|
авторский проект Напалкова Александра Валерьевича |
|
|
Машины
для формовки самосверлящих винтов компании GEM Intertational Co, Ltd. Электронный каталог… |
ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ
МАРКИРОВКИ РЕЗЬБОВЫХ КРЕПЕЖНЫХ
ДЕТАЛЕЙ НАПАЛКОВ А.В., канд. техн. наук
В
настоящее время маркировка на современных крепежных деталях включает в себя
клеймо (товарный знак) завода-изготовителя и класс прочности (или группы
материала). Изделия с левой резьбой
дополнительно маркируются знаком левой резьбы. По заказу, особенно для
специальных деталей, маркировка включает специальные знаки, характеризующие
особые свойства и применяемость детали. Знаки маркировки могут быть выпуклыми
или углубленными. Размеры знаков маркировки устанавливает завод-изготовитель.
Нормативно-технические требования к месторасположению знаков в виде цифр или
их заменителей определены в соответствующих национальных и международных
стандартах.
В России настоящие требования к маркировке стандартизированных
резьбовых крепежных деталей регламентированы действующим государственным
стандартом ГОСТ 1759.0-87. В настоящей
статье рассмотрены следующие вопросы, периодически возникающие в процессе
производства резьбовых крепежных деталей: технология и методы нанесения
знаков на крепежных деталях, особенности конструкции формообразующего
инструмента и подходы к решению вопросов точности и четкости маркировки
резьбовых крепежных деталей. В
зависимости от объема производства, метода изготовления крепежных деталей,
применяемых материалов маркировка резьбовых крепежных деталей может быть
включена в процесс изготовления детали или выполняться дополнительно на
отдельной технологической операции. Известно,
наиболее прогрессивный метод массового изготовления резьбовых крепежных
деталей – метод холодной объемной штамповки. Наиболее часто маркировка
резьбовых крепежных деталей производится на одной из технологических операций
холодного формообразования. А в случаях, когда деталь изготовлена другим
способом, например, точением, литьем под давлением, горячей объемной
штамповкой, холодной объемной штамповкой труднодеформируемых сталей и
сплавов, маркировка выполняется на дополнительной технологической операции с
использованием ручных приспособлений или на специальных автоматах,
полуавтоматах для клеймения крепежных деталей. Один из
классических примеров маркировки крепежных деталей – маркировка болта с
шестигранной головкой. Согласно ГОСТ 1759.0-87 знаки маркировки наносят на
торцевой поверхности головки болта. Согласно традиционной технологии
производства шестигранных болтов холодной объемной штамповкой знаки
маркировки выдавливаются в процессе окончательного набора диаметра головки
формообразующим пуансоном. Основное требование к выпуклым знакам заключается
в получении полного и четкого отпечатка гравюры пуансона. Данное требование
возможно обеспечить в случае создания специальных условий для
формообразования знаков маркировки, связанных с конструкцией инструмента,
качеством торца деформируемой заготовки, условиями подачи в зону деформации
технологических смазочных материалов и механическими свойствами деформируемых
материалов. Типовые
конструкции формообразующего пуансона для нанесения выпуклых и углубленных
знаков маркировки (клеймения) на торце головки болта представлены на рис. 2. При
проектировании пуансонов клеймения необходимо учитывать, что пуансон
используется на одной из наиболее нагруженных формообразующих позиций –
позиции окончательного набора диаметра головки под последующую обрезку на
шестигранник. Циклическое нагружение пуансона одновременно с большой
величиной усилия деформирования определяют соответствующие требования к
инструментальным материалам и их обработке. Для вставки сборного пуансона
клеймения, согласно РТМ 37.002.0208-81, предпочтительны следующие марки
материалов и твердость после термической обработки: ВК15, ВК20, ВК25, ВК20-К,
ВК20-КС, Р6М5 60…62 HRC. Рекомендуется вставки изготавливать с гравировкой на
двух противоположных рабочих торцах. Для равномерного распределения нагрузки
на гравюру пуансона клеймения рекомендуется в конструкцию клейма к знакам маркировки
вносить дополнительные элементы в виде точек, радиально расположенных линий,
позволяющие в тоже время исключить асимметричность течение металла. При
проектировании и изготовлении инструмента особое внимание следует обращать на
шероховатость рабочей гравюры пуансона, равномерность и глубину гравировки и
возможность быстрой смены рабочих вставок. Гравировка знаков на пуансоне
исполняется зеркально. Учитывая законы пластического течения металла,
закономерности образования зон активной и затрудненной деформации при осадке
цилиндрической заготовки, знаки на пуансоне рекомендуется располагать
радиально, а периферийные конические участки рабочей части пуансона должны
обеспечивать закрытую деформацию, превалирующее течение металла в полости
гравировки знаков маркировки и ограничивать активное течение металла к
периферии. Стойкость маркировочного инструмента для нанесения выпуклых знаков
зависит от твёрдости вставки, механических свойств деформируемого металла, от
глубины профиля, от радиуса на вершине и шероховатости гравюры. Глубину
гравировки на рабочей части вставки пуансона клеймения рекомендуется
исполнять не более 0,1 мм для деталей с резьбой до М8, не более 0,2 мм для
деталей с резьбой М8…М12, и не более 0,3 мм для деталей с резьбой более М12.
