Śruby są niezbędne w życiu codziennym oraz produkcji przemysłowej i wytwórczej. Śruby nazywane są także miernikami przemysłowymi, co pokazuje, że śruby mają szerokie zastosowanie. Jej obszary zastosowań obejmują produkty elektroniczne, produkty mechaniczne, produkty cyfrowe, sprzęt elektryczny, elektromechaniczne produkty mechaniczne, statki, pojazdy i projekty związane z oszczędzaniem wody. Śruby są nawet używane w eksperymentach chemicznych. Śruby spełniają ważne zadania w przemyśle. Dopóki na ziemi istnieje przemysł, funkcja śrub jest zawsze ważna.
W tym artykule pokrótce przedstawię technologię produkcji i obróbki śrub, mając nadzieję, że będzie to pomocne dla każdego.
Proces obróbki śrub: dobór materiału - wyżarzanie sferoidyzujące (zmiękczające) - łuskanie i odkamienianie - ciągnienie na zimno - kucie na zimno - obróbka gwintów - obróbka cieplna.
1
Typowe materiały do obróbki śrub
W zależności od poziomu wytrzymałości śruby stosuje się różne materiały: obecnie na rynku dostępne są trzy główne materiały na części standardowe: stal węglowa, stal nierdzewna i miedź.
(1) Stal węglowa Rozróżniamy stal niskowęglową, stal średniowęglową, stal wysokowęglową i stal stopową w oparciu o zawartość węgla w materiałach ze stali węglowej.
Stal niskowęglowa C% Mniejsza lub równa 0,25% jest zwykle nazywana w Chinach stalą A3. Za granicą są one zasadniczo nazywane 1008, 1015, 1018 i 1022 itd. Stosowane głównie do śrub klasy 4.8, nakrętek klasy 4, małych śrub i innych produktów bez wymagań dotyczących twardości. (Uwaga: Gwoździe wiertnicze wykonane są głównie z materiału 1022).
Stal średniowęglowa 0.25%
High carbon steel C%>0,45%. Obecnie na rynku praktycznie nie ma zastosowania.
Stal stopowa oznacza dodanie pierwiastków stopowych do zwykłej stali węglowej w celu nadania stali pewnych specjalnych właściwości: takich jak 35, 40 chromowo-molibdenowy, SCM435 i 10B38. W śrubach Fangsheng wykorzystuje się głównie stal stopową chromowo-molibdenową SCM435, której głównymi składnikami są C, Si, Mn, P, S, Cr i Mo.
(2) Stal nierdzewna
45, 50, 60, 70, 80, głównie austenit (18% Cr, 8% Ni), o dobrej odporności na ciepło, dobrej odporności na korozję i dobrej spawalności.
A1, A2, A4, martenzyt (13%Cr), słaba odporność na korozję, wysoka wytrzymałość i dobra odporność na zużycie.
C1, C2, C4, ferrytyczna stal nierdzewna (18% Cr), ma lepsze właściwości spęczające i większą odporność na korozję niż martenzyt.
(3) Miedź Powszechnie stosowanymi materiałami są mosiądz i stop cynku i miedzi. Miedź H62, H65 i H68 jest stosowana głównie jako standardowe części na rynku.
2
Wyżarzanie sferoidyzujące (zmiękczające).
1) W przypadku produkcji śrub z łbem stożkowym wyżarzonym sferoidyzującym (zmiękczającym) i śrub z łbem gniazdowym sześciokątnym w procesie kucia na zimno, pierwotna struktura stali będzie miała bezpośredni wpływ na zdolność do formowania podczas obróbki na zimno.
2) Odkształcenie plastyczne lokalnych obszarów podczas procesu kucia na zimno może osiągnąć 60% ~ 80%. Z tego powodu stal musi mieć dobrą plastyczność. Gdy skład chemiczny stali jest stały, kluczowym czynnikiem determinującym plastyczność jest struktura metalograficzna. Powszechnie uważa się, że gruby i łuszczący się perlit nie sprzyja formowaniu na zimno, natomiast drobny perlit sferyczny może znacząco poprawić zdolność stali do odkształcania plastycznego.
