CC BY
95Качество в обработке материалов
f N
УДК 621.778.8
Морозов Н.П., Железков О.С., Малаканов С.А. ч______________________________________________________________________)
{ N
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КЛЕММНЫХ БОЛТОВ ЗА СЧЕТ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРЕЗКИ ГРАНЕЙ
ГОЛОВКИ
ч_______________________________________________________J
Аннотация. В работе рассмотрены этапы процесса обрезки граней головок клеммных болтов. Отмечено низкое качество изделий из-за образования сколов и заусенцев на гранях и опорной поверхности в связи с отсутствием полного контакта сферической поверхности заготовки с обрезной матрицей. Предложены рациональный режим технологии и конструктивное исполнение инструмента, которые исключают образование сколов и заусенцев на опорной поверхности головки.
Ключевые слова: клеммные болты, обрезка, обрезная матрица, качество головок болтов
В современных конструкциях верхнего строения железнодорожного пути для крепления рельсов к железобетонным шпалам используются клеммные болты по ГОСТ 16016-79 [1] и ОСТ 32.161-2000. На рис. 1 представлена конструкция клеммного болта по ОСТ 32.161-2000.
В условиях ОАО « «ММК-МЕТИЗ» клеммные болты изготавливаются холодной штамповкой на многопозиционных автоматах-комбайнах [2,3] рРВА-161, КА-64, КА-74, ВР-480 .
Применяемый технологический процесс изготовления клеммных болтов включает следующие операции:
- отрезка заготовки;
- предварительная высадка конической головки;
- окончательная высадка головки в виде примыкающего к стержню шарового сегмента (радиус R~ 30 мм) и торцевого цилиндрического участка с диаметром ~ 47 мм;
- редуцирование участка стержня под накатку резьбы;
- обрезка двух параллельных граней головки с опиранием сферической поверхности головки на матрицу;
- накатка резьбы.
Недостатки применяемой технологии:
Рис. 1. Болт клеммный по ОСТ 32.161-2000
1. Низкое качество изделий из-за образования сколов и заусенцев на гранях и опорной поверхности в связи с отсутствием полного контакта сферической поверхности заготовки с матрицей (рис.2).
Рис.2. Г оловка клеммного болта, сформированная по старой технологии
№2 2014
Страница 62
Качество в обработке материалов
2. Низкая стойкость выталкивателя четвертого перехода в связи со значительными усилиями, действующими на него в процессе удаления заготовки из матрицы, так как на окончательном этапе обрезки головки при проталкивании заготовки через отверстие пуансона срезаемая площадь имеет значительную величину.
На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложено усовершенствовать технологию изготовления клеммных болтов.
Сущность предложенного усовершенствования представлена на рис. 3.
Рис.3. Положение инструмента и заготовки на отдельных этапах процесса обрезки граней: а - начальный момент процесса врезания головки в матрицу; б - положение заготовки и инструмента в конечный момент врезания пуансона и матрицы в головку; в - дорезание головки с отделением срезаемого металла и проталкиванием изделия через отверстие пуансона.
На рис.3,а показана заготовка болта и положение обрезного инструмента в начальный момент процесса врезания головки в матрицу; на рис.3,б - положение заготовки и инструмента в конечный момент врезания пуансона и матрицы в головку; а на рис.Зв - дорезание головки с отделением срезаемого металла и проталкиванием изделия через отверстие пуансона.
Процесс обрезки граней головок клеммного болта осуществляется следующим образом. Заготовку, представляющую собой стержень 1 с головкой 2, которая имеет плоский торец 3 и сферичекскую опорную поверхность 4, стержневым участком 1 устанавливают в отверстие матрицы 5, которая на рабочем торце имеет углубление 6 под головку с режущими кромками 7 (рис. 3,а). На начальном этапе обрезки при движении пуансона 8 в сторону заготовки происходит внедрение головки 2 в отверстие 6 матрицы 5. При дальнейшем движении пуансона 8 происходит одновременное внедрение режущих кромок 7 матрицы 5 и режущих кромок 9 пуансона 8
в головку 2. В крайнем положении пуансона 8 срезаемый металл 10 зажимают между торцевыми поверхностями матрицы 5 и пуансона 8 (рис. 3,б). На конечном этапе обрезки головки в работу вступает выталкиватель 11, который проталкивает изделие через отверстие 12 пуансона 8. При этом срезаемый металл 10 отделяется от головки 2, причем поверхности, обрезанные режущими кромками 7 матрицы 5, с режущими кромками 9 пуансона 8 не контактируют (рис.3,в). За весь процесс обрезки граней часть опорной поверхность 4 головки 2, примыкающая к стержню 1 и находящаяся внутри режущих кромок обрезного инструмента, с матрицей 5 не контактирует, что исключает искажение опорной поверхности.