Нарушение указанных рекомендаций, согласно пункту 2.4.2.3. ГОСТ 1759.0-87,
приведет к нарушению технических требований к детали, и в тоже время может
стать причиной образования смазанных знаков. Рекомендуется угол гравировки
выполнять в пределах 600…900, шероховатость
поверхностей обеспечить не более Ra 0,63.
Эти и другие технические требования к размерам и форме знаков гравировки
обычно определены в соответствующих стандартах предприятия, руководящих
документах, в специальных технических материала или непосредственно указаны в
конструкторской документации на пуансон клеймения. Учитывая, что стойкость
клейм зависит от постоянства профиля гравюры, то рекомендуется для гравировки
медных электродов или мастер-пуансонов использовать современный, небольшой
гравировально-фрезерный станок. Применение специальных износостойких
покрытий, например, карбид-титана, нитрит-титана, ионноплазменное покрытие,
позволяют значительно повысить стойкость маркировочного инструмента. В
процессе формообразования деталей с выпуклыми знаками маркировки особые
требования предъявляются к чистоте и качеству торца заготовки детали, а так
же условиям подачи в зону деформации технологических смазочных материалов.
Ровный, без сколов и выровов торец позволяет обеспечить качественное
заполнение гравюры пуансона клеймения и получить четкий рельеф знаков
маркировки. Качество отрезки заготовки и поверхности среза зависит от
скорости резания, величины осевого и радиального зазора между подвижным
ножом, неподвижной отрезной втулкой и
металлом, радиусов режущих кромок инструмента, конструкции подвижного ножа,
точности системы подачи проволоки в узел реза, точности движения режущего
инструмента и качества деформируемого металла. Для того чтобы получить
качественную отрезанную заготовку без заминов, сколов, поверхностных дефектов
необходимо, чтобы режущие кромки подвижного ножа и неподвижной отрезной
втулки были достаточно острые и имели гладкий и немного скругленный край.
Диаметр неподвижной отрезной втулки должен быть на 1% больше диаметра проволоки,
а диаметр подвижного ножа – на 0,5% больше диаметра отрезной втулки. Зазор
регулируется в зависимости от диаметра и марки проволоки и примерно равен
0,02 х d
проволоки. Проволока из более мягкого материала требует обычно больше зазор,
а из более твердого материала – меньше зазор. Окончательная величина зазора
выбирается при полной скорости работы автомата. Изношенные ножи и втулки
снижают качество и чистоту реза. Для того чтобы обеспечить постоянный, точный
размер отрезаемой заготовки в автоматическом режиме работы автомата требуется
установить подачу на 0,4…0,5 мм больше необходимого расстояния до упора. Попадание технологических смазочных
материалов (ТСМ) в полости гравюры пуансона клеймения или на торец заготовки
могут создать так называемый «запертый слой» смазки, препятствующий
заполнению металлом гравюры пуансона. Для исключения попадания смазки
рекомендуется на позиции формообразования клейма патрубок подачи ТСМ
направить на отверстие в матрице, а по возможности, на данной позиции вообще исключить
подачу смазки. Качество заполнения гравюры пуансона клеймения так же зависит
от механических свойств деформируемого материала. Применение более
пластичных, борсодержащих марок сталей типа 12Г1Р, 20Г2Р, 30Г1Р позволяет
получить более четкие и полные знаки маркировки в отличие от менее
пластичных, труднодеформируемых сталей, таких как 35Х, 38ХА, 38ХГНМ, 40Х,
40ХН2МА. В случае, если техническими требованиями конструкторской
документации регламентируется труднодеформируемая сталь рекомендуется производить
углубленную маркировку с использованием выпуклых знаков на пуансоне клеймения
или выполнять углубленную маркировку на дополнительной технологической
операции. Качество выпуклых знаков маркировки на торце головки детали зависит и от последующих технологических операций. Например, на автомате-комбайне типа 1/2 S3 4D Boltmaker фирмы National Machinery Co, после обрезки деталь проталкивается через обрезную матрицу во вставку корпуса обрезной матрицы. Подпружиненная гребенка во вставке обрезной матрицы прижимает головку болта и фиксирует болт в корпусе обрезной матрицы. Под давлением головки очередной детали болт поднимается в подающей трубе, проталкивая перед собой другие болты к механизму снятия фаски. Как после обрезки, под действием удара головкой болта о стержень предыдущей детали, так и при проталкивании в подающей трубе, возможно смятие знаков маркировки, что наиболее вероятно для крупных деталей с резьбой более М12. Для исключения смятия знаков маркировки, в том числе крупных деталей, следует применять транспортировку к механизму снятия фаски с помощью сжатого воздуха, или использовать для высадки автомат-комбайн с элеваторной подачей деталей к узлу снятия фаски типа NB415 Boltmaker фирмы Nedschroef Herentals N.V., или производить углубленную маркировку детали. В процессе снятия фаски на резьбовой детали необходимо предусмотреть конструкцию стержня толкателя механизма снятия фаски, исключающую раздавливание выпуклых знаков или предусмотреть углубленную маркировку детали. Исполнение
