после термо-
обработки Hrc = 58 -е 60. Рабо-
чее место необходимо хромиро-
вать и полировать, обработка
V V V V 10- На высадочных
прессах специальной конструк-
ции производится также удале-
ние металла путем просечки
232
Фиг, 254. Облегченная конструкция пуан-
сона для высадки крестообразного шлица
на трехударном прессе-автомате.
233
Фиг, 255. Комплект матриц для просечки стержня
разводных заклепок.
д) Выталкивающая шпилька (палец)
Диаметр выталкивающей шпильки d ш (фиг. 256) определяется
размером ручья и высаживаемой проволоки по формуле
dul =di~ (х + а),
где d 1 —диаметр ручья матрицы;
х —зазор между шпилькой и ручьем;
а —натяг (для комбинированных матриц).
Величину х берут в зависимости от диаметра стержня (см.
ниже):
Диаметр стержня........ До 8 мм 8—13 мм 13—16 мм От 16 и выше
Величина х в мм........ 0,05 0,05—0,1 0,05 —0,12 0,08 —0,15
Фиг. 256. Выталкивающая
шпилька
Перед термообработкой на стержень выталкивающей шпильки
для предохранения от коробления плотно навивают мягкую сталь-
ную проволоку (для малых разме-
ров латунную) по всей длине.
Затем стержни подвешивают за
конец проволоки в вертикальном
положении и вводят в печь, нагре-
тую до 800° С. После пребывания
в печи в течение 30 мин. стержни
охлаждаются в воде или в соляном
растворе (также в вертикальном положении).
Отпуск производится медленно до 210—220° С. Охлаждение на
воздухе. Отпуск желательно производить два раза, чтобы умень-
шить опасность поломки и выкрашивание стержня. Операция отпу-
ска должна продолжаться 1,5—2,0 часа в печи, нагретой предва-
рительно до температуры 150° С.
2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ
ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ ГАЕК
Комплект инструментов для высадки гаек состоит из:
1) подающих роликов,
2) отрезного ножа;
3) отрезной матрицы;
4) матрицы и пуансона для получения фаски;
5) матрицы и пуансона для получения бочкообразной заго-
товки (1-й осадки);
6) матрицы и пуансонов для получения шестигранной заго-
товки (2-й осадки);
7) матрицы, пуансона и втулки для просечки круглого отвер-
стия и
8) передвижных пальцев.
Первые три инструмента являются общими, стандартными
инструментами для холодной высадки. Для определения же рабо-
чих размеров остальных специальных инструментов необходимо
234
определить все промежуточные размеры заготовок по переходам
(фиг. 257).
На фиг. 258 (а, бив) даны комплекты инструментов для вы-
садки фаски и бочкообразной заготовки (а), шестигранной заго-
Фиг. 257. Холодная высадка гаек (по переходам).
товки (б) и просечки отверстия (в), а на фиг. 259 — комплект
транспортирующих пальцев.
Для определения исходных размеров заготовки проволоки
(диаметра и высоты) следует произвести расчет объема заготов-
ки до просечки отверстия под резьбу (фиг. 260).
Этот объем состоит из объема всей шестигранной заготовки
без двух объемов конусов I, двух объемов цилиндра II, двух объ-
емов усеченных конусов III и двух объемов наружных фасок IV,
т. е.
VIII = VII —2(1+11 + III + IV),
где VIII— объем всей заготовки после высадки шестигранника;
235
VII — объем всей заготовки с угловым объемом фасок равен
площади шестигранного основания, умноженной на высоту гайки
VII = ^-г-h-C = 3D-А-с = 0 75 D. А. С
2 2-2
где D — размер гайки по диагонали в мм;
А — размер гайки по граням в мм;
С — высота гайки в мм;
I — объем конических
углублений равен
I = 0,2618 d2h-,
2/= 0,5236
\ 2 /
v S + T .
z\-----
2 ’
Фиг. 260. Расчет объемов
заготовок для высадки
шестигранных гаек.
Фиг. 259. Комплект транспортирующих пальцев:
а — для заготовок с фасками; б — для бочкообразных
заготовок; в—для шестигранных заготовок.
II — объем двух цилиндрических углублений равен
II = д/ р2- R = _|_ O2Q) = 0,785 (P2R 4- O2Q);
4 4 4
III — объем двух усеченных конусов равен
III = 2[0, 2618 (D2 + Dd + d2)] =
= 0,5236 - (Щ') pv + N(°±P) + ;
236
IV — объем двух наружных фасок равен
IV ~ 2А3 • К = 2 • 0,0011 • А3 == 0,0022 • А3;
V — объем центрального цилиндра равен
у _ тс • IV
~ 4
где высота этого цилиндра
IV = С — (С7 + V + Q 4-Я);
VI — объем отхода равен
VI = V— I = 0,5236 *±Х
Процент отходов равен
Объем высаженной заготовки после просечки отверстия равен
VIIIVI.
Для определения объемов имеем следующие данные (табл. 47).
Таблица 47
Размеры гаек: диа- метр хшаг в мм Л размер по граням в лсм Диаметр сверла В, принятый при 10—35% притупления, в мм С высота номинал, в мм Диаметр проволоки D в мм Е в мм W 1 s c,'hl Процент от- ходов и В
номин. наиб»
М5х0,8 9-0,2 4,3-0,15 4,5±о,5 6,75 6,8 8,1 1,2 16,3 0,40
М6х1 11-0,24 5,1-0,2 5,о±о,5 8,1 8,15 9,3 1,14 14,20 0,485
М8х 1,25 14-0,24 6,9-0.2 б,о±о,б 9,6 9,65 12,5 1,3 16,00 0,61
МЮх 1,5 17-0,24 8,6-о,з 8,О±о,б 12,7 12,8 14,2 1,П 17,1 0,73
М12х1,75 22-0,28 10,3-0,3 10,0+0,6 15,4 15,5 20,3 1,31 14,5 0,85
M14X2 22-0,28 12,0-0,3 11,0±0,7 16,216,3 19,8 1,2220,3 0,97
Продолжение табл. 47
Размеры гаек: диаметр 11 хшаг в мм Q в мм Л в мм V в мм S в мм т в мм р в мм О в мм N В мм
М5х0,8 0,29 0,34 0,35 0,585 0,605 4,45 4,3 5,5
M6X1 0,29 0,365 0,41 0,695 0,725 5,3 5,1 6,53
М8х1,25 0,32 0,39 0,54 0,935 0,95 7,1 6,9 8,7
М10Х1.5 0,51 0,60 0,64 1,17 1,19 8,85 8,6 10,76
М12Х1.75 0,70 0,79 0,76 1,40 1,43 10,55 10,3 12,85
М14Х2 0,79 0,90 0,86 1,625 1,66 12,3 12,0 14,9
237
Продолжение табл. 47
Размеры гаек: диаметр х шаг в мм м в мм L в мм К в мм 7 В мм I в мм н в мм G в мм а * *4 S Толщина стенки гай- ки t в мм
М5х0,8 4,6 3,00 6,36 8,6 1,678 0,405 5,9 6,85±0’05 2,35
Мбх 1 5,4 3,02 7,3 10,5 2,14 0,475 7,1 8,2 +0’05 2,95
М8х1,25 7,3 3,33 8,53 13,5 2,6 0,642 8,4 g 7 ±0,05 3,55
М10х1,5 8,85 4,5 п,о 16,5 3,2 0,78 П,2 12,8 +0,05 4,2
М12х1,75 10,7 5,5 14,48 21,4 4,488 0,94 13,5 15,55±0’1 5,85
М14х2 12,2 6,0 14,52 21,4 4,26 1,074 14,2 16,35±0'1 5,0
где А — размер по граням (наиб, и найм.);
С — высота гайки (наиб, и найм.);
D — размер по диагонали;
О—диаметр углубления в верхней части непросеченной за-
готовки равен диаметру просечного пуансона, а также
равен диаметру Вна111!. отверстия гайки (сверла);
Р—диаметр углубления в нижней части непросеченной за-
готовки равен О + от 0,15 до 0,3 мм в зависимости от
толщины стенок гайки. Чем тоньше стенки гаек, тем боль-
ше величина прибавки (прямая зависимость от отноше-
ния толщины гайки к площади просеченного отверстия);
N — больший диаметр внутренней фаски непросеченной заго-
товки, равный диаметру болта +2% (для свободного
выхода просечного пуансона).
а) Графический расчет
Неизвестные Q, R, S, Т, U и V — размеры углублений просечен-
ной заготовки — должны быть рассчитаны по чертежу шестигран-
ных пуансонов, вычерчиваемых в масштабе 50 : 1 или 100 : 1 (гра-
фический расчет).
На фиг. 261 приведено это геометрическое построение с соот-
ветствующими буквенными обозначениями. После определения
объема непросеченной заготовки определяется номинальный диа-
метр проволоки D, употребляемый при изготовлении гайки, и длина
Е. Отношение — длины отрезанной заготовки к диаметру нахо-
дится в пределах между 1,0 и 1,4 (ближе к 1,0) с предельным
отклонением на изготовление проволоки диаметром меньше
12 Мм ±0,05 и больше 12 мм ±0,07 мм.
Графический расчет величин Q, /?, S, Т, U и V производится
следующим образом.
238
При толщине стенок гайки t, диаметре отверстия В и высоте С
отношение С~~ < 0,5 указывает на то, что изготовление гайки
затруднительно (при диаметре отверстия, меньшем толщины гайки,
пуансоны ломаются).
При отношении, большем 0,5, величина U + Q должна быть
равной 0,155 С, для наибольшего размера гайки U + Q = 0,166 С.
В ряде случаев суммы выс-
тупов высаживающего и вы-
талкивающего пуансонов могут
быть равны между собой, так
как
U + Q = V + R.
Данные этих расчетов для
гаек от М5 до Ml4 по ОСТ 94
и 32 приведены в табл. 47.
При вычерчивании графика
(фиг. 261) для определения Q,
R, S, Т, U и V придерживают-
ся установленных опытом пра-
ВИЛ. Фиг. 261. Графический расчет размеров
1. На расстоянии от цент- углублений.
ральной вертикальной линии
ординаты), равном % О (для различных размеров гаек у2 Оь
% О2), проводятся перпендикуляры к оси абсцисс.
Вычерчивание лучше вести в масштабе 100 : 1 с тем, чтобы
размеры до 0,02 мм могли быть ясно видимыми.
2. На расстоянии У2 М % Ni, У2 N?,— проводят вторые пер-
пендикуляры и под углом 35° из точек пересечений с горизон-
тальной линией — наклонные.
3. Затем откладывают вверх от горизонтальной линии расстоя-
ния U 4- Q в пределах от 0,155 до 0,166 С, согласно указанному
выше правилу и проводят горизонталь для каждого размера
гайки.
4. Из точек пересечения этих горизонталей с вертикалями, про-
веденными на расстоянии У> О от оси ординат, проводят линии
под углом 5° с перпендикулярами. Точки пересечения этой новой
линии с линиями, проведенными под углом 35°, и разделят рас-
стояния U + Q на две части, из которых нижняя будет U, а верх-
няя Q (в масштабе 100: 1). Это нам определит величины Ui, U2..
Qi, Q? ..
5. Для определения величин V и R необходимо на расстоянии
от оси ординат, равном х/2 Р, % Р\, V2 Рг и т. д., провести вер-
тикали, а из точек пересечения этих вертикалей с горизонталями,
проведенными от оси абсцисс на расстоянии, равном V + R, Vi +
+/?i..., провести линии под углом 5° с новыми вертикалями, про-
веденными от оси ординат на расстоянии, равном У2 Р, % Pi—
6. Точки пересечения этих последних наклонных под углом 5°
239
линий с наклонными под углом 35° линиями и определят
величины U, Ut, U2... и R, Ri, R2...
7. Для определения величин S и Т следует провести из точек
пересечения наклонных под углом 5° линий с горизонталями на
расстоянии от оси абсцисс U + Q, + Qi, U2 + Q2... наклонные
под углом 15° линии до пересечения их с осью ординат, что даст
величины U + Q + S, + Qi + Si..., откуда можно определить
S, St, S2... Т, Т\, Т2...
Все эти размеры, взятые из графического расчета, приведены
в табл. 47.
Остальные размеры бочкообразной заготовки определяются
следующим образом:
М— меньший диаметр усеченного конуса находится между раз-
мером сверла и наибольшим диаметром просеченного отвер-
стия (О или В) и может колебаться в пределах +0,4 мм;
т. е. М — О ± 0,4 мм:
F— диаметр заготовки после получения фаски равен D + (от 0,075
до 0,15 мм)-,
G —диаметр верхней части конуса заготовки после образования
фаски равен 0,875 L:
Н —величина углубления заготовки после первой осадки равна
M— tg 10°;
2
J —диаметр цилиндрической части заготовки равен:
КК— (от 0,1 до 0,15 мм) для гаек М5—М10 мм;
0,15 » 0,20 ») » » М10—М12 »
КК — (» 0,20 » 0,25 ») » » М12—М14 »
где КК = Анаим. — (от 0,1 до 0,15 мм).
I —высота конической части бочкообразной заготовки равна
I = Jtg40°;
К — общая высота заготовки после первой осадки равна
K = L + 2 I,
где L — высота цилиндрической части заготовки рассчитывается
по объему конических частей путем вычитания его из не-
обходимого объема и деления на площадь окружности диа-
метра J.
Величина
После определения всех необходимых данных подсчитываются
объемы I, II, III и V.
Для определения Е и D, как сказано выше, выбирают отно-
Е
шение -- , исходя из заводской практики.
Объем заготовки (непросеченной) нам известен и равняется
объему VIII перед просечкой без фаски. Приравниваем егокобъ-
240
ему искомой заготовки. Определяем окончательно D и Е (округ-
ляя сотые доли миллиметра) и получаем действительное отноше-
Е
кие - .
Высота резьбы получена по формуле (табл. 48)
<< - < ) • 100
2(% + г)
d0’ и di’ — наружный и внутренний диаметры резьбы;
t2 — рабочая высота нарезки;
z —зазор при вершине нарезки (ОСТ 94 и 32).
Расчет высоты резьбы
Таблица 48
Размер гайки: диаметрх Хшаг в мм 1 < номинальный в наибольший в мм процент высоты резьбы наименьший в мм процент высоты резьбы рабочая высота нарезки ta в мм зазор при вершине нарезки z в мм 5? =С п м + d0 наружный диаметр резьбы в .u.vi 3 0 е» 4- ( 4а+2(,) + + 0,02
М5х0,8 3,061 4,3 69 4,15 83 0,52 0,036 0,556 5,072 5,34 5,5
М6Х1 4,701 5,1 70 4,90 84 0,65 0,045 0,705 6,09 6,40 6,53
М8х1,25 6,377 6,9 73 6,70 81 0,812 0,056 0,868 8,113 8,52 8,7
M10X1.5 8,051 8,8 73 8,30 88 0,974 0,068 1,042 10,135 10,55 10,76
М12х1,75 9,727 10,3 76 10,00 88 1,137 i 0,079 1,216 12,15812,60 12,85
М14х2 11,402^12,0 78 11,70 89 1,299 0,09 1,389'14,18 14,60 14,9
Например, для М10 этот процент равен:
(10,135 — 8,6) • 100
2 1,042
= 73% (наиб.);
(10,135—8,3)100
2 • 1,042
= 88% (найм.).
б) Аналитический расчет профиля шестигранного пуансона
Для проверки графического расчета производят аналитический
э ас чет.
Из треугольника tah определяют fh:
б В. М. Мисожянков и М. Я. Гринберг
241
tg 55j
где
at = -1- N— О,
2 2
тогда
2 tg 55э
Из треугольника Olh определяют Oh:
, hl sin 5°
Oh=---------------------------------,
sin 50°
где
hl — (U + Q)-fh = (U + Q)~
2 tg 5э°
тогда
Oh =Г(£7 + Q)—- — - ] — — .
[ 2 tg 55° J sin 50э
Из треугольника OhM находим hM:
hM = Oh sin 35° =Г(П + Q) — y
N — Oj sin 5°
tg 55° jsin 50°
sin 35’,
Q = hl + hM = Г(И + Q)- 4 +
L 2 tg 55 J
+ [(/7 4 Q)--±
N — O] sin 5° .