Внедрение головки в матрицу на начальном этапе обрезки без контактирования опорной поверхности головки, примыкающей к стержню, с матрицей и зажим срезаемого металла между торцевыми поверхностями матрицы и пуансона исключают образование сколов и заусенцев на
№2 2014
Страница 63
Качество в обработке материалов
опорной поверхности головки, что повышает качество изделий. Площадь срезаемого на окончательном этапе обрезки металла головки сравнительно мала, что снижает усилия, действующие на выталкиватель, и повышает его стойкость.
Рациональные режимы технологии и конструктивное исполнение инструмента установлены по результатам промышленных экспериментов. Промышленное опробование осуществлялось на четырехпозиционных автоматах-комбайнах QPBA-161 и КА-64 (фирма «Malmedi», Германия). На первых трех переходах формировался стержень и штамповалась головка болта, которая представляла собой сферический сегмент с цилиндрическим торцевым участком. У головки радиус сферической опорной поверхности составлял 30 мм, высота - 15 мм, диаметр торцевого участка -47 мм. На четвертом переходе осуществлялась обрезка двух параллельных граней головки. При этом заготовка стержневой частью устанавливалась в отверстие матрицы, у которой имелось углубление под головку с режущими кромками. При движении пуансона в сторону заготовки вначале головка внедрялась в отверстие матрицы, после чего происходило одновременное врезание режущих кромок матрицы и пуансона в головку заготовки с зажимом срезаемого металла между торцевыми поверхностями матрицы и пуансона. Затем выталкиватель проталкивал изделие через отверстие в пуансоне, отделяя срезаемый металл от головки. На рис.4 представлена фотография головки обрезанной по разработанной технологии.
В ходе промышленных экспериментов установлено следующее:
1. У головки клеммного болта, изготовленного по разработанной технологии, на опорной сферической поверхности от-
сутствуют сколы и заусенцы, что повышает качество изделий.
Рис.4. Головка клеммного болта, обрезанная по разработанной технологии
2. Стойкость выталкивателей четвертого перехода повышается на 15^20 %.
Список литературы
1. ГОСТ 16016-79. Болты клеммные для рельсовых скреплений железнодорожного пути. Конструкция и размеры. Технические требования. -Взамен ГОСТ 16016-70; Введ. 01.10.1996 с изм. 1. -Москва: Изд-во стандартов, 1996. -5 с.
2. Навроцкий, Г.А. Технология холодной объемной штамповки на автоматах. / Г.А. Навроцкий, Ю.А. Миропольский, В.В. Лебедев. - М.: Машиностроение, 1972. - 498 с.
3. Семенов, Е.И. Ковка и объемная штамповка: Справочник в 4-х т./ Е.И. Семенов. - М.: Машиностроение, 1987. - 384 с. - 2 т.
References
1. GOST 16016-79. Terminal screws for rail fasteners railroad tracks. The design and dimensions. Technical requirements [Text]. - Instead of GOST 16016-70; Introd. 01.10.1996. - Moscow: Publishing house of standards, 1996. - 5 p.
2. Navrotsky, G. A. Technology cold massive forming machines. / G,A. Navrotsky, J. A. Miropolsky, V.V. Lebedev. - M.: Mashinostroenie, 1972. - 498 p.
3. Semenov, E. I. Forging and die forging: the
Reference in 4 T./ E.I. Semenov. - M.:
Mashinostroenie, 1987. - 384 p. - 2t.
№2 2014
Страница 64