выпуклых знаков на пуансоне клеймения, например, для высадки винтов с
цилиндрической головкой и шестигранным (многогранным) углублением под
ключ, позволяет получить отпечаток
углубленных знаков на головке болта. При этом качество знаков маркировки на
детали менее зависит от расположения знаков на пуансоне, чистоты торца
деформируемой заготовки, наличия технологических смазочных материалов в зоне
пластической деформации, дополнительных технологических операций и
механических свойств деформируемых материалов. В большей степени исполнение
выпуклых знаков на пуансоне клеймения несколько снижает стойкость инструмента
и увеличивает трудоемкость изготовления. Для повышения стойкости инструмента,
как и для углубленных знаков, рекомендуется радиальное расположение знаков,
точное соблюдение чистоты и геометрии заданной формы гравюры пуансона,
обеспечение технических требований по твердости, макро- и микроструктуре
инструментальной стали. Знаки
маркировки на других резьбовых крепежных деталях типа гайка, шпилька,
специальных деталях, а так же знаки левой резьбы в большинстве случаев
исполняются углубленными, особенно если знаки расположены на боковых
поверхностях детали. Согласно
ГОСТ 1759.0-87 пункт 2.4.4.1, маркировке подлежат гайки с диаметром резьбы d≥6мм. Знаки маркировки наносят на одной из
торцевых поверхностей гайки. Согласно традиционной технологии производства
шестигранных и многогранных гаек холодной объемной штамповкой знаки
маркировки выдавливаются в процессе окончательного формообразования заготовки
перед пробивкой отверстия. Знаки на шестигранных гайках формируются со
стороны вталкивающего пуансона, а при изготовлении фланцевых гаек и
циферблатной маркировкой – в матрице. Выпуклая гравировка знаков маркировки в
инструменте позволяет обеспечить полное и четкое выдавливание углубленных
знаков на детали. При этом качество знаков маркировки на гайках менее
зависимо от расположения знаков на пуансоне, чистоты торца деформируемой
заготовки, наличия технологических смазочных материалов в зоне пластической
деформации и механических свойств деформируемых материалов. Радиальное
расположение знаков, точное соблюдение чистоты и геометрии заданных
технических требований к гравюре вталкивающего пуансона, соответствие
требований по твердости, макро- и микроструктуре инструментальной стали, а так
же специальные износостойкие покрытия позволяют значительно повысить
стойкость маркировочного инструмента. Согласно ГОСТ 1759.0-87 допускается маркировать гайки, шпильки заменительными знаками: гайки циферблатной маркировкой на наружной фаске, шпильки с диаметром резьбы d ≥ 8мм О – для класса прочности 8.8, + – для класса прочности 9.8, ٱ – для класса прочности 10.9, ∆ – для класса прочности 12.9. Знаки маркировки на шпильках выполняют углубленными и их наносят на торце гаечного конца шпильки. Согласно традиционной технологии производства шпилек холодной объемной штамповкой знак маркировки выдавливается на торце гаечного конца в процессе выравнивания заготовки перед операцией редуцировка стержня. Знак формируется со стороны выталкивающего пуансона из матрицы. Выпуклая гравировка знака маркировки на выталкивающем пуансоне клеймения позволяет обеспечить четкое выдавливание углубленных знаков на торце шпильки. При этом качество знаков маркировки, как и при маркировке углубленных знаков на болтах и гайках, менее зависимо от чистоты торца деформируемой заготовки, наличия технологических смазочных материалов в зоне пластической деформации и механических свойств деформируемых материалов. Место
маркировки на специальных крепежных деталях определяется техническими
требованиями конструкторской документации. В случае, если в конструкторской
документации установлена маркировка на гладкой части стержня детали, один из
эффективных способов маркировки – выдавливание углубленных знаков маркировки
в процессе накатки резьбы. В этом случае, накатной инструмент выполняется
сборным, состоящим из резьбовой плашки и плашки с гладкой плоскостью, на
которой на заданном расстоянии выполняется выпуклая гравировка знаков
маркировки. Таким образом, основные подходы к решению вопросов
качества при маркировке резьбовых крепежных деталей связаны с выполнением
технологических рекомендаций, использование специальной конструкции
маркировочного инструмента и обеспечение особых условий его эксплуатации. Июнь
2007 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
Опубликованные и неопубликованные рукописи автора: |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Маркировка крепежа |
Контроль качества |
Разделительные операции |
Обзор развития ХОШ |
Стопорящиеся гайки |
Низкие гайки |
Фаска на деталях |
Плоские шайбы |
|
При использовании
материалов сайта обязательна ссылка на сайт и автора следующим образом: © Напалков
Александр Валерьевич : Рукописи : на www.nav.t-k.ru |
Последнее обновление25-05-2009 |