3) W przypadku stali średniowęglowych i stali stopowych średniowęglowych, w których zastosowano dużą ilość elementów złącznych o dużej wytrzymałości, przed gniciem na zimno przeprowadza się wyżarzanie sferoidyzujące (zmiękczające) w celu uzyskania jednolitego i drobnego sferoidyzowanego perlitu, aby lepiej odpowiadał potrzebom rzeczywistych produkcja. potrzebować.
4) W przypadku wyżarzania zmiękczającego walcówki ze stali średniowęglowej, temperaturę ogrzewania zwykle utrzymuje się powyżej i poniżej punktu krytycznego stali. Temperatura ogrzewania na ogół nie może być zbyt wysoka, w przeciwnym razie trzeciorzędowy cementyt wytrąci się na granicach ziaren, powodując pęknięcia zimne.
5) Walcówka ze stali stopowej średniowęglowej przyjmuje wyżarzanie sferoidyzujące izotermicznie. Po ogrzaniu w temperaturze AC1+ (20% ~ 30%) piec schładza się do temperatury nieco niższej niż Ar1. Temperatura wynosi około 700 stopni przez okres izotermiczny, a następnie piec schładza się do około 500 stopni. Wystudzić powietrze z piekarnika. Struktura metalograficzna stali zmienia się z grubej na drobną, z łuszczącej się na kulistą, a szybkość pękania na zimno zostanie znacznie zmniejszona. Ogólny zakres temperatury wyżarzania zmiękczającego dla stali 35\45\ML35\SWRCH35K wynosi 715 stopni ~ 735 stopni.
3
Peeling i odkamienianie
Proces usuwania blachy tlenku żelaza z walcówki stalowej na zimno to odpędzanie; Odkamienianie dzieli się na dwie metody: odkamienianie mechaniczne i trawienie chemiczne.
1) Stosowanie mechanicznego usuwania kamienia w celu zastąpienia procesu chemicznego wytrawiania walcówki nie tylko poprawia produktywność, ale także zmniejsza zanieczyszczenie środowiska. Ten proces odkamieniania obejmuje metodę gięcia (do wielokrotnego zginania walcówki powszechnie używa się okrągłego koła z trójkątnymi rowkami), metodę dziewięciu natrysków itp. Efekt odkamieniania jest dobry, ale nie jest w stanie usunąć pozostałości kamienia żelaznego (usunięcie stopień zgorzeliny tlenkowej wynosi 97%), szczególnie gdy zgorzelina tlenkowa jest silnie przyczepna. Dlatego na mechaniczne odkamienianie ma wpływ grubość, struktura i stan naprężenia blachy żelaznej i jest ono odpowiednie dla walcówki ze stali węglowej stosowanej do elementów złącznych o niskiej wytrzymałości (mniejszej lub równej 6,8).
2) Elementy złączne o wysokiej wytrzymałości (klasa większa lub równa 8,8) są odkamieniane mechanicznie za pomocą walcówki w celu usunięcia wszelkiej zgorzeliny tlenkowej, a następnie poddawane procesowi chemicznego wytrawiania w celu uzyskania kompleksowego odkamieniania. W przypadku walcówki ze stali niskowęglowej pozostałe blachy żelazne powstałe w wyniku mechanicznego odkamieniania mogą łatwo spowodować nierównomierne zużycie ciągu ziaren. Kiedy blacha żelazna przylega do otworu ciągu ziarna w wyniku tarcia pomiędzy drutem stalowym walcówki a temperaturą zewnętrzną, powodując wzdłużne ślady ziaren na powierzchni drutu stalowego walcówki, przyczyną pojawiania się mikropęknięć na główce walcówki drut stalowy z walcówki, gdy śruby kołnierzowe lub śruby z łbem walcowym są na zimno, ponad 95% jest spowodowanych zadrapaniami na powierzchni drutu stalowego podczas procesu ciągnienia. Dlatego metoda mechanicznego usuwania kamienia nie nadaje się do szybkiego ciągnienia.
