Технология получения крепежных изделий массового применения | 05.05.2012
Методы изготовления крепежа
Основными методами изготовления крепежных изделий массового применения являются: горячая и холодная пластическая деформация, обработка резанием, литье, сварка, прессование из порошковых материалов и комбинация этих способов. При массовом и крупносерийном производстве всех видов крепежа наиболее экономичным способом является обработка материалов давлением, после которой, в случае необходимости, следует обработка резанием (так называемые вторые операции). К этим операциям относят: обрезку граней головки, снятие фаски, обточку концов стержней, прорезку шлицев на головках изделий, высверливание отверстий, шлифование гладких частей болтов высокой точности, нарезка внутренней резьбы и др. Операции пластической деформации заготовок выполняют на одном автомате (последовательно или одновременно). Реже для этого используется два автомата. К основным методам пластической деформации относят: обратное и прямое выдавливание, просечку отверстий, высечку контуров, гибку и т.п. Экономические показатели процесса во многом зависят от способностей металлов и сплавов к пластическому деформированию, которые возможно повысить за счет использования определенных методов. Во-первых, к такому результату приводит правильный выбор сплава для изготовления заготовок. Во-вторых, немаловажным фактором считается правильная подготовка поверхности и обеспечение подходящей внутренней структуры сплава. Также весьма важным считается рациональный выбор следующих показателей: скорости деформации металла, параметров оборудования, а также правильной последовательности технологических операций и их рационального количества.
Выбор метода изготовления крепежа
Особенно важным является выбор инструмента, при обработке которым обеспечивалась бы благоприятная схема напряженного состояния крепежных изделий. Это оказывает наиболее сильное влияние на показатели пластичности металлов. При этом операции всестороннего сжатия более предпочтительны, нежели операции по растяжению. Поэтому наиболее предпочтительным методом при изготовлении качественных изделий, которые требуют максимальной степени деформации, является технология выдавливания заготовки. Однако и свободная осадка также находит свое применение, так как является менее затратным процессом. Таким образом, комбинация правильно выбранных методов холодной обработки давлением достаточно часто позволяет обойтись без дорогостоящей обработки резанием или свести ее до минимума (рисунок 1).
Рисунок 1 – Изделия, полученные методом холодной высадки
Это особенно важно, ведь холодная обработка давлением в сравнении с ОМР позволяет:
повысить коэффициент использования метала примерно в два раза;
в 10-15 раз увеличить производительность труда;
обеспечить более высокое качество поверхности крепежного изделия, а также более стабильное отклонение размеров деталей в партии. При этом шероховатость поверхности составляет 0,15-1,5 мкм, а показатель точности имеет квалитет 9-11, что значительно сокращает или вообще исключает припуски на обработку металлов резанием. Таким образом обеспечивается мало- или безотходная технология производства крепежных изделий;
за счет наклепа в несколько раз повышается циклическая прочность изделий. Этому также способствует создание в структуре рациональной ориентации волокон, а также наличие в подповерхностном слое системы остаточных напряжений;
выявлять скрытые дефекты заготовок, которые обнаруживаются при многократном обжатии;
деформационное упрочнение металла позволяет получать заданные эксплуатационные свойства деталей;
обеспечить уменьшение стоимости деталей до 20-30 раз.
Однако без обработки резанием в некоторых случаях просто невозможно обойтись. Как правило, метод холодной высадки обеспечивает изготовление крепежных деталей размерами до М24, иногда до М52, поскольку с увеличением размера снижается экономическая эффективность процесса. Это связано с тем, что при прочих равных условиях усилие деформирования прямо пропорционально квадрату диаметра заготовки. Соответственно с увеличением усилия происходит повышение стоимости оборудования и расхода инструмента.
При необходимости изготовления крепежных деталей из металлов или сплавов с низкой пластичностью используется метод теплой или горячей высадки, что по сравнению с холодной высадкой более дорого, поскольку требуется предварительный нагрев заготовок и увеличиваются объемы последующей обработки резанием. Также при использовании таких методов снижается точность обработки и ухудшается качество поверхности. Поэтому при изготовлении из труднодеформируемых сплавов и сталей крепежных изделий с большим соотношением сечения стержня и головки иногда целесообразнее использовать методы резания. Как правило, в этих случаях заготовками являются калиброванные прутки различного сечения (круг, шестигранник, квадрат и др.). Для определенных видов крепежа наиболее рациональным методом является листовая штамповка (рисунок 2). К примеру, это справедливо для случая получения заготовки под низкую гайку. При этом ленту и полосу обрабатывают на прессах, вырубая контур и одновременно высекая отверстие для резьбы. Также метод листовой штамповки на листоштамповочном автомате целесообразно применять для получения самоконтрящихся гаек. Многопозиционной штамповкой упрощается каждый переход, уменьшаются усилия штамповки. В этом случае можно обеспечить полную автоматизацию процесса, а, следовательно, повысить качество заготовок и стойкость штампов.