------ --------- sin 35°
tg 55° ] sin 55°
После подстановки численных значений получим
Q = 1,068 (U + Q) — ~—°
' 0,86
Приведенные согласно последней формуле расчеты для Q (в лр
сведены в табл. 49.
Т а б л и ц а
Размеры резьбы u±Q 1 । о 1 и (аналпти- ческ.) i и (графи- чески 1 Q (анапити- ! ческ.) Q (графи ческ.)
М5 0,6975 1 ,п- I 4,3 0,403 I 0,40 0,295 0,29
Мб 0,775 6,53 5,1 0,482 0,485 0,293 0,29
М8 0,930 8,7 6,9 0,61 0,61 0,32 0,32
М10 1,24 10,76 8,6 0,713 0,73 0,527 0,51
М12 1,55 12,85 j 10 3 0,845 0,85 0,705 0,70
М14 1 1,76 14,9 ! 12,0 i 0,965 0,97 0 795 0,71
242
Разница при обоих расчетах весьма мала (равна в среднем
6 мк), достигая лишь в одном случае 0,017 мм (для М10). Этой
разницей можно пренебречь и руководствоваться лишь данными
графического расчета.
В табл. 50 приведены результаты расчетов размеров для всех
инструментов, которые определены исходя из опытных данных:
Таблица 50
Рабочие размеры инструментов для высадки гаек
(в _ИЛ<)
Размеры 1 гаек АА вв сс DD ЕЕ ЕЕ кк LL ММ О'
М5 8 12,9 4,9 2j44±o,O5 25,4 8,95 8,7 8,8 8,7 4,05
Мб 8 14,1 6,1 2,4б--0’05 25,4 10,90 10,65 10,75 10,65 4,80 ;
М8 4,8 17,3 7,2 2,74 ' °’0'' 25,4 13,90 13,65 13,75 13,65 6,60
М10 3,2 19,0 10,0 3,92 ' °’0’’ 28,6 16,90 16,90 16,75 16,6 8,25
М12 25,1 12,0 4,76 2:0,05 28,6 21,85 21,60 21,72 21,57 9,00
М14 24,6 12,5 5,23 ±0’05 28,6 21,85 21,60 21,72 21,57 11,60
4А—величина (глубина) канавки для прохода заготовки, если
высота ее меньше толщины ножа (см. фиг. 228);
4А — берется равной 8 мм для заготовки длиной от 9 до 12 мм;
1.4 — берется равной 4,8 мм для заготовки длиной от 12 до 13,5 мм;
1А — берется равной 3,2 мм для заготовки длиной от 13,5 до 15 мм;
4 А— равна 0 мм для заготовки длиной больше 15,8 мм;
ЗВ — глубина цилиндрического отверстия в матрице для высадки
фаски равна Е + 4,8 мм и может колебаться в пределах
+ 0,8 мм (фиг. 262), где Е— высота заготовки;
ЗС— диаметр отверстия для выталкивающей шпильки;
3D — глубина отверстия в матрице для бочкообразной заготовки
равна [(£—0,38) 0,93] 1°’Оэ;
ЗЕ — высота высадочной матрицы шестигранника равна 25,4 мм
для гаек высотой меньше 8,6 мм и 28,6 мм для гаек высо-
той больше 8,6 мм (фиг. 263);
F— размер по граням (больший) шестигранного отверстия вы-
садочной матрицы для шестигранника равен КК. + (от 0,23
до 0,26 мм);
—размер по граням (меньший) шестигранного отверстияАна,Мг.
+ (от 0,1 мм до 0,15 мм);
F н КК увеличиваются при калке на 0,025 мм.
6* 243
Остальные размеры выбираются по конструктивным соображе-
ниям:
LL — размер по граням шестигранного пуансона (высадочного)
равен А + 0,025 мм;
ММ — размер по граням шестигранного пуансона (выталкивающе-
го) равен L— (от 0,1 мм до 0,15 мм);
Фиг. 262. Матрицы для заготовок с фаской (а) и бочко-
образной заготовки (б)
FF— размер по граням между двумя схватывающими пальцам
для заготовок после шестигранной высадки (фиг. 263);
Q'— диаметр узкой части (шейки) просеченного пуансона раве
Вначм— 0,08 мм.
Стали, из которых изготовляются инструменты, и твердости и
после термообработки приведены в табл. 51.
Диаметр d просечного пуансона равен наибольшему диаметр
отверстия под нарезку резьбы (табл. 52).
Высота конуса В равна
в = tg 15°.
244
Биение конуса 15° относительного диаметра d — не более
0,05 мм. Радиус Я (3 мм) перехода диаметров не должен иметь
следов рисок.
Фиг. 263. Шестигранные
пуансон (а)
и матрица (б).
Таблица 51
Наименование инструментов Сталь Твердость после термообработки Hr
Пуансон 1-й осадки (Таски) . . . У9 56—58
Направляющая втулка У10 60—62
Матрицы 1-й осадки (фаски) . . . У10 60—62
Выталкивающий палец У10 60-62
Пуансон 2-й осадки (бочкообразной заготовки) ... У10 60—62
Матрица 2-й осадки (бочкообразной заготовки) У10 60—62
Пуансон 3-й осадки . • Х12М или ЭИ161 57-59
Матрица 3-й осадки Х12М или ЭИ161 57—59
Пуансон для просечки отверст 1я ЭМ 60—62
Просечная матрица ЭИ161 57-59
245
Таблица 52
Предельные размеры отверстий под метрическую резьбу (ОСТ 1254, 1251, 271)
,(в мм)
Диаметр резь'ы Основная крепежная резьба Первая мелкая резьба
шаг резьбы предельные размеры отверстий шаг резьбы предельные размеры отверстий
наиб.
паям. наиб. найм.
5 0,8 4,28 4,05 0,5 4,55 4,41
6 1 5,1 4,91 0,75 5,31 5,11
8 1,25 6,82 6,51 1 7,01 6,81
10 1,5 8,55 8,23 1 9 8,81
12 1,75 10,28 9,92 1,25 10,76 10,51
14 2 12,0 11,62 1,5 12,48 12,23
16 2 14,0 13,62 1,5 14,48 14,23
18 2,5 15,45 15,02 1,5 16,48 16,23
20 2,5 17,45 17,02 1,5 18,48 18,23
22 1 2,5 19,45 19,02 1,5 20,48 20,23
3. ИНСТРУМЕНТЫ СО ВСТАВКАМИ ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА
За последние несколько лет экспериментальные и заводски:
испытания доказали возможность применения для холодновысадоч-
ных штампов вставок не только из быстрорежущей стали, но и из
твердых сплавов. Эти сплавы должны хорошо сопротивляться ди-
намическим ударам в процессе холодной высадки, износу отверстия
во время выталкивания заготовки из матрицы и истиранию ее тор-
цевой части.
Длительные производственные испытания показали также вы-
сокую стойкость и прочность таких вставок, уменьшение потер;
на наладку и подналадку и значительный рост производительности
Вставки из твердых сплавов применяются для отрезной матрицы
и ножа, конического и чистового пуансонов и высадочных матрш
как цельных, так и разъемных (фиг. 264).
Кроме того, твердым сплавом покрываются рабочие части вы
талкивающего пальца и прижимной планки отрезного ножа.
Вставка должна быть запрессована в шлифованное отверстие
корпуса матрицы или пуансона. Сам корпус должен быть изготов
лен из конструкционной стали (ЗОХГСА, 45 или 40Х) улучшенной
но не каленой (фиг. 265). Соотношение диаметров корпуса D г
и вставки Di с целью достижения наибольшей прочности не дол
жно быть меньше 2. К сожалению, предел увеличения этогс
отношения ограничивается недостаточным расстоянием межд\
осевыми линиями подачи и высадки. В этом случае, если возмож
но, изготовляют новый штамповый блок. Выталкивающий палег
должен входить в отверстие вставки на величину а, равнук
3—4 .«.и (не менее). Размер А зависит от диаметра отверстия d в;
вставке. Например, при d — до 4 мм А = 10 мм; d = 4~- б мм
А ~ 12 мм; d = 6 ; 10 мм, А = 20 мм и d = 10 20 мм
246
4 = 26 >28 мм (размеры А указаны' наименьшие). Острые углы
зо вставке необходимо закруглять. Радиусы этих скруглений равны
Э,25—1,0 мм в зависимости от диаметра d. С целью уменьшения
глины вставки (при большой длине высаживаемого стержня) при-
меняют стальные каленые втулки высотой Н не менее 20 мм.
Широкому применению холодновысадочных штампов со встав
ками из твердых сплавов препятствуют следующие причины: 1) от-
сутствие стандартных втулок и 2) необходимость модернизации
Фиг. 264. Комплект высадоч-
ного инструмента со вставка-
ми из твердого сплава
Фиг. 265. Различные конструкции
матриц с твердосплавными встав-
ками для высадки гладкого
стержня и подголовка
существующего холодновысадочного оборудования с целью увели-
чения расстояния между линиями подачи материала и высадки.
Длительные испытания и эксплоатация матриц со вставками из
твердых сплавов на одном из заводов показали весьма высокую
стойкость, в десятки раз превышающую стойкость матриц из
сталей У10А или Х12М.
По износоустойчивости лучшими являются сплавы ВК8 и ВКЮ
(табл. 53).
По некоторым данным твердый сплав с содержанием кобальта
до 20—25% дает наибольшую стойкость и прочность.
Предельные отклонения размеров отверстия в корпусе матрицы
и диаметра вставки даны в табл. 54.
Для корпуса матрицы рекомендуется сталь ЗОХГСА (по ГОСТ
2590-44), которая при твердости HR(,—38 45 выдерживает на-
247
Таблица 53
Твердость сплава Количество высаженных изделий в шт. Количество рабочих часов Количептво изготовленных изделий при износе отверстия матрицы на 0,01 .ч.и в шт. Количество испытанных матриц
П10 465 000 65 90 000 6
ПР6 224 000 32 183 000 2
ВК10 538 000 74 269 000 4
ВК8 672 000 91 567 000 5
Сталь XI2М 21 000 3 4 000 10
Таблица 54-
Номинальный диаметр в мм Предельные отклонения в .им
вставки корпуса
14—18 —0,018 от —0,173 до—0,2 1
22-24 —0,021 от-0,187 до—0,22 ,
тяг до 0,2 мм и обеспечивает весьма длительную работу матриц со
вставками из твердых сплавов.
Перед запрессовкой вставки корпус матрицы должен быть по-
догрет до 350—400° С. После запрессовки вставка матрицы должна
быть обжата в стальном кольце, у которого размер внутреннего
диаметра на 0,05 мм меньше наружного диаметра корпуса
матрицы в холодном состоянии.
Обжатие матриц должно быть произведено не позднее чем
через 1 мин. после запрессовки вставки. Отклонение оси наружного
диаметра матрицы относительно оси отверстия не должно превы-
шать 0,05 мм. Концентричность и овальность по наружному диа-
метру матрицы и внутреннему отверстию вставки не должны
превышать половины допуска на эти размеры.
На фиг. 266 представлены различные конструкции высадочных
матриц со вставками из твердых сплавов в соответствии с кон-
струкцией высаживаемых изделий:
1) цельная вставка для высадки короткого стержня с малой
длиной сужения диаметра стержня под накатывание резьбы;
2) вставка для высадки стержня с фаской на конце;
3) вставка для высадки стержня и сужения диаметра длинной
части под накатывание резьбы с упорным стальным каленым коль-
цом (высота кольца 20 мм наименьшая);
4) сборная матрица с одной втулкой из твердого сплава, ра-
ботающей как фильер;
248
5) сборная матрица с двумя стандартными втулками из твердо-
го сплава;
6) сборная матрица с двумя стандартными втулками из твер-
дого сплава и одной промежуточной стальной каленой втулки;
7) сборная матрица с одной втулкой из твердого сплава для
одновременной высадки головки и сужения стержня и одной сталь-
ной каленой втулки;
8) матрица с габаритными размерами для высадки изделия,
представленного слева на фиг. 266, 8.
Фиг. 266. Матрицы со вставками из твердого сплава для сужения стержня
(1, 3, 4, 5, 6 и 7) и образования фаски (2 и S); 9— матрица с кольцом
и вставкой.
На заводе «Станконормаль» освоены и успешно применяются
в производстве сборные конструкции матрицы со вставками из
твердого сплава ВК8 (фиг. 266, 9), запрессованными в стальное
кольцо из стали У10 (//Лс =53 >58). Корпус из стали ЗОХГС
(ЯКс =40 <-45). Применение промежуточных колец из стали У10
объясняется весьма высокой твердостью сплава ВК8, слабо сопро-
тивляющегося растягивающим усилиям, которые возникают внутри
отверстия в процессе холодной высадки стержня. С целью погаше-
ния этих радиальных растягивающих напряжений вставка из твер-
дого сплава запрессовывается в кольцо, а затем вместе с кольцом
запрессовывается в корпус с определенным натягом.
249»
Сборку и обработку такой матрицы необходимо вести следую-
щим образом.
1. Нагреть кольцо до температуры 280—300° С и запрессовать
вставку твердого сплава в нагретое кольцо. Величина натяга при
запрессовке 0,07—0,10 мм по отношению к вставке.
2. Нагреть корпус матрицы до 280—300° С и запрессовать коль-
цо со вставкой в корпус до упора кольца в дно отверстия. Вели-
чина натяга при запрессовке 0,12—0,15 мм. Большие диаметры
матриц следует запрессовывать на прессах 150 т, а малые — на
50 т.
3. Сверлить отверстие матрицы насквозь с припуском на раз-
вертку 0,1—0,2 мм и развернуть отверстие (по чертежу).
4. Обточить матрицу по наружному диаметру с припуском 0,2—
0,3 мм под шлифование, подрезать торец с припуском 0,3 мм на
сторону под предварительное и окончательное шлифование и снять
фаски.
5. Фрезеровать лыски, снять заусенцы.
6. Шлифовать по наружному диаметру и после установки на
магнитную плиту шлифовать торец (кругом «экстра».)
7. Довести внутреннее отверстие матрицы по чертежу (карби-
дом бора, зерно Н320).
При конструировании матриц со вставками из твердого сплава
необходимо сохранять определенное соотношение между диаметром
корпуса D и диаметром кольца со вставкой Di, т. е.
D >2D, или — >2,0.
Выталкивающее усилие Р2 не должно быть больше усилия,
удерживающего вставку в гнезде корпуса после запрессовки, т. е.
P2<fPi,
где / — коэфициент трения между вставкой и кольцом и кор-
пусом;
Pi—суммирующее усилие после запрессовки.
В случае необходимости увеличить диаметр корпуса матрицы
следует изготовить новый блок или увеличить межосевое расстоя-
ние между линией высадки и подачи (на наибольшую возможную
величину). Для высадки изделий с длинными стержнями вставка
из твердого сплава применяется стандартная, а под нее запрессо-
вывается стальная каленая втулка (на фиг. 266, 9 показана пунк-
тиром) . Если позволяют габариты корпуса и размеры высаживае-
мого изделия, матрица делается двухсторонней. Радиусы закрУг-
лений должны быть не менее 0,2 мм.
4. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОБРЕЗКИ КОНТУРА
Па фиг. 146 представлен технологический процесс обрезки ше-
стигранника с одновременным сужением диаметра стержня, кото-
рое может быть произведено как в самой матрице (цельной), так
250
и с помощью отдельных вставок-фильеров (фиг. 267). Конструкция
обрезных матриц зависит, как видно, от расстояния суженной части
стержня под накатывание резьбы от головки. Обрезка контура го-
ловки производится матрицей и пуансоном с соответствующим про-
филем отверстия в пуансоне (фиг. 268). Для облегчения обрезки
профиля грани в пуансоне делают под углом 2—3° *.
На фиг. 269 дан обрезной
штамп (матрица и пуансон) для
обрезки фасонного профиля сфе-
рической головки с заусенцем в
(б), подкладка (в) и выталкиваю-
щая шпилька (г).
Фиг. 268. Обрезной пуансон (а)
и матрица (б) для обрезки ше-
стигранной головки.
