ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЕСТИГРАННОЙ ГОЛОВКИ БОЛТА С ФЛАНЦЕМ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована для изготовления болтов с шестигранной головкой с фланцем безотходной холодной штамповкой на многопозиционных пресс-автоматах.
Известен инструмент для изготовления многогранной головки болта с фланцем, содержащий соосно установленные матрицу и пуансон для формирования многогранной головки болта и матрицу и пуансон для высадки фланца болта, причем пуансон для формирования многогранной головки болта имеет осевую рабочую полость, состоящую из многогранной и цилиндрической частей с переходным участком между собой, а пуансон для высадки фланца болта имеет осевую рабочую полость, состоящую из калибрующей части в виде многогранной призмы и деформирующей части в виде усеченного конуса с большим основанием на рабочем торце пуансона (см. Ковка и штамповка. Холодная объемная штамповка. Справочник под редакцией Навроцкого Г.А., т.3 - М: Машиностроение, 1987, с.272, рис.63, поз.III, IV).
Недостатком известного инструмента является низкое качество изготавливаемых болтов из-за образования трещин на фланце при штамповке болтов из высокопрочных малопластичных материалов, возникающих вследствие значительных усилий деформирования при высадке фланца. Кроме того, изготавливаемые болты имеют недостаточно высокие стопорящие свойства болтов из-за использования для высадки их фланца матрицы с плоским рабочим торцом.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству, является инструмент для изготовления шестигранной головки болта с фланцем, включающий соосно установленную матрицу для формирования головки
болта и пуансон с осевой рабочей полостью, состоящей из калибрующей части, выполненной в виде шестигранной призмы, и деформирующей части, матрицу для высадки фланца болта и пуансон с осевой рабочей полостью, состоящей из калибрующей части, выполненной в виде шестигранной призмы и деформирующей части, выполненной в виде усеченного конуса с большим основанием на рабочем торце пуансона (см. Марк Ван Тиль. Производство фланцевых болтов. Журнал «Метизы», 2007 г, №1, с.70-72, рис.3).
Недостатком известного инструмента является низкое качество изготавливаемых болтов за счет образования наплывов металла на торцевой поверхности их фланца, возникающих вследствие того, что деформирующая часть рабочей полости пуансона для формирования шестигранной головки болта выполнена в виде усеченного конуса и имеет различные площади осевых сечений. Кроме того, изготавливаемые болты имеют недостаточно высокие стопорящие свойства за счет использования для высадки фланца матрицы с плоским рабочим торцом.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества изготавливаемых фланцевых болтов при одновременном повышении их стопорящих свойств.
Техническая задача решается тем, что в известном инструменте для изготовления шестигранной головки болта с фланцем, включающем соосно установленные матрицу для формирования головки болта и пуансон с осевой рабочей полостью, состоящей из калибрующей части, выполненной в виде шестигранной призмы, и деформирующей части, матрицу для высадки фланца болта и пуансон с осевой рабочей полостью, состоящей из калибрующей части, выполненной в виде шестигранной призмы и деформирующей части, выполненной в виде усеченного конуса с большим основанием на рабочем торце пуансона, согласно изменению, деформирующая часть рабочей полости пуансона для формирования головки болта выполнена вогнутой и имеет в осевом сечении форму параболы,
обеспечивающую равенство площадей осевых сечений деформирующей части, а на рабочем торце матрицы для высадки фланца болта выполнен выступ в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к пуансону, и имеет угол наклона образующей соответствующий углу наклона образующей деформирующей части рабочей полости пуансона для высадки фланца болта, при этом высота выступа выбрана из условия:
o
h=(0,1-0,6)h,
где h - высота выступа;
о
h - высота деформирующей части рабочей полости пуансона для высадки фланца болта.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 схематично изображены пуансон и матрица для формирования шестигранной головки болта, в разрезе;
на фиг.2 - вид А на фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2;
на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2;
на фиг.5 схематично изображены пуансон и матрица для высадки фланца болта, в разрезе.