Рисунок 2 — Крепежные детали, полученные методом листовой штамповки
Кроме того, для изготовления специальных видов крепежа весьма часто используется сварка. Особенно актуальным этот процесс является в том случае, когда одно изделие должно иметь части с различными механическими свойствами. Например, в заклепке предпочтительно иметь пластичную головку и прочный стержень, что можно надежно обеспечить методом холодной сварки трением. Этот процесс осуществляется на подобных токарному станках, где притираются друг к другу обе части изделия (рисунок 3).
Одна из них является неподвижным, а вторая вращается с большими скоростями одновременно прижимаясь к первой части. Оплавление стыковых поверхностей обеспечивает надежное соединение с минимумом примесей, что исключает необходимость сварки плавлением в контролируемой атмосфере или другие дорогостоящие способы сварки.
Назад
«Спецкрепеж»
Каталог
Вся продукция имеет необходимые сертификаты соответствия, сертификаты качества изделия и технические паспорта.
Перечень услуг представлен в соответсвующем разделе
Источник
Классификация и применение крепежных изделий
Ни один строительный или производственный объект не обходится без крепежных изделий. Их применяют при скреплении небольших деталей и при фиксации крупных блоков, испытывающих серьезную нагрузку. В зависимости от назначения и сферы применения, крепеж делится на категории. Государственный стандарт, при этом, описывает лишь малую часть того, что представлено на рынке. В этой статье расскажем о том, какими бывают крепежные изделия, на какие категории они делятся и в каких сферах применяются.
Основные классификации
Существует общепринятая система классификации крепежных изделий:
резьбовые изделия повышенной прочности;
крепежи массового использования;
крепежи для безударной фиксации и одностороннего монтажа;
элементы для герметичных конструкций;
фиксаторы, необходимые для крепления полимерных композитных материалов.
Отметим, что классификация носит условный характер, и нельзя все метизы, однозначно подогнать под эти параметры. Наиболее простой пример – клепка. Особенности ее конструкции подразумевают отнесение к категории крепежа для безударной, односторонней фиксации, но существуют изделия, предназначенные или способные скреплять полимерные и композитные материалы, а это уже другая категория из списка.
Существует еще несколько видов классификации. Например, по типу конструкции. Здесь два раздела:
разъемные. То есть все крепежи, состоящие из двух и более частей.
и неразъемные, такие как гвозди и клепки.
Также имеет смысл разделять метизы по назначению. Некоторые элементы предназначены для работы в агрессивной среде, например под водой, другие изначально предусматривают работу под высокими нагрузками. То есть, один и тот же крепеж может иметь разные сферы применения, а для их изготовления используются разные технологии и материалы.
В отношении резьбовых соединений также действует разделение по шагу резьбы. Болт одного размера может быть как с мелкой резьбой, то есть большим количеством витков, так и с крупной. И последний тип классификации – по размеру. Не существует строгого норматива, прописывающего конкретные размеры крепежа, но существует общепринятая система стандартов. В этом смысле разделить метизы по группам не получится.
Гвозди
Гвоздь, в привычном понимании – это отрезок металлического прутка, заточенный с одной стороны, и расплющенный с другой. Основная сфера применения – соединение деревянных элементов, но однозначно отнести гвозди к категории «крепежи массового использования» нельзя, так как существуют метизы, предназначенные для скрепления полимеров и композитов. Они отличаются как конструкционно, так и по материалам, использованным при их изготовлении.
На самом деле, гвоздь – очень широкое определение, включающее в себя несколько типов крепежей различного назначения:
Строительный. Привычный гвоздь в классическом понимании. Металлический пруток с заточкой и шляпкой без конструкционных особенностей.
Винтовой. Имеет по всей длине или ее части винтовую резьбу. Забивается также молотком и применяется для скрепления деревянных блоков, подверженных повышенным нагрузкам.