4
Ciągnione na zimno
1) Proces ciągnienia na zimno ma dwa cele. Jednym z nich jest zmiana wielkości surowca; drugim jest uzyskanie podstawowych właściwości mechanicznych elementu złącznego poprzez odkształcenie i wzmocnienie. W przypadku stali średniowęglowych i średniostopowych ma to inny cel, a mianowicie doprowadzenie do tego, aby cementyt płatkowy otrzymany po kontrolowanym chłodzeniu walcówki rozerwał się w miarę możliwości w procesie ciągnienia, tak aby otrzymać cementyt ziarnisty do późniejszej sferoidyzacji (zmiękczanie) wyżarzania. Cementyt jest gotowy. Jednakże, aby obniżyć koszty, niektórzy producenci arbitralnie zmniejszają liczbę przejść ciągnienia. Nadmierne zmniejszenie powierzchni zwiększa tendencję do utwardzania przez zgniot drutów stalowych walcówki, co bezpośrednio wpływa na właściwości użytkowe walcówek na zimno.
2) Jeżeli rozkład współczynnika redukcji powierzchni w każdym przejściu jest nieodpowiedni, podczas procesu ciągnienia w walcówce stalowej pojawią się również pęknięcia skrętne. Takie pęknięcia, rozmieszczone wzdłużnie wzdłuż drutu stalowego przez pewien czas, odsłaniają się podczas procesu spęczania drutu stalowego na zimno. Ponadto, jeśli smarowanie nie jest dobre podczas procesu ciągnienia, może to również powodować regularne pęknięcia poprzeczne drutu stalowego walcówki ciągnionej na zimno.
3) Kierunek styczny drutu stalowego walcówki na wyjściu z matrycy drutu ziarnistego i zwijania nie jest koncentryczny z matrycą do ciągnienia drutu, co spowoduje zwiększone zużycie jednostronnego otworu matrycy do ciągnienia drutu, powodując wewnętrzne otwór stanie się nieokrągły, co spowoduje nierównomierne odkształcenie drutu stalowego w kierunku obwodowym. , powodując, że okrągłość drutu stalowego wykracza poza tolerancję, a naprężenie przekroju poprzecznego drutu stalowego podczas procesu gnicia na zimno jest nierówne, co wpływa na szybkość przejścia na zimno.
4) Podczas ciągnienia drutu stalowego walcówki nadmierny stopień rozdrobnienia powierzchni cząstkowej pogarsza jakość powierzchni drutu stalowego, natomiast zbyt mały stopień rozdrobnienia nie sprzyja kruszeniu cementytu płatkowego, co utrudnia jego uzyskanie jako możliwie jak najwięcej ziarnistego cementytu. Korpus węglowy, czyli cementyt, charakteryzuje się niskim współczynnikiem sferoidyzacji, co jest niezwykle szkodliwe dla właściwości krzepnięcia na zimno drutu stalowego. W przypadku prętów i walcówki wytwarzanych metodą ciągnienia stopień zmniejszenia powierzchni częściowej jest kontrolowany w zakresie od 10% do 15%.
5
kucie na zimno
Formowanie na zimno zwykle wykorzystuje obróbkę plastyczną na zimno w celu uformowania łba śruby. W porównaniu z obróbką skrawaniem, włókna metalowe (druty metalowe) przebiegają wzdłuż kształtu produktu bez przecinania w środku, co poprawia wytrzymałość produktu, zwłaszcza jego właściwości mechaniczne. doskonały. Proces formowania na zimno obejmuje cięcie i formowanie, spęczanie na zimno z jednym kliknięciem, dwukrotne kliknięcie i wielostanowiskowe automatyczne kucie na zimno.
1) Do wycięcia półfabrykatu użyj półzamkniętego narzędzia tnącego. Najprostszym sposobem jest użycie narzędzia tnącego typu tulejowego; kąt cięcia nie powinien być większy niż 3 stopnie; a gdy używane jest narzędzie tnące typu otwartego, kąt skosu cięcia może osiągnąć 5 stopni. ~7 stopni.
2) Półfabrykat o krótkich wymiarach powinien mieć możliwość obrotu o 180 stopni podczas procesu przenoszenia z poprzedniego stanowiska do następnego stanowiska formowania. Może to uwolnić potencjał automatycznej maszyny do kucia na zimno, przetwarzać elementy złączne o złożonych strukturach i poprawiać dokładność części.
3) Każde stanowisko formierskie powinno być wyposażone w urządzenie wyrzucające stempel, a forma wklęsła powinna być wyposażona w urządzenie wyrzucające typu tulejowego.