виде прямоугольника. Заготовка в этом случае должна располагать-
ся в направляющем желобе в определенном положении: сортиро-
вочные диски должны пропускать в желоб головки одной стороной,
равной 18 мм. Для сужения диаметра стержня под накатывание
резьбы применяются как цельные, так и составные матрицы, с
фильером из твердого сплава (фиг. 270), которые запрессовыва-
ются равномерным давлением в кольцо в горячем состоянии. Само
очко должно быть полированным. Рабочее место матрицы (опора
для головки) наплавляют сормайтом толщиной слоя 1,0—1,5 мм.
* На заводе «Станконормаль» внедрены (по предложению наладчика
К. М. Сумихина) пуансоны с одним углом скоса граней, равным 40—43°, вме-
сто трех, указанных на фиг. 268, а, в 10°, 20° и 30°. Чистота поверхности об-
резанных граней по стали 15 увеличилась.
251
to
сл
to
Фиг. 269. Инструмент для обрезки фасонной головки.
Фиг. 270. Цельные и сборные обрез-
ные матрицы для сужения диаметра
стержня.
Обрезные штампы изготовляются из стали ЭИ161 или ЭУ10. Для
обрезки головок из стали 40Х штампы изготовляют из стали ЭИ16»
или Х12М с твердостью НRc = 57^ 59, а фильеры —из быстро-
режущей стали или твердого сплава. Фильеры, изготовленные из
углеродистой стали, быстро теряют размер (после 1500—
2000 шт). При сужении диаметра стержня под накатывание резь-
бы для увеличения стойкости фильеров применяют смазку неочи-
[ценным касторовым маслом.
Передающие пальцы (фиг. 271)
обрезки. Они состоят из корпуса
штифта 3, пружины 4, гаек 5,
шайбы 6 и штильки 7. Размер dn
зависит от диаметра стержня за-
готовки
1,
переносят заготовку на линию
двух зажимных пластин 2,
Фиг. 271. Передающий палец
(в сборе) для обрезного
автомата
d = d
п о наио *
где dnHaU6 —наибольший диа-
метр стержня высаживаемой заго-
товки. Допуск на размер d равен
0,1 мм. Размер Н < зависит от
длины стержня заготовки. Чем
больше длина стержня, тем боль-
ше Нп. При длинных стержнях
заготовок Нп~В. Зажимные пла-
стины прикрепляются к корпусу. Ширина пластин равна 1—3 мм.
Корпус изготовляют из стали У8 с твердостью 7/я,= 56 58. При-
жимные пластины изготовляют из стали 65Г (твердость Нк =56->
58 после термообработки).
5. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ РЕЗЬБЫ
а) Плоские плашки
Резьбонакатные плашки (фиг. 272) имеют параллельные ка-
навки, которые направлены под углом, соответствующим углу
подъема резьбы накатываемого изделия. Эти канавки фрезеруют-
ся червячной фрезой, имеющей специальную заготовку. При ши-
роких плашках операцию фрезерования повторяют. В этом случае
резьба на фрезе должна совпасть с ранее профрезерованной резь-
бой, в противном случае эта повторная операция не даст необходи-
мой точности. Фрезерование длинной фрезой вследствие искажения
размеров при термообработке фрезы применяется редко. Канавки
на фрезе идут кольцеобразно, параллельно одна другой и находят-
ся на расстоянии шага резьбы. Угол наклона канавок на плаш-
ках определяется по формуле
~ dep
где S — шаг резьбы;
d с — средний наибольший диаметр резьбы.
251
Существует несколько типов плашек, из которых наибольшим
распространением пользуется тип 1 (фиг. 273).
Тип 1. Приемная часть I имеется только у неподвижной плане
ки на длине, равной приблизительно трем диаметрам накатывае-
мой заготовки под углом 3—7°. Профиль резьбы на приемной час-
ти имеет полную высоту. У подвижной плашки приемная часть не
делается.
Т и п 2. Приемная часть / изготовляется у обеих плашек. Длина
приемной части неподвижной плашки равна диаметру накатывае-
Фиг. 272. Резьбинакатные плашки (плоские).
мой заготовки. У подвижной плашки приемная часть делается рав-
ной 0,75 диаметра заготовки. Профиль резьбы на приемной части,
как и для типа /, имеет полную высоту.
Тип 3. Приемная часть у обеих плашек изготовляется на дли
не, равной 1,25 диаметра заготовки.
Длина плашек должна быть не менее 15 d, ширину плашек В
определяют по формуле
В = ^ + 35,
где /|—длина резьбовой части накатываемого изделия;
S — шаг резьбы.
Размер Н у плашек зависит от типа и модели резьбонакатного
станка. При восстановлении плашек допускается уменьшение раз-
мера Я, но не более чем наполовину.
Размер фаски f равняется шагу резьбы и делается под углом 45°.
254
Угол профиля а для метрической резьбы равен 60°, для дюймо-
вой _ 55°. Некоторые заводы вместо 60° занижают угол а до 58°30'
для метрической резьбы, а для дюймовой — до 53°30'. Такое умень-
шение угла а вызывается упругостью материала, благодаря которой
нижняя часть накатанной резьбы, испытывающая во время процес-
са работы наибольшее напряжение, после выхода плашек дасттре
буемый угол профиля резьбы, -рипы плашек
Если плашки параллельны, но
имеют различную глубину резьбы,
то канавки на плашках не будут
начинать резания у той же отно-
сительной точки даже в том слу-
чае, если резьба точно профрезе-
рована, и в результате получится
двойная резьба.
При разнице в глубине плашек,
равной половине линейного шага
резьбы, будет накатана двойная
резьба, шаг винтовой линии кото-
рой будет равен шагу канавок
плашек. Те же результаты будут
иметь место при продольном сме-
шении одной плашки по отношению
к другой во время фрезерования.
При непараллельное™ верхней и
нижней частей одной из плашек
получится скрещивающаяся резьба
даже при правильном фрезерова-
нии. На плоские резьбонакатные
плашки по типу I выпущен ГОСТ
2248-43.
В табл. 55 приводятся основные
размеры плашек для метрической
резьбы, в табл. 56 — для дюймовой
резьбы.
Материал — сталь Х12М по ОСТ
пуска// = 58-е СО.
RC
Фиг. 273. Типы резьбонакатных
плашек.
14958-39. Твердость после от-
Предельные отклонения размеров/,, В и Н — по В7 (ОСТ 1010).
Предельные отклонения размера а:
Для диаметров до 10 мм f 's")...................+0.06 мм
Для диаметров более 10.мм до 24.и,и(1") +0,10 »
Предельные отклонения тангенса угла о : ± 0,02 мм на длине
100 мм.
Вершины резьбы плашки должны лежать в плоскости, парал-
лельной опорной поверхности последней. Допускается отклонение
от параллельности не более 0,02 мм на длине 100 мм.
Предельные отклонения для шага резьбы + 0,03 мм на длине
25 мм.
255
Таблица 55
Номиналь- ный диаметр резьбы в мм Длина плашки в мм В н 1 Для резьбы tg j • 100 мм для резьбы
ПОДВИЖ- НОЙ Lnd непод- вижной ^нп основной по ОСТ 32 и 94 1 -й мелкой по ОСТ 271 основной по ОСТ 32 и 94 1-й мелкой но ОСТ 271
3,5 85 78 25 25 10 0,50 0,30 6,14 3,40
4 85 78 35 25 12 0,55 0,40 6,29 4,33
5 125 ПО 40 25 15 0,60 0,40 5,69 3,41
1 1 Л Л ГЧ /Ч /Л л
и 1 IV HV XJV V, v,uv
7 170 150 45 30 20 0,75 0,60 5,02 3,67
8 170 150 45 30 26 0,90 0,75 5,54 4,33
9 170 150 45 30 26 0,90 0,75 4,85 3,81
10 170 150 45 30 28 1,10 0,75 5,29 3,41
11 220 200 50 40 32 1,10 1,00 4,76 3,08
12 220 200 50 40 35 1,30 1,20 5,13 3,56
14 250 230 65 45 46 1,50 1,20 5,02 3,67
16 250 230 65 45 46 1,50 1,20 4,33 3,18
18 310 285 65 50 52 1,90 1,20 4,86 2,81
20 310 285 65 50 58 1,90 1,20 4,33 2,51
22 400 375 70 50 65 1,90 1,20 3,90 2,27
24 400 375 70 50 70 2,20 1,50 4,33 2,81
Таблица 56*
Номинальный диаметр резьбы в дюймах Число ниток на 1" Длина плашки в леи В н 1 а tg j • 100 мм
подвиж- ной неподвиж- но»!
7/.<; 24 85 78 25 25 14 0,8 8,25
71 20 125 ПО 40 25 18 1,0 7,30
в/.в 18 170 150 45 30 24 1,1° 6,39
7'8 16 170 150 45 30 28 1,20 5,94
’Л3 14 99П 200 60 40 30 1,30 5,81 ,
г/2 12 220 200 50 40 35 1,50 5.94 !
9/1з 12 250 230 65 45 35 1,50 5,21
S/lS Н 250 230 65 45 45 1,70 5,14
77 10 310 285 65 50 55 1,80 4,64
’/8 Q 400 375 65 50 65 2,10 4,49
1 8 400 375 70 50 75 2,30 4,33
ГОСТ 2248-43.
256
Профиль впадины ниже линии а — b может быть произвольным.
Допускается закругление вершины профиля в пределах поля
допуска размера fti.
Размеры профиля для метрической и дюймовой резьб приведе-
ны в табл. 57 и 58.
Резьбовые фрезы для фрезерования накатных плашек с шагом
до 1 мм изготовляют с двойным шагом (2 S) для облегчения изго-
Фиг. 274. Плоские плашки для накатывания резьбы у шурупов.
товления впадин профиля фрезы и улучшения условий резания.
Фрезы с шагом выше 1 мм изготовляют обычно с одинарным ша-
гом. После термообработки профиль резьбы фрезерованных плашек
притирают чугунным притиром для устранения деформации. При-
тир изготовляется из мелкозернистого чугуна, отожженного в про-
должение 20—24 час. при 820—900° С.
17 В. М. Мисожннков, М. Я. Гринберг 257
Таблица 57*
Шаг резьбы S Л, наименьший Предельное к отклонение | половины угла | профиля б ~ “ j I
наибольший допуск
в мин. + 1
0,25 0,091 0,006 0,087 80 ;
0,30 0,109 0,0075 0,105 70 I
0,35 0,127 0,008 0,122 60 ।
0,40 0,146 0,010 0,140 55 !
0,50 0,182 0,012 0,175 50 1
0,60 0,219 0,015 0,210 45
0.70 0,255 0,017 0,245 40
0,75 0,273 0,018 0,262 40
0,80 0,292 0,020 0,280 35
1,0 0,365 0,025 0,350 35
1,25 0,457 0,032 0,437 30
1,5 0,608 0,038 0,525 30
1,75 0,639 0,044 0,612 25
2,0 0,730 0,050 0,700 20
2,5 0,918 0,068 0,875 20
3,0 1,095 0,075 1,05 20 | 1
Таблица 58 *
1 Диаметр резьбы в дюймах Число ниток на t* Ai А, наименьший Предельное отклонение половины угла профиля 8 в мин. ±
наибольший допуск
в мм
Vie 24 0,380 0,026 0,338 40
V1 20 0,456 0,032 0,406 30
Vie 18 0,507 0,035 0,452 30
Vs 16 0,572 0,040 0,508 25
Vie 14 0,653 0,045 0,580 20
Va 12 0,759 0,050 0,677 20
Vie 12 0,759 0,050 0,677 20
Vs 11 0,832 0,060 0,737 20
V« 10 0,916 0,065 0,813 20
’/, 9 1,015 0,070 0,903 20 1
1 8 1,143 0,080 1,016 20 j
ГОСТ 2248-43.
Плашки для накатывания резьбы на шурупах для дерева и ме-
талла приведены на фиг. 274.
На накатной плашке имеется срез А по направлению наклона
ниток на расстоянии 25,5 мм от оси плашки.
Назначение этого среза таково. Плашки не только накатывают
резьбу, но они оттягивают конец шурупа для заострения при от-
сутствий обточенного или обсеченного конуса. Для устранения
выталкивания заготовки в начальный момент конец шурупа за-
остряют тогда, когда резьба до хвостовой части уже сформиро-
вана. Таким образом, накатанные нитки противодействуют вы-
талкиванию заготовки в момент образования конуса и резьбы на
нем. Плашка имеет профилирующий, калибрующий и сбрасываю-
щий участки. Длина профилирующего участка равна не менее
(но не менее 15 мм) и образована срезом резьбы под углом
1°. Для предотвращения проскальзывания и для лучшего захвата
заготовок в начальный момент накатки на профилирующем уча-
стке делается поперечная насечка на длину / = 40 мм с шагом
0,8 мм, углом 90° и глубиной 0,2—0,3 мм. Длина сбрасывающего
участка также равна не менее 45 мм и угол среза вершины нитки
равен 2Р. Материал—сталь XI2М по ОСТ 19958-39, твердость
после отпуска Hrc=58^ 60.
Установочные поверхности плашки должны быть перпендикуляр-
ны к опорной плоскости. Допускается отклонение от перпендику-
лярности не более 0,10 мм на длине 100 мм, угол профиля а=60°.
Предельные отклонения L, Н по В7 (ОСТ 1010). В табл. 59 при-
ведены основные размеры накатных плашек для самонарезающих
шурупов и шурупов по дереву.
Таблица 59
Основные размеры плашек для накатывания самонарезающих шурупов
и шпуров по дереву с конусной хвостовой частью
Резьба В в мм » £ о 1 * 1 f в мм 1 в град. h в мм н в мм а в град. в -и .и
диаметр 4 в Х-И шаг S в мм
2,6 1 16,6 0,65 1,4 ’ 45 0,42 0,65 8°30' 0,07
3 Л 1.2 17 0,85 1.4 > 45 0,43 0,96 8°40' 0,07
3,5 1.4 22,1 1 1.5 45 0,53 1,06 8°ЗГ 0,07
4 1.6 21,8 1.2 1,5 45 0,58 1,11 8°30' 0,1
4 1.8 п,о 1,18 1,5 45 0,60 1,13 9°30' 0,1
4,5 1,8 28 1,48 1,5 45 0,55 1,13 8° 0,1
5 2 23 1,54 1,5 45 0,73 1,26 8°30' 0,12
К 2,2 29 1,44 1,5 45 0,85 1,38 8°30' 0,12
6 2,4 18 2 1,5 45 0,77 1,6 8°30' 0,12
6 2,6 35 2,08 1,5 45 0,68 1,28 8&50' 0,12
Накатные плашки для шурупов пригодны только для шурупов
с резьбой определенной длины.
Для накатки «гвоздей» по металлу и по бетону с многозаходной
>езьбой применяются плоские плашки, изображенные на фиг. 275,
17* 25;
где угол наклона резьбы о, угол профиля а, высота нитки й, число
заходов i и наружный диаметр d„. Располагая этими данными,
можно сконструировать накатные плашки. Шаг ниток в нормаль-
ном сечении определяют по формуле
S = — ,
/
где So = к dcp tgo и i—'число заходов резьбы.
На неподвижной плашке делаются профилирующий и сбрасы-
вающий участки длиной 10 мм со срезом вершины резьбы под
углом ? = 3°307. На подвижной плашке таких участков не реко-
мендуется делать, так как они приводят к проскальзыванию заго-
товки.
б) Круглые плашки (резьбонакатные ролики)
Профиль резьбы на поверхности роликов (фиг. 276) должен
быть обратным по отношению к накатываемой резьбе изделия: при
правой резьбе изделия резьба
роликов изготовляется левой,
и наоборот.
Средний диаметр роликов
определяется по формулам:
Вср. найм ^наим ^ср'
& ср. наиб ^наиб ^cpf
где Dcp наим Dcp наиб наи-
меньший и наибольший сред-
ние диаметры роликов, допу-
скаемые для установки на
данном резыбонакатном стан-
ке при накатывании изделия
С ^наич. И Ьнаиб НЗИМеНЬ-
шее и наибольшее расстояния
между осями шпинделей, до-
пускаемые данной моделью
станка.
Кратность средних разме-
ров берут целым числом, от-
кинув дробные величины, на-
пример, при = <0 мл :
Фиг. 276. Профиль резьбы резьбона-
катных круглых роликов.