Ершистый. По всей длине или ее части имеет небольшие юбки, напоминающие витки резьбы, но не соединенные между собой. Используется для соединения элементов, подверженных воздействию влаги и деформации. Перед забиванием часто сверлится отверстие меньшего диаметра.
Шиферный. Предназначен для скрепления шиферных листов. Из конструкционных особенностей – прижимная шляпка большего диаметра и иногда наличие резиновой шайбы.
Кровельный. Предназначен для крепления кровельных материалов, и имеет непропорционально большую шляпку, обеспечивающую надежное крепление мягких покрытий.
Финишный и с овальной головкой. Гвоздь, полностью погружающийся при забивании в скрепляемый элемент. Применяется при фиксации декоративных изделий, наличников и прочего.
Помимо этого существуют крепежные мебельные, сапожные и обойные гвозди, но к строительству или производству они отношения не имеют. Отдельно необходимо сказать про нейлерные гвозди. Они используются в гвоздезабивных пистолетах. Конструкционно практически не отличаются, но поставляются в блоках, соединенные между собой.
Болты и винты
Болты и винты относятся к категории резьбовых крепежей повышенной прочности. Также их часто относят к разъемным типам, что не совсем верно, так как и болт и винт могут закручиваться и в гайку и в резьбу, уже имеющуюся на скрепляемом изделии. Существует мнение, что главное различие между болтом и винтом заключается в типе крепления: болт работает исключительно в паре с гайкой, а винт вкручивается в готовую резьбу. Это неверное утверждение, так как государственный стандарт номер 27017-86 определяет, что и первый и второй тип крепежа может использоваться как в паре с гайкой, так и без нее.
Тот же ГОСТ дает четкое определение, в чем отличие этих элементов и заключается оно в степени нагрузки. Болт предназначен для работы при нагрузках на растяжение и излом, а винт исключительно при нагрузках на растяжение. И болт, и винт могут отличаться по размеру, шагу резьбы и форме головки. Так как винты работают при сильных нагрузках, конструкция их головки чаще всего имеет форму под отвертку. Форма при этом может отличаться, и очень существенно. Существует определенная классификация форм изголовья:
Отличаются и виды шлицов, и тут все гораздо сложнее, так как многие производители используют форму собственной разработки. Но, наиболее часто встречающаяся форма шлицов – это крестовина, прямая и шестигранник.
Болты, из-за своей классификации и стандартизации менее разнообразны. Их изголовье чаще всего шестигранное, предназначенное для закручивания ключом, но существуют и разновидности под отвертку. Основная сфера применения болтов – фиксация элементов методом прижима. Они создают надежное соединение с двух сторон, а устойчивость к нагрузкам определяется шагом резьбы и размером метиза.
Шурупы и саморезы
Эти два вида крепежных изделий можно отнести в одну категорию, так как они имеют схожую конструкцию и сферу применения. По сути, саморез – это тот же шуруп, но в современном исполнении и с рядом преимуществ. Так, для фиксации при помощи шурупа, необходимо сначала рассверлить отверстие, и только после этого вкрутить крепеж. Саморез, в ряде случаев сам справляется с задачей сверления и вкручивается без дополнительной подготовки посадочного места. Шуруп, даже изготовленный из закаленной стали, не имеет заточки на резьбе, поэтому, даже используя его для соединения двух деревянных элементов, необходимо сначала их подготовить.
Конструкционно, эти метизы выглядят похоже, за исключением резьбы. У шурупа она чаще всего неполная, то есть часть тела остается гладкой, хотя существуют шурупы и с полной резьбой. Саморез, если оно кроткий, полностью покрыт резьбой. Основное назначение шурупов – скрепление деревянных элементов, в то время как саморез, способен работать с металлическими элементами, что существенно расширяет сферы его применения. Саморезы для металла и дерева отличаются размером и шагом резьбы: метизы для дерева имеют широкую резьбу с большим шагом, а металлические мелкую спираль с максимально коротким шагом.
Также саморезы имеют конструкционные отличия. Обычный элемент, для закручивания в металл требует сверления отверстия меньшего диаметра, в которое и закручивается крепеж. Для упрощения этого процесса были разработаны саморезы со сверлящим наконечником. Они сами пробивают отверстие, но следует помнить, что с металлом большой толщины они не справятся. Сверлящая головка рассчитана на работу с металлом толщиной максимум до пяти миллиметров.
