Способ изготовления резьбового крепежного элемента
Использование: для изготовления резьбовых крепежных элементов типа болтов и шпилек. Сущность изобретения: способ изготовления резьбового крепежного элемента включает изготовление цилиндрической заготовки под болт с наконечником под резьбу на одном конце и головкой на другом , выполнение резьбы, навинчивание на нее технологической гайки, установку головки болта на оправку и осаживание гайки до появления пластической деформации в профиле резьбы, причем усилие прикладывают перпендикулярно ее наружному торцу, одновременно с осаживанием осуществляют закалку, а затем отвинчивают гайку. 7 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИНЕ СКИХ
РЕСПУБЛИК
„„5ЦÄÄ 1774085 А1 (я)л Р 16 B31/00, 33/04
ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (57) Использование: для изготовления резьбовых крепежных элементов типа болтов и шпилек. Сущность изобретения: способ изготовления резьбового крепежного элемента включает изготовление цилиндрической заготовки под болт с наконечником под резьбу на одном конце и головкой на другом, выполнение резьбы, навинчивание на нее технологической гайки, установку головки болта на оправку и осаживание гайки до появления пластической деформации в профиле резьбы, причем усилие прикладывают перпендикулярно ее наружному торцу, одновременно с оса>киванием осуществляют закалку, а затем отвинчивают гайку. 7 ил, (21) 4906171/27 (22) 30.01.91 (46) 07,11.92. Бюл. N 41 (71) Харьковский авиационный институт им, Н.Е.Жуковского (72) Э.Н.Румянцев, А.Г,Шаманов и B.Г.Бабичев (56) Якушев А.И„Мустаев Р,X. Мавлютов
P.Ð, Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. — M.: Машиностроение, 1979, c,150 — 154, (54) СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЗЬБОБОГО КРЕПЕЖНОГО ЭЛЕМЕНТА
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбовых крепе>кных элементов типа болтов и шпилек.
Известна конструкция резьбовых крепежных элементов, состоящих из болта, гайки и шайбы (Ярковец А.И., Сироткин О.С. и др. Технология выполнения высокоресурсных заклепечных и болтовых соединений в конструкциях самолетов. — М.: Машиностроение, 1987, с.6, рис.1,2).
Болтовые соединения широко используются в машиностроении и отличаются высокой прочностью, разборностью, ремонтопригодностью. Усталостная прочность болтовых соединений во многом определяется усталостной прочностью резьбовой части болта, Наличие на стержне резьбы ослабляет площадь поперечного сечения болта, а наличие проточек во впадинах резьбы значительно увеличивает концентрацию напряжений в этом месте, ограничивая усталостную прочность стержня болта. Для повышения статической и усталостной прочности резьбы болта применяют резьбы с малым профилем и шагом, Однако это приводит к потребному увеличению количества витков резьбы, повышает неравномерность загрузки витков по высоте наконечника и ограничивает эффективность способа, Существуют различные технологические способы образования резьбы, способствующие повышению усталостной прочности наконечника; накатка резьбы, виброупрочнение, шлифовка и т.п. {Якушев А.И., Мустаев P.X. и др. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений, — М.: Машиностроение, 1979, с,139 — 150).
Однако все технологические способы значительно- повышают стоимость производства резьбового элемента и. кроме того, имеют небольшую техническую эффективность, 1774085
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения резьбовага крепе>кнаго элемента (Якушев А,И., Мустаев Р,Х. и др, Г!авышение прочйасти и надежности ре".I áîâûõ соединений, — M,, Машиностроение, 1979, с. 150—
154; прототип). Известный способ предполагает изготовление заготовки болта из сырого либо после от IUcl<3 металла, выполнение на заготовке резьбы и IIoñJIåäóIoщая закалка болта. Причем при выполнении резьбы болта наиболее пролзводительным способом накаткой с созданием hB поверхности и ва впадинах резьбы оста.гачных напряжений сжатия . после закалки напряжения почти полностью исчеза ат, что значительно снижает характеристики статической и усталостной прочности балта, .=IIo ограничивает технические вазма>кнасти известного способа, Цель изобретения — повышение надежности .резьбовага соединения деталей путем увеличения усталостной прочности резьбовога наконечника крепежного элемента.