^-•наиб — 135 мм и dcp — 29,026 (для 2М30 X 1,5);
Dcp. найм = £0 — 29,026 = 50,974 мм-
D*p. наиб — 135 — 29,026= 105,974 мм~,
К — = Д-05^74- = 3 65; берем К = 3,0.
dcp 29,026 г
261
Тогда
D = К . d = 3 • 29,026 = 87,078 мм.
Ч' Ч’
Число заходов определяют по формуле i К,
где i — число заходов накатываемой резьбы и
К — кратность средних диаметров
dcp
Угол наклона ниток резьбы роликов определяют по формуле
tga=^ . 1 -S- ,
я * dCp л • Dcp
где 5 — шаг резьбы между двумя соседними витками изделия.
Шаг нитки резьбы ролика Т определяется по формуле
Т = К • i • 5 в мм.
Наружный и внутренний диаметры роликов определяются по
формуле (фиг. 276)
О нар = Dcp + 2/3,
где /2' — высота вершины резьбы ролика наибольшая или
DHap = Dep — 2(/2 ДЛ2 4~ £2),
где ДЛ2 — допуск на из нос;
б2 — допуск на изготовление вершины профиля резьбы.
Высота вершины резьбы ролика определяется по формуле
f ____________________ DHap — Dcp
2~ 2
а высота впадины резьбы ролика — по формуле
л г _______________________ Dcp Duh
1 -i—~
Полная высота профиля резьбы ролика (высота вершины резь-
бы) равна
t9 = tz 4-/;^ = ^^^-4-/h,
где
Лх= —--------Н-
4 tg 7
2
Средний фактический диаметр резьбы в зависимости от допусков
на шаг и угол профиля резьбы составляет:
1) для метрической резьбы
dCp. фант = <1Ср (1,732 aS + 0,44 );
2) для дюймовой резьбы
dCp. фант = dcp (1,921 AS 4- 0.35S Д ),
где AS— допуск на изготовление шага;
Д—— допуск на изготовление половины угла профиля резьбы.
262
Фактический остаток допуска на изготовление среднего диамет-
ра резьбы ^факт определяется по формулам:
1) для метрической резьбы
Ъфа«т = S—(1 J32 AS + 0,44 S А
2) для дюймовой резьбы
3^ = 3 —(1,921 AS + 0,35 S Д-Ь),
где & — допуск на средний диаметр накатываемой резьбы. Ширину
ролика В определяют в зависимости от длины накатываемой резьбы
B = h + (2—3)S,
где li — длина накатываемой резьбы на изделии.
При небольшой длине накатываемой резьбы ролики изготов-
ляются в 2 раза шире и используются в эксплоатации два раза пу-
тем перестановки.
Для увеличения стойкости роликов заходы резьбы снимаются до
полной высоты, за счет чего величина В увеличивается на 2—
3 шага.
Для изготовления роликов применяются стали ЭХ12М или Х2,
а также ШХ15, 4ХВС, 5ХВС и ХВГ. Твердость после закалки
Hrc = 63 -г 65, а после отпуска — 57 59.
Отклонения на профиль резьбы накатных роликов для различ-
ных шагов накатываемой резьбы даны в табл. 60.
6. СТОЙКОСТЬ ИНСТРУМЕНТОВ
На стойкость инструментов для холодновысадочных автоматов
влияют три основных фактора, которые выводят инструмент из
строя:
1) затупление режущих кромок, которому особенно подверга-
ются отрезные и обрезные матрицы и ножи;
2) трение, вызывающее износ ручьев высадочных матриц, ко-
нического пуансона, отрезной матрицы и других инструментов;
3) усталость металла инструментов в результате длительных
динамических нагрузок, которые вызывают появление в областях
скольжения микроскопических трещин, вокруг которых концентри-
руются внутренние напряжения. Эти трещины растут, что в конеч-
ном счете после большого знакопеременого числа нагрузок приво-
дит инструмент к разрушению.
Разрушению особенно подвергаются чистовые, предварительные
(конические) пуансоны и выталкивающие пальцы, износ которых
зависит от усилия высадки.
Стойкость высадочных матриц зависит от:
а) качества высаживаемого металла (наличие шероховатости,
окалины, ржавчины, большого поверхностного наклепа);
263
Таблица 60
Шаг накатываемой резьбы в мм
Наименование элементов 1 Обозначение I
р езьбы и допусков i допусков 0,5 0,7 0,8 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5 3,0
1 а) Вершина нитки ; Допуски на износ в мм . . ’ 4-0,025 ±0,025 ±0,030 ±0,040 ±0,050 ±0,060 ±0,070 ±0,070 ±0,070 ±0,080
б) на изготовление . 4-0,015 ±0,020 ±0,020 ±0,020 ±0,020 ±0,030 ±0,030 ±0,035 ±0,040 ±0,040
2- а) Основание нитки Допуски на изготовление и ± на выдавливание впадины .... ?i ± Д/ii’ в мм 4-0,03 ±0,03 ±0,04 ±0,04 4 0,04 ±0,05 ±0,055 ±0,07 ±0,075 ±0,10
6) на выдавливание гпадины А/И в мм 4-0,01 ±0,01 ±0,015 ±0,2 ±0,025 ±0,03 ±0,04 ±0,05 ±0,055 ±0,06
j ») на шаг накатывае- мой резьбы на дли- не 25 мм . . Д S » » ±0,01 ±0,015 ±0,015 ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0,02
' г) на половину угла при вершине 7 . . д _± 2 ±30' ? 25' ±25' ±20' ±15' ±15' ±12' ±12' ±12' ±12'
! л) 1 ! на средний диаметр роликов (накаты- ваемой резьбы) . . 0 i ! При диаметре роликов i » » » » » » >т 100 до » 150 » » 200 » 150 мм- 200 » - 250 » — 0,2 мм 0,3 » 0,5 »
б) смазки металла и ручья матрицы;
в) длины стержня высаживаемого изделия;
г) диаметра высаживаемого изделия;
д) формы высаживаемого изделия.
Практически установлено, что наибольший износ наблюдается
в начале ручья, т. е. ближе к осаживаемой головке (торцу матри-
цы). Поэтому матрицы при высадке изделий с коротким стержнем
имеют меньшую стойкость, чем при высадке со средним и длинным
стержнем.
В табл. 61 и 62 приведены данные стойкости отрезных и выса-
дочных матриц для изделий со средней длиной стержня.
При сужении диаметров (редуцировании) стержней в ручье
высадочной матрицы возникает большое трение, которое приводит
к более интенсивному износу. Стойкость матриц, предназначенных
для сужения диаметров, меньше стойкости матриц, предназначен-
ных только для высадки, примерно на 30—40%.
В табл. 63 и 64 приведены стойкости конических и чистовых
пуансонов, составленные на основании длительных статистических
наблюдений за эксплоатацией этого инструмента при высадке стан-
дартных крепежных изделий.
Стойкость обрезных пуансонов и матриц (табл. 65 и 66) зави-
сит от качества стали и усилия обрезки, а плоских накатных пла-
шек при условии правильного и качественного их изготовления за-
висит от:
1) правильного выбора диаметра заготовки и отсутствия у него
конусности и эллиптичности;
2) наладки накатных автоматов;
3) поверхностного состояния накатываемого металла, его струк-
туры и твердости;
4) конструкции плашек;
5) охлаждения.
Увеличение диаметра заготовки под накатывание снижает стой-
кость плашек из-за увеличения давления. Конусность и элиптич-
ность заготовки вызывают неравномерный износ плашек.
Накатывание изделий с твердостью больше чем Нв =285 при-
водит к быстрому выкрашиванию ниток у плашек. Наличие окали-
ны на заготовках действует, как наждак.
Под действием радиальных усилий, нитки плашек подвергаются
поверхностному сжатию. Основное усилие разлагается на нормаль-
ное PR и усилие, направленное по образующей нитки, . Усилие
PR вызывает скалывание нитки и особенно опасно для ниток,
катающих начало и конец винтовой линии резьбы, так как в дан-
ном случае нитки подвергаются односторонней нагрузке. Уменьше-
ние скалывания верхних ниток достигается за счет правильного вы-
бора угла и фаски. Конструкция плашек с заборной частью, имею-
щей сошлифованные вершины ниток под небольшим углом на дли-
не до 4^do(do — диаметр стержня изделия) снижает величину уси-
лия PR , что приводит к постепенному выдавливанию профиля
265
Таблица 61
Стойкость отрезных матриц
Высаживаемый материал
Диаметр отрезаемого сталь 1 о, 15, 20 сталь 30, 35 сталь 4 0Х, 15ХФ латунь Л-62 дуралю- мин
материала в мм тыс. штук целий час. | тыс. штук щелий О СВ тыс. штук щелий час. J тыс. штук делий 6 « тыс. штук делий о СЗ
п S а а в я ® S я Я s я л S я
До 4 300 50 250 40 200 35 450 75 600 100
От 4 до 6 .... 300 50 250 40 200 35 450 75 600 100
» 6 » 8 . . . . 150 32 120 24 100 20 225 48 300 65
» 8 » 10 ... . 130 28 100 20 80 16 200 40 250 55
» 10 » 12 .... 90 24 60 16 45 12 — — 180 50
» 12 » 16 .... 45 15 35 12 30 10 — — — —
» 16 » 20 .... 40 15 32 12 10 10 — — — —
Таблица 62
Стойкость высадочных матриц 1
Высаживаемый материал
Диаметр высаживае- стал 15, 10, 20 сталь 3 0, 35 сталь 40Х, 15ХФ латунь Л-62 дура лю- мин
мото материала в мм в тыс. штук изделий в час. в тыс. штук изделий в час. в тыс. штук | изделий ; в час. 1 1 в тыс. штук 1 изделий овь я в тыс. штук изделий и а У л
До 4 . . 25 4,2 22 3,6 20 3,3 35 5,8 50 8,3
От 4 до 6 . . . . 22 3,7 20 3,3 18 3 25 4,2 40 6,8
» 6 » 8 . . . . 16 з,з 14 2,9 12 2,5 21 4,4 32 6,7
» 8 » 10 .... 14 3,2 13 2,7 11 2,3 20 4,1 28 5,8
» 10 » 12 .... 12 3,2 10 2,7 8 2,2 — — 20 5,5
» 12 » 16 .... 10 3,2 8 2,7 6 2 — — — —
» 16 » 20 .... 9 3,2 7 2,6 5 1,9- — — — —
1 Стойкость дана для двухсторонних матриц при износе ручья, равном
0,08 мм. При работе квадратных четырехручьевых раздвижных матриц стой-
кость следует удвоить.
266
Таблица 63
Стойкость конических пуансонов
Высаживаемый материал
Диаметр высаживав- Сталь 10, 15, 20 сталь 30, 3 5 сталь «0Х, 15ХФ латунь Л-62 дуралю- мин
мого материала в мм X Г X X к» X
в тыс. ш изделий в час. В тыс. ИГ изделий в час. В ТЫС. ИГ изделий в час. В ТЫС. Ш*] изделий в час. в тыс. ш1 изделий в час.
До 4 200 33 180 30 150 25 250 40 400 65
От 4 до 6 .... 200 33 180 30 150 25 250 40 400 65
» 4 » 8 . . . • 140 30 125 28 120 25 170 35 260 55
» 8 » 10 ... . 125 28 120 25 100 22 150 30 220 45
» 10 » 12 .... 95 25 80 22 72 20 — — 130 45
» 12 » 16 .... 55 20 50 18 45 15 — —
» 16 » 20 .... 45 18 40 16 35 14 — — — —
Таблица 64
Стойкость чистовых пуансонов (двухсторонних)
Высаживаемый материал
Диаметр высаживав- сталь 10, 15, 20 сталь 30, 35 сталь 4 0Х, 15ХФ латунь Л-62 дуралю- мны
мого материала в мм X X X X X
в тыс. шт: изделий в час. 1 I В ТЫС. ШТ] изделий в час. В ТЫС. ШТ] изделий в час. в тыс. шту изделий в час. в тыс. гиту изделий в час.
До 4 300 50 270 45 240 40 360 60 480 80
От 4 до 6 ... . 300 50 270 45 240 40 360 60 480 80
» 6 » 8 . . . . 140 30 120 25 95 20 160 35 240 50
» 8 » 10 ... . 130 28 ПО 25 85 18 140 30 190 40
» 10 » 12 .... 80 22 65 18 55 15 — — НО 30
» 12 » 16 .... 55 20 45 16 35 13 — — — —
» 16 » 20 . . 50 18 40 15 32 — — — —
267
5
Стойкость обрезных пуансонов
Таблица 65
Диаметр стержня обрезаемого изделия в мм Материал обрезаемого изделия Количество переточек инструмента Материал: обрезаемого изделия
сталь 10, 15, 20 сталь 35 сталь 40Х, 15ХФ сталь 10, 15, 20 сталь 35 сталь 4 0Х, 15ХФ
стойкость от заточки до заточки общая стойкость
В тыс. штук изделий в час. в тыс. штук изделий в тыс. в час. штук | в час. 1 изделий | в тыс. штук изделий в час. в тыс. в тыс. штук I в час. ! штук изделий 1 ( изделий в час.
До 6 ... От б до 10 » 10 » 12 » 12 » 20 28 15 7.5 4.7 4 2.5 1.6 1,3 21 12 6.5 4,2 3 2 1.4 1 18 9 5,5 3,5 2,5 1,5 1,2 0,8 4 4 4 4 140 75 37 24 2) 12,5 8 6,5 но 60 32 21 15 10 7 5 90 . 45 28 18 12,5 7,5 6 4
Таблица 66
Стойкость обрезных матриц
Диаметр етержня обрезаемого изделия в мм Материал обрезаемого изделия Количество переточек инструмента Материал обрезаемого изделия
Сталь 10, 15, 20 Сталь 35 Сталь 40Х, 15ХФ Сталь 10, 15, 20 Сталь 35 Сталь 40Х, 15ХФ
Стойкость между заточками Общая стойкость
в тыс. штук изделий в час. в тыс. штук изделий в час. В тыс. штук изделий в час. в тыс. штук изделий в час. в тыс. штук изделий в час. в тыс, штук изделий в час.
До 6 . . . Ог 6 до 10 » 10 » 12 » 12 » 20 150 90 60 35 20 15 12 10 ПО 70 50 30 15 12 10 8 90 60 38 22 12 10 8 6 5 5 5 5 900 540 360 210 120 90 72 60 660 420 300 180 90 72 60 48 540 360 230 130 72 60 48 36
резьбы и более равномерной работе плашек. Шлифование плашек
по высоте профиля приводит к проскальзыванию изделий. Поэтому
на заборной части вводят насечку с шагом 2—3 мм, глубиной
0,3—0,4 мм под углом 90°, которая также увеличивает стойкость
на 50—70%. Насечка и удлиненная заборная часть делают невоз-
можным перевертывание плашек на 180° после износа одной поло-
вины с целью использования другой половины. Вторым недостатком
описанной конструкции плашек является трудность накатывания
изделий с мелким шагом до 1,5 мм. Усилие/-'к, действующее вдоль
образующей профиля, вызывает истирание последнего. Для умень-
шения усилия Рт следует уменьшить трение между деформирую-
щимся металлом и нитками плашки путем тщательной отделки
профиля плашки и применения качественной смазки. В качестве
смазки при накатке резьбы применяют сульфофрезол (ГОСТ
В-122-42), обеспечивающий чистоту поверхности резьбы и обладаю-
щий хорошими охлаждающими свойствами.
В табл. 67 приведены стойкости плоских резьбонакатных пла-
шек для накатки резьбы 2-го класса точности по стали 15 и пла-
шек для шурупов. При накатке стали 35 стойкость следует умень-
шить, умножив на коэфициент 0,9.
Таблица 6Т
Стойкости плоских резьбонакатных нлашек
(в тыс. шт.)