Инструмент для изготовления шестигранной головки болта с фланцем состоит из соосно установленных матрицы 1 (фиг.1) и пуансона 2 (фиг.1-4) для формирования головки болта, а также матрицы 3 (фиг.5) и пуансона 4 для высадки фланца болта. Матрица 1 (фиг.1) для формирования головки болта имеет осевое отверстие 5, а пуансон 2, соответствующий матрице 1, имеет осевую рабочую полость, состоящую из калибрующей части 6, выполненной в виде шестигранной призмы и деформирующей вогнутой части 7 (фиг.1, 3, 4), имеющей в осевом сечении форму параболы, обеспечивающую равенство площадей осевых сечений деформирующей части 7. Заявляемая форма деформирующей части 7 рабочей полости пуансона 2 для формирования шестигранной головки болта за счет равенства площадей осевых сечений указанной полости позволяет исключить
образование наплывов металла на торцевой поверхности фланца болта при высадке, что обеспечивает повышение качества изготавливаемых болтов.
1
Пуансон 4 (фиг.5) для высадки фланца болта имеет осевую рабочую полость, состоящую из калибрующей части 9, выполненной в виде шестигранной призмы и деформирующей части 8, выполненной в виде усеченного конуса. Соответствующая пуансону 4 матрица 3 имеет осевое отверстие 10 и выступ 11, выполненный в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к пуансону 4. При этом выступ 11 имеет угол (α) наклона образующей соответствующий углу (α) наклона образующей деформирующей части 8 рабочей полости пуансона для высадки фланца болта, а высота выступа выбрана из условия:
o
h=(0,1-0,6)h,
где h - высота выступа;
о
h - высота деформирующей части рабочей полости пуансона для высадки фланца болта.
Заявляемая форма и соотношение размеров выступа 11 позволяет при изготовлении болтов придать фланцу форму тарельчатой пружины, что обеспечивает повышение стопорящих свойств болтов.
1
Кроме того, соответствие углов (α) и (α) наклона образующих выступа 11 и деформирующей части 8 рабочей полости пуансона для высадки фланца позволяет в процессе высадки изготавливать болты с фланцем постоянной толщины. Такие болты имеют высокое качество и повышенные стопорящие свойства, что позволяет при их использовании исключить деформацию фланца при затяжке.
o
Выполнять выступ 11 с высотой (h) превышающей 0,6 высоты деформирующей части 8 рабочей полости пуансона для высадки фланца болта нецелесообразно, так как это приводит к деформации фланца при затяжке болта из-за малой толщины фланца. Выполнять выступ 11 с высотой (h) меньшей 0,1 (h) нецелесообразно по технологическим причинам, так как изготавливаемые болты будут иметь плоский рабочий торец, что значительно
снизит их стопорящие свойства.
Заявляемый инструмент для изготовления шестигранной головки болта с фланцем работает следующим образом.
На ось штамповки между пуансоном 2 (фиг.1) и соответствующей ему матрицей 1 для формирования шестигранной головки болта подают заготовку с предварительно сформированной цилиндрической головкой (на фиг. не показано), причем стержень заготовки вводят в осевое отверстие 5 матрицы 1. Ходом пуансона 2 головка заготовки последовательно деформируется его рабочей полостью. В процессе деформирования металл, предназначенный для формирования фланца, принимает форму деформирующей части 7, а шестигранная головка болта формируется в калибрующей части 6 рабочей полости указанного пуансона 2. На данной стадии изготовления болта заявляемая форма рабочей полости пуансона 2 для формирования головки болта выравнивает деформацию заготовки по сечению и уменьшает коэффициент напряженного состояния в центральной зоне заготовки, что способствует благоприятному расположению волокон металла болта и качественному оформлению фланца при последующей высадке.
При размыкании инструмента заготовку выталкивают в сторону, противоположную рабочему ходу пуансона 2, и передают на ось штамповки между пуансоном 4 (фиг.5) и соответствующей ему матрицей 3 для высадки фланца болта. При этом стержень заготовки вводят в осевое отверстие 10 матрицы 3. Ходом пуансона 4 сформированную в пуансоне 2 шестигранную головку вводят в калибрующую часть 9 рабочей полости пуансона 4 и между рабочими поверхностями деформирующей части 8 и выступа 11 матрицы 3 формируют фланец болта. На данной стадии изготовления болта фланец последнего приобретает форму тарельчатой пружины и имеет постоянную толщину, что способствует повышению стопорящих свойств изготавливаемых болтов. Затем при размыкании инструмента изделие удаляют с оси штамповки, после чего болты передают для накатки резьбы.