4) Liczba stanowisk formujących (z wyłączeniem stanowisk cięcia) powinna zazwyczaj wynosić od 3 do 4 stanowisk (w szczególnych przypadkach powyżej 5).
5) W efektywnym okresie użytkowania konstrukcja głównej szyny ślizgowej i elementów procesu może zapewnić dokładność pozycjonowania stempla i matrycy.
6) Na przegrodzie należy zainstalować wyłącznik krańcowy, który kontroluje dobór materiału i należy zwrócić uwagę na kontrolę siły spęczającej. Nieokrągłość drutów wybieranych na zimno stosowanych do produkcji elementów złącznych o dużej wytrzymałości na automatycznych maszynach do kucia na zimno powinna mieścić się w zakresie tolerancji średnicy, natomiast w przypadku bardziej precyzyjnych elementów złącznych nieokrągłość drutów stalowych powinna wynosić ograniczone do zakresu tolerancji 1/2 średnicy. Jeśli średnica drutu stalowego nie osiągnie określonego rozmiaru, w części spęczającej lub główce części pojawią się pęknięcia lub zadziory. Jeżeli średnica będzie mniejsza niż wielkość wymagana w procesie, główka będzie niekompletna, kanciasta lub pogrubiona. Nie jasne.
7) Dokładność, jaką może osiągnąć formowanie na zimno, jest również związana z wyborem metody formowania i zastosowanego procesu. Ponadto zależy to również od cech konstrukcyjnych używanego sprzętu, charakterystyki procesu i jego stanu, dokładności narzędzi i matryc, trwałości i stopnia zużycia. W przypadku stali wysokostopowej stosowanej do tłoczenia na zimno i wytłaczania chropowatość powierzchni roboczej form z węglika spiekanego nie powinna być większa niż Ra=0,2 μm. Ten typ formy ma największą żywotność, gdy chropowatość powierzchni roboczej osiąga Ra=0.025 ~ 0,050 μm.
6
Przetwarzanie wątków
1) Gwinty śrubowe są zazwyczaj przetwarzane na zimno, tak że półfabrykat gwintowy w określonym zakresie średnic przechodzi przez walcowaną (walcującą) płytkę drucianą (matrycę), a gwint jest formowany przez nacisk blachy drucianej (matryca). Plastikowe opływy części gwintowanej nie są odcięte, wytrzymałość jest zwiększona, produkt jest precyzyjny, a jakość jest jednolita, dlatego jest szeroko stosowana.
2) Aby wytworzyć zewnętrzną średnicę gwintu produktu końcowego, wymagana średnica półwyrobu gwintu jest inna, ponieważ jest ograniczona takimi czynnikami, jak dokładność gwintu i to, czy materiał jest powlekany, czy nie.
3) Walcowanie gwintów (tarcie) odnosi się do metody przetwarzania, która wykorzystuje odkształcenie plastyczne w celu utworzenia zębów gwintu. Wykorzystuje matrycę walcowniczą (płytę gwintowaną) o tym samym skoku i kształcie zęba co obrabiany gwint, podczas wytłaczania cylindrycznego półwyrobu śruby, obracając półfabrykat śruby, a na koniec przenosi kształt zęba na matrycy do walcowania na półwyrób śruby , tworzy się nić.
4) Wspólną cechą obróbki gwintów poprzez walcowanie (tarcie) jest to, że liczba obrotów walcowania nie musi być zbyt duża. Jeśli będzie za dużo, wydajność będzie niska, a powierzchnia gwintu z łatwością spowoduje separację lub przypadkowe wyboczenie. I odwrotnie, jeśli liczba obrotów jest zbyt mała, średnica gwintu łatwo straci okrągłość, a ciśnienie wzrośnie nienormalnie na wczesnym etapie walcowania, co spowoduje skrócenie żywotności formy.
5) Typowe wady gwintów walcowanych: pęknięcia powierzchniowe lub zadrapania na części gwintowanej, przypadkowe wyboczenie i nieokrągłość części gwintowanej. Jeśli wady te wystąpią w dużych ilościach, zostaną wykryte na etapie przetwarzania. Jeśli liczba takich przypadków jest niewielka, wady te przedostaną się do użytkowników niezauważone przez proces produkcyjny, powodując problemy. Należy zatem podsumować kluczowe kwestie warunków przetwarzania i kontrolować te kluczowe czynniki w trakcie procesu produkcyjnego.