Наименование Диаметр накатываемой резьбы в мм
До 4 4-6 6—10 10-12 12—16 16—19 19-25
Плоские плаш- ки для винтов 130 100 80 60 50 35 25
Плоские плаш- ки для шурупов . 120 80 — — — — —
7. ДЕРЖАВКИ ДЛЯ ИНСТРУМЕНТОВ
На фиг. 277 изображена державка для высадочной и отрезной
матриц высадочных автоматов до 6 мм. Державка представляет
собой призму с двумя скосами под углом 10°. В отверстие D вхо-
дит на скользящей посадке высадочная, в отверстие d — отрезная
матрица. В отверстия di и d2 ввертываются болты для крепления
высадочной и отрезной матрицы. В паз а входит подкладка. На
фиг. 278 изображена державка для более крупных высадочных
автоматов с цельной матрицей. Державка состоит из двух полови-
нок, которые центрируются штифтами. Отверстие d2 служит для
предохранения поломок конических пуансонов в случае заклини-
вания высаженной заготовки. Клинообразная форма державки
(угол 10°) служит для крепления державки в станине. Скос
яод углом 30° предохраняет от поломок чистовой пуансон при
269
Фиг. 280. Державка пуансонов для двухударного пресса-автомата.
осадке коническим пуансоном заготовки. В отверстия и ввер-
тываются болты для крепления высадочной и отрезной матриц.
Размер В равен длине высадочной матрицы.
Державки для пуансонов к холодновысадочным прессам-авто-
матам с цельной и раздвижными матрицами конструктивно не отли-
чаются друг от друга. Однако державки для пуансонов одноудар-
ных прессов-автоматов конструктивно отличаются от державок для
двух- и трехударных прессов-автоматов, в которых предусмотрена
Фиг. 281. Державка пуансонов для прессов-автоматов
малого размера.
возможность горизонтальной регулировки не только чистовых
пуансонов, но и конических. Вертикальное регулирование, т. е.
опускание или подъем пуансонов, производится болтами супорта.
На фиг. 279 изображена державка для пуансона одноударного
пресса-автомата. Державка устанавливается на двух шпильках
с резьбой, укрепленных в супорте, через отверстия di и d2, после
чего затягивается гайками. В отверстие D вставляют чистовой
пуансон, который укрепляют при помощи шпильки 4, втулки 3
и гайки 2. Радиусные выемки в шпильке и втулке соответствуют
радиусу пуансона. Горизонтальная регулировка, т. е. перемещение
пуансона вправо или влево, достигается путем вывертывания и ввер-
тывания болтов 1 и 5. Для двухударных высадочных прессов-авто-
272
5
Мисежников, М. Я. Гринберг
Фиг. 282. Державка для обрезною инструмента:
а — державка для пуансона; б — державка для матрицы.
матов применяются две конструкции державок. На фиг. 280 изо-
бражена первая конструкция. Державка состоит из пуансонодер-
жателя 2 и плиты 1. Пуансонодержатель крепится к плите при
помощи болтов 3 и штифтов 12.
Установка державки на супорте, крепление на ней конического
(в отверстии d) и чистового (в отверстии D) пуансонов, регули-
ровка конического пуансона производятся способами, описанными
для одноударного пресса-автомата.
Для перемещения чистового пуансона вправо следует гайку 7
освободить (при этом освобождается сухарь 9), а гайки 14 завер-
нуть. При завертывании гаек 14 сухарь 11 переместится кверху.
Пластина 10 своим срезом С давит на срез сухаря 11 и перемещает
дбржэвку вправо. Второй вид конструкции державки для пуансонов
изображен на фиг. 281. Он отличается от первой конструкции тем,
что в нем отсутствуют пластина и сухари. Горизонтальное переме-
щение конического пуансона, который устанавливается в отвер-
стии d, производится болтами.
Отверстия d2 служат для удаления конического и чистового
пуансонов. На державке имеется цилиндрический выступ диамет-
ром di, который устанавливается в разрезной квадратной ползуш-
ке, помещенной в супорте пресса-автомата. Путем перемещения
ползушки производится регулировка чистового пуансона.
На фиг. 282, а изображена державка для обрезных пуансонов.
Размеры А, В и Н зависят от размера автомата. В отверстие D на
скользящей посадке 3-го класса точности устанавливается обрезной
пуансон, который крепится болтом 2. Болты 1 служат для переме-
щения пуансона в горизонтальном направлении. Вертикальное
перемещение осуществляется супортом. Скос С делается для дер-
жавок, применяемых на прессах-автоматах с досылателем.
На фиг. 282, б изображена державка-втулка для обрезных мат-
риц. В отверстия D и Di вставляется матрица и подкладка затя-
гивается резьбовой пробкой. В отверстие d} входит выталкиваю-
щий палец. Для предохранения от проворачивания в шпоночную
канавку матрицы входит штифт. Срез А сделан для прохода пере-
дающего пальца.
Крепление инструмента
В процессе работы как конструктору по высадочному инстру-
менту, так и технологу и механику необходимо знать размеры поса-
дочных мест под крепление инструмента. В приведенной табл. 68
даны основные размеры крепления инструмента на высадочных
одноударных прессах-автоматах с цельной матрицей и двухударных
с цельной и раздвижной матрицами, а также на обрезных автома-
тах. На фиг. 283, 284 и 285 изображены эскизы крепления инстру-
мента.
Для высадочных пресов-автоматов приведены размеры крепле-
ния подающих роликов, отрезного ножа, высадочной матрицы
и пуансонов. Для обрезных автоматов приводятся данные по креп-
лению обрезного пуансона, матрицы и передающего пальца.
274
275
Размеры крепления инструмента выс адочны ные раз х и обрезных автоматов Таблица 68
00 * Модель автомата Основ меры в мм
4 D Dt о, \ а , 0-<43| Лд diAa | rf2Caj аз dica as 4. Г d. 4. 40Л3 « / /1
А-110* А-111* А-120** А-121** А-123** 52В А** 82ВА6* 122В А*** А-231**** 120А**** 16,5 30,5 16,5 30,5 103 106 15 25 1 41 6( 41 6С 14С 41 6С 15С г1 го 35 20 35 110 50 73 114 12 *20 20 30 12 22 20 35 30 65 12,525,4 22,2 46 - 63,5 25 50 25,4 82,55 25 40 32 42 20 22 М8 MI2 М8 М12 М24 12 13 10 13 20 10 15,5 М8 М12 12 16 25 14 24 32 1мЮх 1 1м12х 1,25 1м8х 1 1м12х 1,25 1м16Х1,5 МЮх 1 М16 М8 М10 13 22 13 21 32 12.5 22,2 — М10 М16 мю М16 М20 М16х2 М18 М12 М16 20 30 55 22,2 36,5 63,5 М12 М16 М20 М12 М12 М20 25 35 25 35 70 31,75 53,97 кгадр. 72 70 90 22,5 38,5 22,5 38,5 117 52,7 79 123 20 30 6 10 6 10 24 12 12,7 19 62 61 II III 1 м м 1 I ।
Продолжение табл. 6
Модели автомата Основные размеры в мм
£ h i 1 k Л) Z. т п о Р S' t 1 и ' W I V Z У аО
А-110* А-111* А-120** А-121** А-123ь* 52ВА** 82BAS* 122ВА*** А-231**** 120А**** 1 * Высадоч ** Высадоч *** Высадоч **** Обрезны 6 8 е 8 14 5,4 2 7 — ные ные ные * ав 15 24 15 24 44 авто) автол авто гомат 12 20 25 45 латы 4ЭТЫ латы ы. 22 30 55 33 57 одн дву> дву 22 28 18 26 47 24 20 51 эуда{ (удар худа] 47 82,5 100 )ные ные зные 25 34 55 32 36 с Ц« с це с р; ОЮ , 11.11 Ж 2 Ш - 1 1 । | | | | —. 5 ч 2 52 80 146 60 93,5 141,4 )й мат й матр 1ЖНЫМ1 32 - (45 ;25 25 |45 40 85 70 20 27 47,5 44,5 — ,69.4 14 34 | - рицей. идей. матрица 55 65 45 65 115 43 78,5 ИИ. 37 45 28 35 80 30 101,5 68 25 32 33 22 60 25 33 22 60 25 145 45 48 13 76, 28 115, - 182, - 58 6( 4< бг 125 43 7С 95 1' 17 25 ! - г — 16,5 22 14 22 41 17 27 36 38 55 38 60 ПО 45 117 115 5,5 6,5 3 4 8 10 12,5 20 28 50 21,5 24,5 54 27 10 30 20 30 30 20 10
Фиг. 283. Размеры посадочных мест для инструментов
у одноударного пресса-автомата.
27в
Подающие ролики
Фиг. 284. Размеры посадочных мест для инструментов
у двухударного пресса-автомата.
277
Инструмент Оля обрезки болта-
Фиг. 285. Размеры посадочных мест для инструментов у обрезного
автомата.
ГЛАВА V
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕХА
ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ
1. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
Намечая операцию обработки, одновременно устанавливают, на
каком станке она будет выполняться. При разработке технологиче-
ских процессов необходимо располагать исчерпывающими данными
по оборудованию, которое следует заказать. При проектировании
процесса на новом оборудовании пользуются сведениями из ката-
логов заводов-изготовителей оборудования, либо техническими
характеристиками (приведенными в главе «Оборудование»), Если
используется уже имеющееся оборудование, необходимо иметь пас-
порта станков.
При выборе оборудования для выполнения той или иной опера-
ции следует руководствоваться следующими соображениями:
а) экономичность процесса на данном станке;
б) использование станка по мощности и времени;
в) необходимая точность обработки изделия;
г) реальная возможность приобретения станка.
Главное значение в экономике технологического процесса
имеет производительность, от которой зависит себестоимость изго-
товляемых изделий. При выборе типа и размера высадочного прес-
са-автомата следует, где только возможно, применять одноударные
прессы-автоматы при условии, если они будут достаточно загру-
жены изделиями, для высадки которых требуется лишь один удар.
Одноударные высадочные прессы-автоматы производительнее
двухударных. Если же одноударный пресс-автомат неполностью за-
гружен, лучше применять двухударный, так как в этом случае
можно на одном и том же прессе-автомате высаживать простые
и более сложные изделия. То же самое относится к обрезным
и накатным автоматам и полуавтоматам.
При выборе высадочных прессов-автоматов с раздвижными
или цельными матрицами следует руководствоваться программой
изделий и длиной высаживаемых стержней. Если изделия с боль-
шой длиной стержня загружают полностью высадочный пресс-
автомат с раздвижными матрицами, тогда более рационально бу-
дет выбирать его, так как он производительнее пресса-автомата с
279
цельной матрицей. Если же программа по таким изделиям незна-
чительна и, кроме того, по длине стержня представляется возмож-
ность изготовить их на прессах-автоматах с цельной матрицей,
тогда следует применять прессы-автоматы с цельной матрицей.
При работе на прессе-автомате с цельной матрицей возможно
в одной и той же матрице при постоянном диаметре изделия вы-
саживать изделия разной длины.
Для изготовления шестигранных гаек рациональнее применять
гайковысадочные прессы-автоматы, которые в отличие от гайко-
просечных дают продукцию более высокого качества и значитель-
ную экономию металлов. Кроме того, подготовка исходного ма-
териала проще для гайковысадочных, чем для просечных авто-
матов. Однако при наличии в программе квадратных гаек сле-
дует проектировать их изготовление на гайкопросечном автомате.
Выбор типа обрезного и накатного автоматов приведен в главе
«Оборудование».
Что касается использования станка, то часто приходится иметь
отдельные типы автоматов, которые полностью не загружены, но
необходимость наличия их диктуется технологией изделия. К таким
видам следует отнести, например, трехударный высадочный
автомат.
2. ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ
При нормировании высадки, обрезки и накатки расчет всех
величин ведется исходя из нормальных условий работы: подвозка
бунтового материала и заготовок к рабочему месту, подноска но-
вого инструмента взамен изношенного и смазка оборудования про-
изводятся специальными рабочими.
а) Нормирование операций высадки
Штучное время tM на высадочных прессах-автоматах опреде-
ляется по формуле
L = + Ч + fn>
л 1
где —-машинное время в мин., равное - ,
Л
п —число ходов автомата в минуту (двойных для двухудар-
ных и тройных для трехударных прессов);
te — вспомогательное время в мин.,
tn—время на организационно-техническое обслуживание
в мин.
Вспомогательное время при высадке расходуется на заправку
бунта, и приводится в табл. 69, по составным элементам ’.
1 Подготовка бунта к заправке в станок (развязка, укладка на моталку,
правка конца) производится во время работы пресса-автомата.
2S0
Таблица 69
№ приема Наименование приема Время в мин.
1 Остановить станок 0,02
2 Подойти к зажимным роликам 0,04
3 Отжать (для освобождения материала) ролики 0,10
4 Вынуть конец проволоки (отход) 0,10
i 5 Положить конец проволоки в ящик 0,02
6 Взять конец от нового бунта и вставить в ролики, под- винув до упора 0,10
7 Зажать ролики (материал) 0,12
8 Подойти к пусковой кнопке и пустить пресс-автомат 0,10
9 Установочная проверка высаженного изделия по длине, диаметру и трещинам 0,12
Итого . . . 0,72
Вспомогательное время te на одно изделие в мин. равно
t = — мин.,
в N
где /' — вспомогательное время на смену одного бунта материа-
ла в мин.;
N — число изделий, получаемых из одного бунта материала;
N— — ;
G ’
где Q — вес одного бунта материала в кг (в среднем принято
50 кг);
G — вес высаживаемого изделия в кг.
Время на организационно-техническое обслуживание состоит
из времени на:
1) естественные надобности;
2) уборку, чистку станка;
3) подналадку (смену изношенного инструмента).
Подготовительно-заключительное время, т. е. время на перена-
ладку 1 пресса-автомата, при массовом производстве считать не
следует, так как подготовка смены (наладка прессов-автоматов
наладчиками) должна производиться в перерывах между сменами.
Время на естественные надобности Т„ за рабочую смену при-
нимается равным 8 мин. Время на уборку и чистку пресса-авто-
мата Тч зависит от габаритов оборудования.
1 При переналадке автомата в отличие от подналадки производится пол-
ная смена высадочного инструмента.
381
Для высадочных и обрезных автоматов до 6 лш 74=10 мин.,
до 13 мм Тч= 12 мин. и свыше 13 мм Тч— 15 мин. Время на
подналадку (частичная смена инструмента) можно рассчитать
исходя из стойкости инструмента в часах или в штуках изделий.
При заданной стойкости в часах время на подналадки Тп оп-
ределяют следующим образом.
Находим
Ty = F-[To + T4+ (t’e n)I,
где Ту—время с учетом всех потерь (кроме 7„);
F — фонд времени пресса-автомата за рабочую смену, рав-
ную 480 мин.;
а — число бунтов, расходуемых в смену.
Имея стойкость инструмента Т и время, необходимое для сме-
• ны одного инструмента t, определяем время, потребное на под-
наладку в течение всей смены:
Тп = t • 7),
где г, —поправочный коэфициент, учитывающий фактическое ко-
личество подналадок инструмента (принимается 0,9).
Для подсчета общих потерь на подналадку в течение смены
необходимо потери по каждому инструменту суммировать
Т = £ - Т
J П.С - 1 п-
Если стойкость инструмента задана количеством изделий, из-
готовленных инструментом, тогда расчет времени на подналадки
за смену производится следующим образом:
Тп = t • Y,
где Y — количество подналадок за смену.
Стойкость инструмента можно выразить формулой
Т = tM • М,
где М — число изделий, снимаемых одной стороной высадочной
(обрезной) матрицы.
Тогда получим, что
у = Z-vjzZk т
т
Решая два уравнения находим Т„ и У.
Для определения tm и tn находим фонд времени за смену
с учетом всех потерь Т’
Норма выработки за смену с учетом всех потерь равна
т'
Р =----1
>м + F
282
Отсюда находим штучное время в мин.
Определив /ш, мы можем найти из уравнения == tM + te + tn
величину tn — время на организационно-техническое обслужива-
ние для одного изделия.
Учитывая, что замена быстроизнашиваемого инструмента про-
изводится во время рабочей смены (остальной инструмент меняют
чаще всего во время переналадки автомата между сменами), огра-
ничимся только приведением значения времени t на смену высадоч-
ной матрицы и обрезного пуансона (табл. 70 и 71).