Анкеры и дюбели
Анкеры и дюбели имеют схожую конструкцию и принцип работы. В просверленное отверстие вставляется конический элемент, после чего забивается сам крепеж, расширяющий гильзу и надежно фиксирующийся в стене или блоке. Конструкционно дюбели от анкеров отличаются не сильно. Дюбель состоит из двух частей:
Гильзы, часто выполненной из пластмассы,
И непосредственно крепежа, часто представляющего собой обычный шуруп.
Конструкция гильзы такова, что в неразжатом положении она полностью соответствует диаметру просверленного отверстия, но при забивании крепежа она расширяется, и вытащить ее обратно практически невозможно.
Конструкция анкера несколько иная. Через тело метиза проходит болт, а стальная гильза имеет лепестки на конце. В качестве гайки используется каплевидный элемент, который при закручивании болта разжимает лепестки и надежно фиксирует анкер внутри отверстия. Помимо размеров, анкеры отличаются формой гильзы. Ассортимент такой продукции очень разнообразен, и каждый анкер имеет свое назначение. Например, анкеры-бабочки, предназначены для крепления в полных отверстиях, например сквозь плиты перекрытия. Лепестки такого анкера не только расширяются, а раздвигаются в стороны, тем самым не давая гильзе выпасть из отверстия.
Если проводить границу между дюбелями и анкерами, то можно сказать, что первые предназначены для крепления объектов при минимальной нагрузке, в то время как анкер способен выдержать серьезное напряжение. Но и тут есть отступление – строительные-забивные дюбеля. По сути это гвозди, с туго насаженной шайбой. Они забиваются в бетон специальным пистолетом, и извлечь забитый метиз становится практически невозможно. Эти крепежи также называют дюбелями, хотя правильнее было бы отнести их к строительным гвоздям, так как они не имеют расширяющейся гильзы и держаться только за счет забивания.
Гайки, шайбы и гроверы
Эти три метиза можно отнести в один раздел, так как они относятся к категории фиксирующих, и не работают как отдельный крепеж. Начнем с самого простого элемента – шайбы. Это круглое изделие, наживляемое на болт и устанавливаемое под гайку. Шайба препятствует раскручиванию гайки и в ряде случаев перекрывает пустое пространство, если отверстие, в которое вставлен болт, больше, чем диаметр самого болта. Шайбы, несмотря на свою простоту, могут отличаться по материалу, из которого они изготовлены. Наиболее привычные гайки изготавливаются из металла, но существуют также резиновые и пластиковые элементы. Они используются при креплении изделий, требующих бережного отношения к поверхности. Например, крашеный профнастил закручивается через резиновую шайбу. Она обеспечивает плотное соединение, но в отличие от металла не способна нанести вред крашеному покрытию.
Гровер – одна из разновидностей крепежной шайбы. Это металлическое кольцо, распиленное с одной стороны и изогнутое по спирали. При стягивании гайкой кольцо принимает изначальную форму, тем самым создавая напряжение, то есть, обеспечивая лучший прижим. Гроверы изготавливаются из более прочной марки стали, и после раскручивания они снова изгибаются, что позволяет использовать их многократно. Назначение гровера – препятствование раскручиванию, то есть то же, что у обычной шайбы. Но гровер, благодаря своей форме, может работать под сильной нагрузкой и обеспечивает надежное соединение при вибрации. Гроверы используются в машиностроении и на различных станках, то есть везде, где присутствует вибрация. Если закрутить гайку без гровера, она просто раскрутится со временем.
Гайки – самый разнообразный метиз в данной категории. Они служат для фиксации резьбового крепежа, то есть накручиваются на болт или винт. Помимо размера и шага резьбы, гайки отличаются формой, и список конфигураций довольно большой:
Прямые гайки с шестигранной формой. Наиболее распространенный тип метиза, встречающийся чаще всего.
Корончатая. Имеет пазы на верхней части, в которые после закручивания вставляется специальный шплинт, препятствующий раскручиванию.
Барашек. Гайка со специальными выступами, позволяющими закручивать ее без использования ключа. Используется для крепления объектов, не испытывающих серьезные нагрузки и с минимальной вибрацией.