7
obróbka cieplna
1) Elementy złączne o wysokiej wytrzymałości poddane obróbce cieplnej należy odpuszczać zgodnie z wymaganiami technicznymi.
2) Obróbka cieplna i odpuszczanie ma na celu poprawę kompleksowych właściwości mechanicznych elementów złącznych, aby osiągnąć wartość wytrzymałości na rozciąganie i współczynnik plastyczności określony przez produkt.
3) Proces obróbki cieplnej ma decydujący wpływ na elementy złączne o wysokiej wytrzymałości, zwłaszcza na ich jakość wewnętrzną. Dlatego też, aby wyprodukować wysokiej jakości elementy złączne o dużej wytrzymałości, konieczna jest zaawansowana technologia i sprzęt do obróbki cieplnej.
4) Ze względu na dużą wielkość produkcji i niską cenę śrub o dużej wytrzymałości, a część gwintowana jest stosunkowo cienką i precyzyjną konstrukcją, urządzenia do obróbki cieplnej muszą mieć dużą zdolność produkcyjną, wysoki stopień automatyzacji i dobrą jakość obróbki cieplnej.
5) Odwęglenie gwintów spowoduje wyskoczenie elementów złącznych, zanim spełnią wymagania mechaniczne, co spowoduje uszkodzenie gwintowanych elementów złącznych i skrócenie ich żywotności. Ze względu na odwęglenie surowców, jeśli wyżarzanie jest nieprawidłowe, warstwa odwęglenia surowców zostanie pogłębiona. Podczas procesu hartowania i odpuszczania, pewna ilość gazu utleniającego jest zwykle doprowadzana spoza pieca.
6) Rdza na drucie stalowym lub pozostałości na powierzchni drutu stalowego ciągnionego na zimno również ulegną rozkładowi po podgrzaniu w piecu, a w wyniku reakcji wytworzy się gaz utleniający. Na przykład rdza powierzchniowa drutu stalowego składa się z węglanu żelaza i wodorotlenku, które po podgrzaniu rozkładają się na CO2 i H2O, pogarszając w ten sposób odwęglenie. Badania pokazują, że stopień odwęglenia stali stopowej średniowęglowej jest poważniejszy niż stali węglowej, a najszybsza temperatura odwęglenia wynosi 700–800 stopni.
7) Ponieważ przyłącza na powierzchni drutu stalowego bardzo szybko rozkładają się i syntetyzują CO2 i H2O w pewnych warunkach, jeśli kontrola gazu w piecu taśmowym z ciągłą siatką będzie niewłaściwa, spowoduje to również przekroczenie tolerancji przez odwęglanie ślimaka.
8) Gdy elementy złączne o wysokiej wytrzymałości są formowane przez kucie na zimno, surowiec i wyżarzona, odwęglona warstwa nie tylko nadal istnieją, ale są również wytłaczane na górę gwintu. Dla powierzchni łącznika wymagającej hartowania nie można uzyskać wymaganej twardości. , jego właściwości mechaniczne (zwłaszcza wytrzymałość i odporność na zużycie) są zmniejszone. Ponadto powierzchnia drutu stalowego ulega odwęgleniu, a warstwa wierzchnia i struktura wewnętrzna mają różne współczynniki rozszerzalności, co może powodować pęknięcia powierzchniowe podczas hartowania.
9) Do głównych problemów jakościowych, które mogą wystąpić podczas hartowania i odpuszczania elementów złącznych zalicza się: niewystarczająca twardość w stanie hartowanym, nierówna twardość w stanie hartowanym, nadmierne odkształcenia hartownicze i pękanie hartownicze.
10) Takie problemy, które występują na miejscu, są często związane z surowcami, ogrzewaniem hartującym i chłodzeniem hartowniczym. Prawidłowe sformułowanie procesu obróbki cieplnej i standaryzacja procesu operacji produkcyjnych często pozwala uniknąć takich wypadków jakościowych.