Пример. На высадочном прессе-автомате (матрица цельная) 82 ВЛ с числом
двойных ходов в минуту п = 74 высаживается изделие из стали 35, диаметр
его равен 7 мм, вес G = 0,025 кг; вес бунта материала Q — 50 кг, продолжи-
тельность смены F — 480 мин.
Требуется определить:
Y — количество подналадок инструмента за смену;
Т „—время на подналадку за смену;
Р— норму выработки за смену;
ttl—время на организационно-техническое обслуживание одного изделия.
Решение:
Машинное время
/, = —- = ~— = 0,0135 мин.
*' п 74
Количество изделий из одного бунта материала
из табл. 69 t' = 0,72, отсюда
в
, _ С 0,72
1/:---= ---------=0,00036 мин.
N 2000
Таблица 70
Тип высадочного пресса-автомата Наибольший диаметр высаживаемого изделия в мм Время t на смену высадочной матрицы в мин.
Одно-, двух- или трех- 3 8
ударный с цельной матрицей
То же 6 8
» 8 8
а 13 9
» 16 9
» 20 10
Одно-, двух- или трех-
ударный с раздвижными
матрицами 6 10
То же 8 10
13 12
16 15
20 16
283
Из табл. 70 находим время на смену высадочной матрицы / = 8 мин. Отсюда
Тп = t Y = 8 • Y; зная по теоретическому числу ходов, что за смену при ра-
боте без потерь норма съема с пресс-автомата«35 000 шт., на что требуется
35 000
количество бунтов материала 2qqq ~ или время на смену бунтов
I, = 0,72 17,5 « 13 мин., получим
Ту = 480— (8 + 12 + 13) = 447 мни.
При условии, если стойкость матрицы дана в изделиях М — 7000, стойкость
в минутах
Т = tM • М= 0,0135 7000 = 95 мин.,
тогда
Тп = t • У = 8 • 4 = 32 мин.,
Ту~Тп 447-32 .
из уравнения У = —------- т) =---—---- 0,9 « 4;
Т'у = F — (То + Тч 4- Т„) = 480 — (8 4- 12 4- 32) = 428 мин.
Норма выработки за смену
т'
Р =------V—
tM + fe
-------—---------= 31000.
0,0135 4-0,00036
Штучное время
480
———- =0,0154 мин.
31000
Время на организационно-техническое обслуживание для одного изделия равно
/ш — /„ — /я =/„ = 0,0154 — 0,0135 — 0,00036 = 0,00154 мин.
и* М О '• • '
б) Нормирование операций обрезки
Определение tM, tn, 1ш для операций обрезки производится
аналогично, как при нормировании операции высадки.
Ввиду несовершенной работы механизмов подачи и питания,
выражающейся в застревании заготовок при их движении от за-
грузочного бункера к наклонному желобу и от последнего на ли-
нию обрезки, при расчете нормы следует учитывать указанное
явление и полученное корректировать в сторону увеличения,
умножив на коэфициент X.
Практически X равно от 1,05до 1,1 в зависимости от числа хо-
дов автомата.
Пример. На обрезном автомате А-231 обрезается изделие — болт из стали 35
диаметром 10 мм.
Дано: п=120 шт./мин; То = 8 мин.; F = 480 мин. Тч = 12 мин.; / =
= 10 мин.; Д4 = 10 000.
Определить производительность за смену Р.
Решение. Машинное время
/„ = — = —-— = 0,0083 мин.
м п 120
284
Стойкость матрицы в мин.:
Т = 1 М = 0,0083 • 12000 = 99,6 мин. « 100 мин.;
Ty = F — (T0 + Тч) = 480 — (8 + 12) = 460 мин.;
у = 11=1± ,= «»=« 0.9; Г «4,
Т ‘ 100
где Т п= t • У = 10 4 = 40 мии. (из табл. 71 t = 10 мии.);
Т'у = F — (Та + Тч + Тп) = 480 — (8 + 12 + 40) = 420 мин.
Таблица 71
Тип автомата Наибольший диаметр стержня обрезаемого изделия в мм Время t на смену обрезного пуансона в мин.
Автомат обрезной 6 10
»> » 10 10
» » 12 10
» »> 19 12
Норма выработки за смену без учета коэфициента X.
т'
____^2__=50600;
0,0083
480
------=0,0098 мин.
50600
/
_ А
'ш D
С учетом коэфициента К
4 = X = 0,0098 • 1,08 = 0,0106 мин.,
или норма выработки за 480 мин.
480
-------= 45 283 шт.
0,0106 ,
f,u
В табл. 72 приводится время на переналадку высадочных в
обрезных автоматов с одного профиля на другой со сменой всего
комплекта инструмента. Как видно из таблицы, время зависит от
числа ударов автоматов и конструкции матриц. Таблица состав-
лена для изделий стандартного типа, для более сложных необхо-
димо время скорректировать в сторону увеличения. Данные взяты
из опыта ряда заводов. Однако к ним следует подойти критиче-
ски, так как при стахановских методах работы они могут быть
перевыполнены .
286
Таблица 72
Тип пресса-автомата Размер автомата в мм Время на наладку В МИН.
при сушении стержня без сужения стержня
Высадочные
Одноударный с цельной матрицей 3-8 90 70
8-12 100 80
12-20 110 90
Двухударный » $ м О о 0-0 100 80
8-12 по 90
12-20 120 100
Трехударный » » » 3 8 ПО 90
8—12 120 100
12 20 130 ПО
Одноударный с раздвижными матри- 3 8 — 80
цами 8-12 — 90
12—20 — 100
Двухударный с раздвижными матри- 3-8 —* 90
цами 8-12 — 100
12-20 — ПО
Трехударный с раздвижными матри- 3 8 — ПО
цами 8-12 — ПО
12 20 — 120
Обрезные
С бункерной подачей заготовок 4-10 50 35
10-20 55 40
С цепной » » До 10 55 40
10—20 65 50
в) Нормирование операций накатывания
Штучное время при накатных работах состоит из тех же сла-
гаемых, как на операциях высадки и обрезки, т. е.
1ш = ‘м + Z« + 1п •
При работе на резьбонакатных полуавтоматах вспомогатель-
ное время расходуется в основном на установку обрабатываемого
изделия.
Основными ручными приемами при работе на накатных полу-
автоматах являются:
а) набор в руку заготовок из ящика или со стола, находяще-
гося от оператора на расстоянии вытянутой руки и на удобной
высоте;
б) установка изделия в захватывающее приспособление или
на упор.
286
Опыт показал, что ручные приемы не перекрываются полно-
стью машинным временем.
При работе наблюдаются холостые ходы (из-за потери темпа),
которые нужно учитывать при расчете вспомогательного времени
по табл. 73.
Таблица 73
Количество допустимых холостых двойных ходов ползуна в минуту 1
Резьбонакатные полуавтоматы с плоскими плашками с ручной подачей
Длина болто- изделий в мм Число двойных ходов ползуна в мин.
20-30 30—40 40—45 45—50 50—55 55—60 60-65
Количество допустимых холостых ходов ползуна в минуту
Болты с квадратными и шестигранными головками
До 20 5 6 8 10 12 14 18
20—40 5 5 6 7 1 9 10 12
40-60 5 6 7 8 w 13
60—100 5 6 8 10 12 14 16
100-150 6 7 10 12 14 16 18
Болты с полукруглыми и потайными головками
До 20 5 6 8 10 12 14 16
20-40 4 5 6 7 9 10 12
40—60 60—100 5 6 6 7 8 10 10 12 12 14 13 16 15 18
100-150 7 8 12 14 16 18 20
1 Данные взяты из книги С. И. Стырикович, М. И. Десятков,
И. Д. Семин, Метизное производство. К данным этой таблицы следует
отнестись критически, так как при стахановских методах работы они могут
быть значительно снижены.
287
Таблица 74
Вспомогательное время на промеры резьбовым кольцом >
Диаметр резьбы в мм Число про- меряемых ниток Шаг резьбы в мм
6 8 10 12 14—16 18—22 24-27 30 36 1,00 1,25 1,50 1,75 2,0 2,5 3,0 3,5 1 4,0
Время промера проходным кольцом в мин. Измеряемая длина резьбы в мм
0,09 0,142 0,20 0,252 0,302 0,362 0,442 0,574 0,714 0,846 1,116 1,388 0,09 0,146 0,20 0,256 0,306 0,366 0,446 0,582 0,722 0,853 1,128 1,404 0,09 0,15 0,20 0,26 0,31 0,37 0,45 0,59 0,73 0,87 1,14 1,42 0,09 0,15 0,20 0,264 0,314 0,374 0,454 0,598 0,738 0,878 1,152 1,436 0,10 0,15 0,21 0,27 0,32 0,38 0,46 0,61 0,75 0,89 1,17 1,45 0,10 0,16 0,22 0,28 0,33 0,39 0,48 0,62 0,77 0,92 1,21 1,50 0,10 0,16 0,22 0,28 0,34 0,40 0,49 0,64 0,79 0,94 1,24 1,54 0,11 0,17 0,23 0,29 0,36 0,42 0,51 0,66 0,82 0,98 1,29 1,60 0,11 0,176 0,236 0,302 0,366 0,426 0,522 0,678 0,838 1,004 1,314 1,63 2 4 6 8 10 12 15 20 25 30 40 50 2 4 6 8 10 12 15 20 25 30 40 50 2,5 5 7.5 10 12,5 15 18,75 25 31,25 37,5 50 62,5 3 6 9 12 15 18 22,5 30 37,5 45 60 75 3,5 7 10,5 14 йГЧ 17,5 21 26,25 35 43,75 52,5 70 87,5 4 8 12 16 20 24 30 40 50 60 80 100 5 10 15 20 25 30 37,5 50 1, 62,5 75 100 125 5 12 18 24 30 36 45 60 75 90 120 150 7 14 21 28 35 42 52,5 70 87,5 105 140 175 8 16 24 32 40 48 60 80 100 120 160 200
Время на промер непроходным кольцом в мин. , Примечание. Промер резьбы предусматривает: а) про- тереть резьбу; б) навернуть проходное кольцо на тре- буемое число промеряемых ннток, свинтить кольцо обратно и положить на место; в) взять непроходное кольцо, проме- рить резьбу и положить кольцо на место.
0,06 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,07 0,08 0,08
1 Данные взяты из книги С. И. Стырикович, М.
И. Десятков, И. Д. Семин, Метизное производство.
Не рекомендуется загружать оператора периодическим кон-
трольным промером изготовленных изделий — это ведет к непол-
ному использованию оборудования.
Для полной загрузки контролера ему необходимо поручить про-
верку размеров изделий нескольких операций.
Вспомогательное время у резьбонакатных станков с автома-
тическим циклом работы отсутствует, и оператор за счет машин-
ного времени имеет возможность производить контрольные про-
меры изделий.
На резьбонакатных автоматах с круглыми плашками (роли-
ками) вспомогательное время расходуется на установку, снятие
и промер накатываемого изделия. В табл. 74 дано вспомогатель-
ное время на контрольный промер резьбовым кольцом.
Расчет времени на обслуживание операций накатывания произ-
водится так же, как при нормировании высадки за исключением
определения времени на подналадку Тп в течение рабочей смены.
По данным книги «Метизное производство» для станков с руч-
ной подачей Тп=(з1 мин., для станков с автоматической подачей
7\ = 47 мин. В это время входит также смазка станка.
Пример. На резьбонакатном полуавтомате модель А-265 завода им. Кирова
с числом ходов ползуна в минуту п = 40 накатывается изделие — болт
М24 X 3 — кл. 2, длиной стержня I = 100 мм, длиной накатываемой резьбы
/0 = 50 мм.
Требуется определить /м, t'M, t', t”'. te, Ty, P, 1Ш и tn.
Решение:
1 1
t,. = — = •— 0,025 мин.
“ n 40
По табл. 73 определяем количество допустимых холостых ходов ползуна
в минуту П[ = 6. Отсюда п—/71 = 40— 6= 34 или t~ 0,03 мии. Вспо-
могательное время на холостые ходы, вызванные потерей темпа при наборе
в руку изделий,
/'= 0,03 — 0,025 = 0,005 мин.
Вспомогательное время на промеры резьбовыми кольцами (проходным
а иепроходным) находим по табл. 74 при условии контроля изделий в количе-
стве 2% от общего выпуска.
,,, 2-(0,49+ 0,07)
/ =------------------=0,011 мин.
й 100
Суммарное вспомогательное время
te — t” + t's" = 0,005 + 0,011 = 0,016 мин.
онд времени с учетом всех потерь
r'y=-F — (T0+T4 +Т„) = 480-(8+ 12 + 61) = 399 мин.
В. М. Мисожников и М. Я. Гринберг 289
Норма выработки за восьмичасовую смену с учетом всех потерь
Р =_____Т.У--_ -------^99-----гк 9730 изделий.
1м +>s 0,025 + 0,016
Отсюда штучное время
F 480
= — = — — = 0,049 мин.
Р 9730
Время на обслуживание для одного изделия
t„ =-tul — (tM + te) = 0,049 — (0,025 + 0,016) = 0,008 мин.
Пример 2. Определить производительность Р. Изделие — болт с резьбой
М12 X 1,75 кл. 2 накатывается на г^езьбонакатном автомате модель 12НА.
Дано: п = 60 ходов в минуту; То = 8 мин.; Тч = 12 мин.; F = 480 мин.
Тп = 47 мин.
Решение-.
t и =--=----=0,0166 мин.;
м п 60
t'v = F— (Тс + Тц +Т„) = 480—(8 + 12 + 47) = 413 мин.;
о ТУ 413
Р = —— =-----------— = 24 900:
При учете коэфициента А
ш in
1М
F
Р
480
------ =0,0193 мин.
24900
= 0,0193 1,05 = 0,0203 мин.
или корректированная производительность
Р =
480
0,0203
= 23645 шт.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ
Наиболее точное определение потребного количества высадоч-
ных, обрезных, накатных автоматов и полуавтоматов и другого
оборудования получается на основе операционных карт. Расчет
времени на выполнение высадочных, обрезных и. накатных работ
приведен в главе «Техническое нормирование». В тех случаях, ког-
да выполняемая операция трудно поддается подсчету времени,
тогда следует пользоваться практическими данными, проверенны-
ми хронометражем.
Для подсчета потребного количества оборудования составляет-
ся карта загрузки, в которой по каждому типу и размеру обору-
дования указывается для каждого изделия штучное время на за-
данную операцию, суточную программу изделий с учетом запас-
ных частей, наименование и номер операций. Карта загрузки при-
ведена в табл. 75.
290
Таблица 75
Карта загрузки оборудования
Напмепогапие Тип Медель, Фирма, вавод-изготов. Проектный инвентарный Число ходов в минуту № „ 1 Количе- Наимеиование ство Стан- еков на од- Процент
етаяка-автомата размер (ведомство) номер п изделия изделия ну машину запчастей
Высадочный Двухударный с цель- ной матрицей 82ВА МАП 500 148 (двой- ных 74) 201456 Болт 150 20
Обрезной С бункерной загруз- кой А231 МСС 510 120 201456 »» 150 20
Продолжение табл. 75
Наименование станка -автомата Сменная программа изделий на основную программу Сменная программа запчастей Суммарная сменная программа изделий в шт. D Количе- ство смен т Суточная программа изделий в шт. № операции Наименование операции Штучное время в мин. Время, потреб- ное на изготов- ление сменного количества из- делий в мин., Т
Высадочный 22500 4500 27000 2 54000 1 Высадка 0,0154 416
Обрезной 22500 4 500 27000 2 54000 2 Обрезка 0,0106 286
Продолжение табл. 75
Наименование станка-авюмата 1 Время, пот- ребное на изготовление суточного количества изделий в мин. Тс Номинальный фонд времени оборудования в одну смену в мин, Р Суточный фонд времени оборудования в мин. Тс Коэфициент, учитывающий простои обо- рудования из-за ремонта К Действитель- ный суточный фонд времени оборудования в мин. Ъ Расчетное потребное количество станков- автоматов С Принятое количество станков- автоматов S Коэфи- циент заг- рузки обо- рудова ния Примеча- ние
Высадочный 832 480 960 0,95 912 0,91 1 0,91
291 Обрезной 572 480 960 0,95 912 0,62 1 0,62
Ниже приводятся коэфициенты использования ч« оборудова-
ния *, достигнутые на некоторых заводах:
Высадочные прессы-автоматы..................0,88
Гайковысадочные.............................0,85
Обрезные................•...................0,82
Накатные....................................0,86
Накатные полуавтоматы.......................0,75
Пользуясь коэфициентом использования станков, можно рас-
считать фактическую сменную производительность автоматов Р:
Р = п-^а- 480,
где п — теоретическая производительность в минуту высадочных,
обрезных, накатных и гайковысадочных автоматов, при-
веденная в технических характеристиках.