Квадратная. Специальная гайка, погружаемая в специальный паз. Ее не нужно удерживать ключом при закручивании, так как она уже зафиксирована в посадочном отверстии.
Фланцевая. На нижней части гайка имеет юбку с насечками. При закручивании обеспечивает более надежное сцепление с шайбой или гровером.
Это далеко не полный список форм-факторов гаек, и многие производители современного оборудования используют собственные конструкции, как это происходит с формой винтов и шурупов.
Заклепки
Разновидность крепежных изделий, попадающая под категорию безударной фиксации и одностороннего монтажа. Применяется при скреплении нескольких объектов путем клепания, то есть не требует закручивания или ударов по метизу. Состоит из двух элементов:
Стальной ножки с расширением на конце,
И алюминиевого элемента, сплющиваемого при фиксации.
Принцип действия следующий: клепка вставляется в специальный инструмент, который захватывает металлический центральный стержень. После этого клепка погружается в заранее просверленное отверстие, и нажатием на рычаги инструмента, металлический стержень вытягивается, расширяя алюминиевую гильзу. За счет разницы плотности металлов, алюминий полностью сплющивается, как только достигает места фиксации. После этого инструмент отрезает уже не нужный стрежень, и клепка остается внутри, надежно скрепляя объекты.
Изъять такой крепеж из посадочного места уже невозможно. Только путем высверливания, то есть заклепка является одноразовым крепежом и далеко не всегда ее можно использовать. Например, стандартные клепки не используют при скреплении деревянных элементов. Натяжение метиза может просто расщепить дерево. Также существует ограничение по толщине скрепляемых элементов. Клепки бывают разных размеров, и максимальная толщина скрепляемых элементов не должна превышать длину алюминиевой гильзы. Также следует понимать, что чем длиннее и толще клепка, тем сложнее ее будет зафиксировать ручным инструментом, так как придется прикладывать серьезное усилие. В этом случае используются клепальные машины с электрическим приводом или сложной системой рычагов, снижающих нагрузку на человека, который использует инструмент.
Также клепки отличаются по материалу, из которого они изготовлены. Существуют медные и латуневые метизы, но основная сфера их применения довольно узкая. Они используются при судостроении, то есть при фиксации элементов, находящихся в агрессивных условиях. Например, под водой. Кроме того, медные клепки применяются на объектах повышенной пажароопасности. При соприкосновении с чем-либо они не создают искру, в отличие от обычной стали.
Шпильки
Шпилька – один из самых простых видов крепежей в конструкционном плане. Это прямой металлический штырь, полностью или частично покрытый резьбой. Вкручивается в посадочное место и позволяет скрепить два объекта или произвести фиксацию при помощи гайки. Шпильки используются в машиностроении и при производстве различных станков, но существуют и другие разновидности. Например, сантехнические шпильки. Их особенность в том, что резьба на двух концах отличается. То есть, с одной стороны это шуруп, а с другой обычный болт. Такая шпилька позволяет производить крепление к бетонным поверхностям различных сантехнических изделий, например, унитазов. Закрепив одну часть в бетонный или деревянный пол, снаружи остается болтовая часть, на которую впоследствии накручивается гайка.
В зависимости от назначения и сферы применения, шпильки могут быть как обычными, металлическими, то есть без специального покрытия, так и защищенные. Типов защиты много, как и методов их нанесения. Наиболее распространенный тип – цинк. Он наносится на поверхность метиза гальваническим методом и предотвращает появление коррозии.
Заключение
Ассортимент крепежных изделий обширен и здесь описаны далеко не все типы крепежей и сферы, где они могут применяться. Зайдя в любой магазин в Москве или любом другом городе, вы увидите совершенно нестандартные изделия, например, болты с кольцом. Они используются для подвесов. Или анкеры нестандартной формы. Выбор крепежа зависит от поставленной задачи, но не менее важно найти достойного производителя. Изготовлением крепежа на заказ занимаются десятки компаний и далеко не все могут похвастаться высоким качеством своей продукции. Купить крепеж несложно, но может ли производитель гарантировать качество и надежность изделия? Магазин, как правило, ответственности вообще не несет.
Следует отдавать предпочтение только проверенным производителям. Не стесняйтесь и не ленитесь всегда требовать у продавца сертификат качества, который у него должен быть в обязательном порядке. Если же продавец в магазине отказывается предоставить сертификат соответствия, это повод задуматься о качестве продукта и его происхождении.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