Из просчета загрузки оборудования находим потребность в вы-
садочных, обрезных и накатных автоматах, а также их типо-раз-
меры.
4. РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Высадочные, обрезные и крупные автоматы для накатки уста-
навливаются, как указано на фиг. 286 и 287, на бетонных фунда-
ментах. В фундаменте делаются специальные колодцы 1 для уста-
новочных болтов 2. В случае отсутствия при автомате корыта для
Фиг. 286. Эскиз установки на фундаменте высадочного пресса-автомата
с поддоном и бач.ком для масла.
стока смазочного масла необходимо установить автомат на под
дон 3 с отводом масла в отдельный бачок 4. Установка автомата
на поддоне дает экономию масла и устраняет загрязненность ра-
бочего места, вызванную стеканием смазочного масла на пол. Мел-
кие высадочные и обрезные автоматы можно не устанавливать
1 При условии, что наладка автомата производится между сменами.
292
на бетонном фундаменте. Например, на некоторых заводах авто-
маты до 8 мм устанавливаются так, как изображено на фиг. 288.
Удаляя половую шашку, автомат устанавливают на четырех швел-
Фиг. 287. Эскиз установки обрезного автомата на фундаменте
лерах и бетонируют. Практика показала, что наряду с эконо-
мией цемента долговечность и прочность установки не ухудша-
ются. Высадочные прессы-автоматы устанавливаются в ряд по
Фиг. 288. Эскиз установки обрезного автомата на фундаменте
небольшого размера на швеллерах.
возрастающим размерам (фиг. 289, а). Если площадь цеха не поз-
воляет все высадочные прессы-автоматы расставить в один ряд,
расстановку ведут в два ряда. Первый вариант расстановки обору-
дования в два ряда изображен на фиг. 289, б, второй — на
фиг. 289, в.
293
b. ч— U'-t— — ac-
Фиг. 289. Варианты расположения высадочных
прессов-автоматов.
B обоих вариантах такая расстановка оборудования создает
условия для многостаночного обслуживания. . .
Расстояния между высадочными прессами-автоматами bit Ьг,
Ьз, bi, b5 (фиг. 289, а) должны быть не меньше ширины соответ-
ствующих автоматов аь
аг, а3, at, а$, ® против-
ном случае при ремонте
высадочного автомата не
удается 'удалить колен-
чатый вал, который вы-
нимается в сторону. Од-
нако в целях экономии
производственной пло-
щади более рациональ-
ной является расстанов-
ка высадочных црессов-
автоматов, изображенная
на фиг. 289,6. В данном
случае коленчатый вал
двух соседних прессов-
авто матов удаляется при
ремонте в Один и тот же
промежуток. Из этой фи-
гуры видйо, что коленча-
тый вал высадочного
пфееса-авггомата 82ВА и
122ВА вынимается в про-
межуток Сл, расстояние
С5 осталось равным нор-
мальному, т. е. от 1,0 до
1,3jh. При ремонте прес-
са-автомата А124 вал
удаляется в правый про-
межуток, коленчатые ва-
лы станков АПО, АГ11,
А121 можно вынимать
при нормальном состоя-
нии Сь С2, Сз. На фиг.
290 изображен вариант
установки высадочных
прессов-автоматов под
углом. В данном случае
получаем также неболь-
шую экономию площади
При наличии в цехе мостовых кранов, обычно применяемых
для подачи металла со склада к рабочему месту, необходимо их
использовать при ремонте оборудования, особенно крупного. Для
: этого оборудование не следует устанавливать в мертвых точках
крана. Производство изделий методом холодной высадки ведется
294
290. Расположение высадочных прессов-
автоматов под углом.
непрерывным потоком с передачей изделий вручную или при по-
мощи движущихся ленточных транспортеров. 'Скорость движения
транспортера рассчитывается под ритм работы станка. Произво-
дительность высадочных, обрезных и накатных автоматов задан-
ного размера в большинстве случаев одинаковая. Это способст-
вует созданию поточного производства с максимальным уменьше-
нием трудоемкости по межоперационным транспортировкам загото-
вок. На фиг. 291 схематически изображена линий изготовления
болтов. На линии уста-
новлены высадочный, об-
резной и накатной авто- /
маты. Передача загото- /
вок с одного автомата < ,
к другому производится J Г
при помощи транспорте-
ров. Такая организация Фиг.
рабочего места устра-
няет перемешивание раз-
ных изделий между собой, которое приводит к поломкам обору-
дования. Кроме этого, при четкой работе всего комплекта автома-
тов продукция выходит с законченным циклом и нет надобности
создавать промежуточный склад.
При передаче изделий со станка на станок при помощи транс-
портеров один рабочий обслуживает все три автомата, т. е. выса-
дочный, обрезной и накатной. Таким образом за каждым рабочим
закреплен полный цикл обработки изделия. Такой метод работы
способствует ускорению производственного цикла и получению
продукции хорошего качества.
На фиг. 292 приведены различные варианты расположения
обрезных и накатных автоматов для обслуживания двух единиц
одним рабочим.
Определение количества рабочих при проектировании нового
цеха либо при расширении существующего следует вести по числу
станков с учетом многостаночности
д.р
где Rcm~ число станочников;
Fg.c — действительный годовой фонд времени станка в час.;
Fg.p — действительный годовой фонд времени рабочего в час.;
V' — коэфициент загрузки;
S — принятое число станков.
При обслуживании одним рабочим двух автоматов найденное
число следует уменьшить в 2 раза.
При расчете Fd.p. следует учесть праздничные, отпускные, дни
отдыха и дни на невыход рабочего по уважительным причинам
(болезнь).
295
Фиг. 291. Поточная линия изготовления болтов с передачей заготовок
с одной операции на следующую ленточными транспортерами.
с роторной загрузкой и ползушкой
с цепной загрузкой
Накатные автомат.
Фиг. 292. Варианты расположения обрезных
и накатных автоматов при многостаночном
обслуживании.
Разряды рабочих на высадочном оборудовании колеблются от
3,5 до 4.
При расположении оборудования высадочного цеха нужно
учесть следующие факторы.
1. Должны быть предусмотрены у рабочих мест площади для
хранения материала и вспомогательного инструмента.
2. Должны быть пре-
дусмотрены достаточных
размеров; проходы и
проезды для транспорта.
Расположение обору-
дования холодной вы-
садки, обрезки и накат-
ки производится по по-
точному принципу, при
котором оборудование
располагается последо-
вательно в порядке тех-
нологических операций
для каждого рода изде-
лия, образуя таким об-
разом самостоятельные
потоки для каждого из-
делия.
При поточном распо-
ложении оборудования
® долевом направлении
устраивается проход ши-
риной 3—4 м для движе-
ния людей и транспорта
в виде асфальтированной
или бетонной дорожки.
Кроме этого, посредине
цеха обязательно должен
быть предусмотрен пожарный проезд (4—5 м). Ширина пролетов
зависит от характера и размеров оборудования.
На фиг. 293 дана распланировка нескольких отделений выса-
дочного цеха. Весь цех разбит на следующие отделения: 1) за-
клепок, 2) винтов, 3) шурупов, 4) мелких болтов, 5) крупных
болтов, 6) гаек, 7) фасонных изделий. На приведенной фигуре
изображены лишь 4 отделения, т. е. отделение заклепок, винтов,
шурупов и мелких болтов (до 10 мм). Как видно, оборудование
во всех отделениях расположено по принципу поточного производ-
ства. Для изготовления заклепок требуется лишь высадочный
пресс-автомат. Для изготовления стальных пустотелых заклепок
требуется еще автомат для сверления отверстия в стержне (АСсв)
при условии отверстия большой длины Для разводных за-
клепок требуется просечной автомат (АСпр). Для изготовления
винтов установлены в каждой линии один высадочный пресс-
297
автомат с производительностью (в зависимости от диаметра винта)
от 32 000 до 55 000 шт. за восьмичасовую смену, 2—3 шлицепрорез-
ных автомата (АСФ), имеющих в сумме такую же производитель-
ность, и один резьбонакатной (АНР) с такой же производитель-
ностью, как у высадочного пресса-автомата. Шурупы по дереву
изготовляются на высадочном автомате, обточка конуса с нарез-
кой резьбы производится на шурупонарезных автоматах (АШН).
На один высадочный пресс-автомат требуются два шурупонарез-
иых автомата. Заготовка самонарезающих шурупов высаживается
на высадочном прессе-автомате, затем производятся изготовление
шлица на шлицепрорезных автоматах, образование конуса на
обсечном автомате (АСПр), оббивка заусенцев в барабане и накаты-
вание резьбы. В этом же отделении имеется одна линия для из-
готовления пальцев с отверстием под шплинт. Сверление отвер-
стий производится на полуавтоматах (П/АС) с производительно-
стью 4000—5000 изделий в смену. Количество потребных автома-
тов в линии указано в распланировке на фиг. 293. Во всех лини-
ях оборудование должно быть расположено так, чтобы один рабо-
чий мог обслуживать не менее двух автоматов. Болты высажи-
ваются на высадочных прессах-автоматах. Последующей операцией
являются обрезка граней на обрезных автоматах (АО) и накатка
резьбы на резьбонакатных автоматах (АНР). Производство болтов
в распланировке указано с передачей заготовок транспортерами.
Болты со сверлением в головке или в стержне под шплинт изго-
товляются в линии, где установлены сверлильные полуавтоматы
(П/АС). Промывка готовых изделий производится на двух шнеко-
вых моечных машинах (ММ), обслуживающих четыре отделения.
К моечным машинам двигаются с обеих сторон ленточные тран-
спортеры 1 и 2, на которые рабочие последних операций устанав-
ливают тару с готовыми изделиями. Рабочие на моечных машинах
управляют этими транспортерами, которые передвигают готовую
продукцию к моечной машине. После промывки изделия подают на
ленточный транспортер 3, где контролер производит приемку про-
дукции внешним рсмотром, второй контролер проверяет линейные
размеры, третий контролер — замеры резьбы.
Проверенные контролерами изделия падают в тару 4, установ-
ленную на рольганге. Уровень этого рольганга ниже транспорте-
ра. Здесь контролер на последней операции взвешивает изделия
и выписывает документ о принятии продукции, который вклады-
вается в специальную ячейку тары, и направляет ящик с продук-
цией по рольгангу 5 к пневматическому столику 6. Устройство
пневматического столика показано на фиг. 294. Нажимом ножной
педали 1 подается сжатый воздух в полость цилиндра А, шток 2
поднимает площадку 3 с ящиком 4, который подвешивается на
крюк подвесного конвейера 7. Нажатием педали 8 сжатый воздух
перепускается в полость В, пневматический столик опускается на
уровне рольганга 5.
Подвесным конвейером продукция направляется в термическое
отделение, отделение металлопокрытий, либо прямо на склад го-
298
т-овой продукции, где снятие тары с продукцией с подвесного кон-
вейера также производится посредством пневматических столиков.
Обратный ход подвесного конвейера со склада используется для
А
Фжг. 294. Устройство пневматического столика для иодвешиваиия изделий
на конвейер.
отправки в производственные отделения пустой тары. Тара, кото-
рая освобождается при засыпке изделий в моечную машину, от-
правляется рабочими на моечных машинах по транспортерам 1
и 2 контролерам для засыпки в нее принятой продукции.
299
На одном из отечественных заводов таким образом произво-
дится транспортировка готовой продукции, являющаяся весьма тру-
доемкой операцией при массовом изготовлении метизных изделий.
Фиг. 295. Общий вид высадочного отделения.
Снабжение высадочных прессов-автоматов бунтовым металлом
производится со склада. Склад бунтового металла во избежание
перепутывания сталей разделен на секции. В каждой секции укла-
дывается определенная сталь по возрастающим диаметрам. Пода-
ча бунтового металла к автоматам производится мостовым краном
или подвесным конвейером. Второй метод является более совер-
шенным. Подвешивание бунтов металла на конвейере уменьшает
габариты склада металла, улучшает обслуживание металлом и
освобождает площадь у рабочих мест. Снабжение охлаждающими
жидкостями (масло, эмульсия) производится по трубопроводам
у соответствующих колонн.
Здание высадочного цеха должно быть огнестойким, железо-
бетонной или железной конструкции с перекрытием из железобе-
тонных плит по металлическим фермам. Высота высадочного це-
ха из-за условий вентиляции и устройства кранов и подвесных
конвейеров должна быть достаточно большой (до нижней высту-
пающей части перекрытия не менее 7,5 м). На фиг. 295 изобра-
жен общий вид цеха холодной высадки с установкой высадочных
автоматов в два ряда.
300
ПРИЛОЖЕНИЕ I
Допуски и вес погонных метров холоднотянутой калиброванной стали
для холодной высадки
Диаметр в -«.и Допустимое отклонение диаметра в .ч.и Теоретиче- ский вес 1 пог, ,ч в кг Диаметр в ММ Допустимое отклонение диаметра в мм Теоретиче- ский вес 1 пог. м в кг
2 —0,03 0.037 5,2 —0,05 0,167
2,1 —0,03 0,039 5,35 —0,05 0,176
2,45 -0,03 0,046 5,4 —0,05 0,180
2,5 —0,03 0,046 5,6 —0,05 0,193
2,55 —0,03 0,047 5,75 -0,05 0,199
2,85 —0,03 0,053 5,8 —0,05 0,207
2,9 —0,03 0,054 5,9 -0,05 0,215
2,95 - 0,03 0,055 6,0 -0,05 0,222
3,0 -0,03 0,056 6,2 -0,05 0,237
! °,1 —0,03 0,058 6,5 —0,05 0,260
j 3,2 —0,03 0,060 6,75 -0,05 0,268
i 3,25 —0,03 0,061 6,8 —0,05 0,285
з,з -0,03 0,062 6,85 —0,05 0,289
3,35 —0,03 0,071 6,9 —0,05 0,294
3,4 —0,03 0,073 7,0 -0,05 0,302
3,5 —0,03 0,076 7,05 —0,05 0,307
3,8 -0,03 0,094 7,1 —0,05 0,311
3,85 —0,03 0,095 7,15 —0,05 0,316
4,0 -0,03 0,099 7,2 —0,05 0,320
4,05 -0,05 0,100 7,5 -0,05 0,347
4,1 —0,05 0,101 7,75 —0,05 0,370
4,2 -0,05 0,104 7,80 — 0,05 0,375
4,25 —0,05 0,105 7,85 -0,05 0,390
4,3 —0,05 0,119 8,0 -0,05 0,395
4,4 -0,05 0,122 8,1 —0,08 0,405
4,5 —0,05 0,125 8,25 - 0,08 0,410
4,65 —0,05 0,137 8,3 —0,08 0,425
4,75 —0,05 0,144 8,5 —0,08 0,445
4,8 -0,05 0,148 8,65 -0,08 0,451
4,85 —0,05 0,150 . 8,8 -0,08 0,482
5,0 —0,05 0,154 8,85 —0,08 0,493
5,1 —0,05 0,161 9,0 —0,08 0,499
5,15 —0,05 0,164 9,1 -0,08 0,513
301
Продолжение приложения 1
Диаметр В мм Допустимое отклонение диаметра в мм Теоретичес- кий вес 1 пог. м в кг Диаметр в ММ Допустимое отклонение диаметра в мм Теоретичес- кий вес 1 пог. м в кг
9,15 -0,08 0,519 15,0 —0,10 1,39
9,2 -0,08 0,526 15,5 —0,12 1',48
9,35 -0,08 0,546 15,6 —0,12 1,50
9,5 -0,08 0,556 16,0 -0,12 1,58
9,75 —0,08 0,586 16,1 —0,12 1,60
9,8 —0,08 0,592 16,3 -0,12 1,64
10,0 —0,08 0,617 16,4 —0,12 1,66
10,5 -0,08 0,680 16,5 —0,12 1,68
10,65 -0,08 0,694 16,7 -0,12 1,72
10,7 —0,08 0,698 16,8 - 0,12 1,74
10,85 —0,08 0,712 17,0 -0,12 1,78
10,95 —0,08 0,721 17,5 —0,12 1,89
11,0 -0,08 0,726 18,0 —0,12 2,00
11,25 —0,08 0,740 18,1 —0,12 2,02
11,35 -0,08 0,770 18,5 - 0,12 2,П
И,4 -0,08 0,785 18,7 -0,12 2,16
11,5 -0,08 0,815 18,8 - 0,12 2,18
11,7 —0,08 0,844 19,0 —0,12 2,23
П,8 -0,08 0,859 19,5 -0,12 2,34
12,0 —0,08 0,888 20,0 -0,12 2,47
12,35 —0,10 0,954 20,1 —0,12 2,49
12,4 —0,10 0,958 20,5 -0,12 2,59
12,5 —0,10 0,963 20,7 —0,12 2,62
12,85 —0,10 1,017 20,8 —0,12 2,67
13,0 —0,10 1,04 21,0 —0,12 2,72
13,4 —0,10 1,10 21,5 —0,12 2,85
13,5 —0,10 1,12 21,7 —0,12 2,90
13,6 —0,10 1,13 21,8 - 0,12 2,93
13,7 —0,10 1,16 22,0 —0,12 2,98
14,0 -0,10 1,21 22,5 —0,12 3,12
14,1 —0,10 1,22 22,7 —0,12 3,18
14,5 -0,10 1,30 22,8 —0,12 3,20
14,8 —0,10 1,33 23,0 - 0,12 3,26
302
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Допуски на бунтовую проволоку из цветных металлов и сплавов и вес погонных
метров (ГОСТ 770-41)
Диаметр заклепки в мм Диаметр проволо- ки в ММ Допускае- мое откло- нение по диаметру проволоки в мм Теоретический вес 1 пог. м проволоки в кг Площадь поперечного сечения в мм*
алюми- ниевая медная латунная
1,06 1 ±0,02 0,00240 0,00785 0,00749 0,8822
1,26 1,2 ±0,02 0,00408 0,013316 0,012717 1,4962
1,66 1,6 ±0,02 0,00508 0,019184 0,018322 2,1556
2,0 1,94 4 0,02 0,00806 0,0263 0,0252 2,9559
2,3 2,24 4 0,03 0,0108 0,0351 0,0335 3,9408
2,6 2,54 ±0,03 0,0138 0,0452 0,0431 5,0671
3,0 2,94 ±0,03 0,0185 0,06055 0,0577 6,7887
3,5 3,44 4 0,03 0,0254 0,08284 0,0790 9,2941
4,0 3,92 п 0,04 0,0329 0,1070 0,1026 12,069
4,75 4,65 ±0,04 0,0463 0,1511 0,1443 16,982
5,0 4,92 ±0,04 0,0521 0,1699 0,1623 19,089
6,0 5,92 40,05 0,0751 0,2450 0,2340 27,525
7,0 6,90 4 0,05 0,1027 0,3332 0,3197 37,893
8,0 7,90 40,05 0,1338 0,4369 0,4166 49,017
9,0 8,90 ±0,05 0,1698 0,5549 0,5288 62,211
10 9,90 ±0,05 0,2101 0,6861 0,6543 76,977
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Вес погонных метров и допуски на полосовую сталь для просечки гаек
(ГОСТ 103-41)
Толщина в мм
S3 к вЛ 4 6 7 8 10 12 14 16 18 20
5 3 Теоретичест шй вес 1 пог. м в кг
12 0,38 0,47 0,57 0,66 0,75
14 0,44 0,55 0,66 0,77 0,88
16 0,50 0,63 0,75 0,88 1,00 1,26
18 0,57 0,71 0,85 0,99 1,13 1,41
20 0,63 0,79 0,94 1,Ю 1,26 1,57 1,88
22 0,69 0,86 1,04 1,21 1,38 1,73 2,07
25 0,79 0,98 1,18 1,37 1,57 1,96 2,36 2,75 3,14
30 0,94 1,18 1,41 1,65 1,88 2,36 2,83 3,30 3,77 4,24 4,71
35 1,ю 1,37 1,65 1,92 2,20 2,75 3,30 3,85 4,40 4,15 5,50
40 1,26 1,57 1,88 2,20 2,51 3,14 3,77 4,40 5,02 5,65 6,28
45 1,41 1,77 2,12 2,47 2,83 3,53 4,24 4,95 5,65 6,36 7,07
50 1,57 1,96 2,36 2,75 3,14 3,93 4,71 5,50 6,28 7,07 7,85
55 1,73 2,16 2,59 3,02 3,45 4,32 5,18 6,05 6,91 7,77 8,64
60 1,88 2,36 2,83 3,30 3,77 4,71 5,65 6,59 7,54 8,48 9,42
j 05 2,04 2,55 3,06 3,57 4,08 5,10 6,12 7,14 8,16 9,19 10,21
! 70 2,20 2,75 3,30 3,85 4,40 5,50 6,59 7,69 8,79 9,89 10,99
303
Продолжение приложения 3
Ширина полос Допустимое откло- нение но ширине Толщина полос Допустимое откло- нение по толщине
От 12 до 50 мм ±1,0 мм От 4 до 16 мм ±0,5 мм
Свыше 50 мм ±2% Свыше 16 мм ±2%
ЛИТЕРАТУРА
1. Егоров М. Е., Основы проектирования механических и сборочных
цехов, ОНТИ, 1937.
2. Мисожников В. М., Холодная высадка металлов, Машгиз, 1938.
3. Мисожников В. М., Холодная высадка гаек, «Вестник металло-
промышленности» № 7, 1938.
4. Навроцкий Г. А., Холодновысадочные автоматы, Машгиз, 1945.
5. Г р и н б е р г М. Я., Винты и шурупы с крестообразным шлицем,
ИТЭИН Госплана, 1946.
6. Мисожников В. М., К вопросу о стойкости холодновысадочных
инструментов. «Вестник машиностроения» № 2—3, Машгиз, 1946.
7. Г у б к н н С. И. Теория обработки металлов давлением. Металлург-
издат, 1947.
8. Г у б и н А. П., Накатывание резьбы роликами, Машгиз, 1947.
9. Мисожников В. М., Автоматизация производства крепежных нор-
малей, «Сельхозмашина» № 2, 1947.
10. Н а в р о ц к и й Г. А., канд техн, наук, Холодная высадка, Справоч-
ник «Машиностроение» т. 6, 1947.
11. Навроцкий Г. А., канд. техн, наук, Кузнечно-штамповочные авто-
маты, Справочник «Машиностроение» т. 8, 1948.
12. С т ы р и к о в и ч С. И., Десятков М. И., Семин И. Д., Метизное
производство, Машгиз, 1948.
13. Пегов А. С., Самонарезающие винты, Машгиз, 1949.
14. Н а в р о ц к н й Г. А., Высадочные и обрезные прессы-автоматы, Маш-
гнз, 1949.
15. Мисожников В. М., Холодная высадка автодеталей. «Автомобиль-
ная и тракторная промышленность» № 10, 1950.
16. Гамов, Железоделательное производство (Уральские заводы), 1868.
20 в. м. Мисожников и М. Я. Гринберг
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ........................................................... 3
Краткий исторический обзор ............................................ 6
Глава I. Общие сведения ............................................... 15
1. Классификация способов обработки металлов давлением......... 15
2. Общие понятия о пластической деформации металлов .............. 15
3. Определение усилий.............................................. 21
а) Усилие при волочении . .......................... 21
б) Усилие при отрезке заготовки .............................. 22
в) Усилие при холодной высадке ............................... 23
г) Усилие при обрезке ........................................ 25
д) Усилие при накатывании резьбы.............................. 26
4. Металл, применяемый при холодной высадке ...................... 28
а) Химический состав . ......................................... 33
б) Величина зерна............................................... 38
в) Технические требования....................................... 40
5. Определение размеров .......................................... 44
а) Определение диаметров материала и ручья матрицы ............. 44
б) Расчет длины заготовок ...................................... 54
в) Определение отходов металла ................................. 56
Глава II. Технология обработки металлов методом холодной высадки.. 59
1. Технология первых операций . .................................. 62
а) Технология подготовительных операций......................... 62
б) Определение числа ударов .................................... 65
в) Высадка подголовков и сужение диаметра стержня .............. 68
г) Высадка за один удар ........................................ 76
д) Высадка за два удара ........................................ 74
е) Высадка за три удара ........................................ 63
ж) Высадка за четыре удара .................................... 96
з) Повторная комбинированная высадка . ........................ 106
и) Высадка пустотелых изделий ................................. 115
к) Высадка на специальных прессах............................... ИЗ
2. Технология вторых операций ................................... 122
а) Обрезка профиля. . . ....................................... 122
б) Снятие фасок и подрезка торцов ............................. 123
в) Накатывание ................................................ 123
г) Термообработка и противокорозионное покрытие ............... 136
д) Брак, его причины и способы устранения ..................... 140
е) Технологические требования к конструкции изделий . . ....... 142
Глава III. Оборудование.............................................. 144
1. Оборудование для холодной высадки ............................ 144
а) Классификация . . ..................'....................... 144
б) Одноудариые холодновысадочные прессы-автоматы .............. 144
306
в) Двух- и трехударные холодновысадочные прессы-автоматы....
г) Высадочные прессы-автоматы с качающейся кареткой и отрез-
кой материала по дуге .....................................
д) Гайковысадочные прессы-автоматы ........................
2. Оборудование для вторых операций . .......................
а) Обрезные автоматы ......................................
б) Накатные автоматы ......................................
3. Расход электроэнергии ....................................
Глава IV. Инструменты. ..........................................
1. Инструменты для холодной высадки .........................
а) Подающие ролики.........................................
б) Отрезные ножи и матрицы (втулки) .......................
в) Высадочные матрицы. . ..................................
г) Высадочные пуансоны . ..................................
д) Выталкивающая шпилька (палец) ..........................
2. Расчет и конструирование инструментов для холодной высадки
гаек ........................................................
а) Графический расчет .......................................
б) Аналитический расчет профиля шестигранного пуансона ......
3. Инструменты со вставками из твердого сплава ................
4. Инструменты для обрезки контура ............................
5. Инструменты для накатывания резьбы .........................
а) Плоские плашки ..........................................
б) Круглые плашки (резьбонакатные ролики) ...................
6. Стойкость инструментов .....................................
7. Державки для инструментов ..................................
147
164
174
182
182
191
198
201
201
202
203
204
213
234
234
238
241
246
250
253
253
261
263
269
Глава V. Некоторые особенности проектирования цеха холодной высадки
1. Выбор оборудования ......................................... 479
2. Техническое нормирование ................................... 280
а) Нормирование операций высадки ............................ 280
б) Нормирование операций обрезки ............................ 284
в) Нормирование операций накатывания ........................ 286
3. Определение потребного количества оборудования ............. 290
4. Расположение оборудования .................................. 292
Приложения ........................................................ 301
Литература ........................................................ 305
Технический редактор С. М. Попова
Корректор Н. Н. Скибневский
Обложка художника Е. В. Бекетова
Сдано в пронэв. 16/1 1951 г.
Подпнс. к печати 13/IX 1951 г.
Тираж 4000 экз. Т-05981 Печ. л. 19,75
Уч.-изд. л. 21 Бум. л. 9,85
Бумага 60X92Vi6. Зак. 62
Типография Металлургиздата,
Москва, Цветной бульвар, д. 30.
Опечатки
Стр. Строка Напечатано Должно быть По чьей вине
19 4-я сверху разупрочения разупрочнения Тип.
19 22 5-я сверху 14-я сверху (Н*в а + н A- a + h Корр. Авт.
1,76 У" ah 1,76 V ah
22 15-я сверху Н — высота h — длина »
32 10-я снизу упроченной упрочненной Изд.
35 3-я сверху разупрочения, разупрочнения, »
35 3-я снизу 40 4,0 Корр.
53 4-я снизу doHaud=7,15-0’> ^2 ^Онаиб = 7,15 Авт.
69 15-я снизу + ~ ^2 4 Корр.
76 8-я снизу (фильер (фильер) »
97 Табл. 20 1—2-я свер- ху полупотайной полукруглой Авт.
120 19-я снизу выживается высаживается Корр.
167 11-я сверху крышки крышки 56 Авт.
225 1-я сверху 19,5+°’3 19,95+0’03 }>
225 1-я сверху 16,77+0,1° 16.77+0’03 »
251 6-я сверху делают под делают скос под »
275 графа 3 слева 6-я строка сверху 42 141
275 7-я строка сверху 60 203 »
275 8-я строка сверху 150 305 »
Поправки:
На стр. 66 4-ю строку сверху «ней величиной», помещенную ошибочно,
не читать.
На стр. 164, 9-ю строку сверху «в минуту» следует читать в конце
абзаца, после слов «45 изделий . . . ».
Зак. 62.
ФИГ’ n2t^a^CTpyKTypbI высаженных шестигранных головок из стали 15
после трех и четырех ударов на гайковысадочном автомате
-----------------------
1 11К0КП1
ск -.й 1азод
В. М. Мисожннков, М.
Я. Гринберг
Фиг. 24. Макроструктуры головок из стали
40Х и 45.
Фиг. 25. Макроструктура цилиндрического утол-
щения после высадки (до термообработки)
из стали 35.
а б
Фиг. 40. Дефекты металла, вызыва-
ющие недоброкачественное изготов-
ление изделий при холодной вы-
садке:
а — раковины: 6 — закаты; в — глубо-
кие волосовины; г — трещины; д — шла-
ковые включения.
В. М. Мисожнвков, М. Я. Гринберг
-i, V. ’ - ", _ • ‘
, .Т ’ ' - • . , . *Я> V
> _ j, it*' -*:» т*М- ’
Фиг. 154, а. Макроструктура нарезанной резьбы.
В. М. Мисожников, М. Я. Гринберг
Фиг. 154, б. Макроструктура накатанной резьбы.
Фиг. 293. Распланировка отделений цеха.
= АНР-Юмм П/АС
Е
8мм
АВ~Змм
АВ-бмм
АНР-Юмм
цепная
9 ©
АНР-Юмм П/АС
Сила д ы
(9
^Ь-Юмм
АВ-Змм
АВ-бмм
АО-Юмм
АО-Юмм
АНР-Юмм П АС
АО-Юмм
\ АО-Юмм
АО-Юмм
АНР-бмм
АР-8мм
-| АВ-Вмм
АО-бмм
АНР-Вмм
АВ-10нм
Рольганг
iHlllinniHl]
IlHIIIIIIIIIIHIIHIIHlI
АНР-Юмм
цепная_
Подвесной конвейер
пустой тары
АВ-Змм АВ-Змм
АВ-Змм
АНР-Юмм
цепная
f^AB-Змм АВ-Змм АВ-Змм
АВ-Змм Ц АВ-Змм
® АВ-бмм АВ-бмм
АВ-ЗмН АВ-бмм
Пролёт
пальце!
О АВ-бмм ®
©
С АВ-Змм
АВ-бмм
АВ-бмм
АО-Юмм
цепная
АО-ЮммХ-----
цепная^—
©
AHP-IOmh
иимниш!
niimiiiiiiii
АНР-Юмм
цепная
АНР-Юмм
АНР-Юмм
iiiimiiituumiHiun
liiiimiml
АВ-Юмм
IHltHllllllll
АВ-10мм
АВ-Юмм
9
9
1500
АВ-Юмм
hiHiiwiiil
АВ-Юмм
AO-IOMih-'-x
цепная ----Г
hninimil
ABSmm
АВ-Вмм
iniinmiii
hlllilllllllll
АО-Вмм
iWHIUUH
ABSmm
АНР-Вмг^ АО-бмм
lUlflllllHIHHINIIH
АВ-ВммГ
lllUlllllHII
АВ-8мм _
Подвесной конвейер
готовой продукции
Проезд
О т д е пение
крупных болтов
Ci
3
ех>
<ъ
3:
С
с»
о
3
о
о»