Предлагаемый способ выполнения резьбового крепежного элемента заключается в изготовлении заготовки крепежного элемента, нарезании на нем резьбы, деформиравании заготовки болта за головку и резьбавую часть при накрученной нэ ней гайки сжатием да пластических деформаций профиля резьбы и последующем закаливании заготовки, после чего гайку скручива от, Существенным отличием предлагаемого способа является характер предварительного да закаливания болта, позволяющий после снятия нагрузки с закаленного болта и скручивания дефармирующей гайки получить сдеформированныл профиль резьбы болта, а также полезные технологические напря>кения сжатия в опасной с точки зрения усталастнога разрушения зойе резьбы болта, В процессе проведенных поисков по патентной и научно-технической литературе не были обнаружены технические решения, сходные с признаками с заявляемым, поэтому разработанный способ получения резьбового элемента соответствует критерию "существенные отличия".
На фиг.1 показана заготовка для получения болта; на фиг,2 — болт до его закаливания; на фиг,3 — узел 1 на фиг.2 (прафиль резьбы болта до его закаливания); на фиг.4 — характер предварительного нагружения болта перед его закаливанием; на фиг.5 — узел П на фиг,4 (характер деформации и профиль резьбы болта при его деформировании); на фиг.6 — болтовое соединение деталей; на фиг.7 — узел III на фиг,6 (характер контактного взаимодействия междуболтом и гайкой в болтовом соединении
5 деталей).
Предлагаемый способ выполнения (изготовления) резьбового крепежного элемента типа болта заключается в выполнении последовател ьности следующих технологи10 ческих операций:
1. Изготовление (точением или высадкой) заготовки под болт, состоящей из цилиндрического стержня 1, головки (потайной или непотайной) 2, наконечника под резь15 бу болта.3 и проточки между стержнем и наконечником 4. Как правило, диаметр наконечника под резьбу для исключения повреждения стенки отверстия под болт и удобства установки болта выполняется не20 сколько меньше диаметра самого стержня, т.е. dI 2. На изготовленной заготовке под болт выполняется резьба любым известным технологическим способом: накаткой, точени25 ем, нарезкой и т.д. 3. На нарезанную резьбу болта 5 накручивают TBxI Галогическую высокопрочную гайку 7, болт выставляют на оправку 6, распало>кенную са стороны головки (целе30 сообразно иметь круговую оправку для концентрации технологического усилия талька на кромку головки. 4, Производят асаживание сжатием технологической гайки на резьбе болта при 35 апирании болта за его головку, закаливают болт с накрученной гайкой. Технологическое усилие сжатие выбирают таким, чтобы в резьбе болта появились (но не развивались) пластические напряжения (технологи40 ческая гайка "поплыла"), . 5. Скручивают с закаленного болта гайку, После скручивания гайки профиль закаленной резьбы болта принимает за счет yri45 ругих деформаций витков резьбы несколько наклонную в сторону стержня болта форму, а самое главное, в вершинах витков резьбы со стороны стержня болта появились небольшие зоны остаточных напряжений сжа50 тия (при пластическом осаживании профиля с последующей закалкой), Наклон профиля резьбы позволяет при закручивании гайки получить хороший тормозящий эффект от ее скручивания (конт55 ровка гайки), Наличие эон остаточных напряжений сжатия позволяет при закручивании гайки и в процессе эксплуатации резьбового соединения деталей значительно снизить концентрацию растягивающих напряжений у основания резьбы, поскольку 1774085 наибольшие напряжсния в резьбе возникают именно со стороны остаточных напряжений сжатия в впадинах резьбы. Предлагаемый способ выполнения резьбового крепежного элемента по срэвнению 5 с прототипом позволит повысить надежность резьбового соединения деталей зэ счет; а) хороших контрящих свойств резьбы болта, что сохраняет стабильной величину 10 осевой затяжки резьбового соединения; б) значительного снижения величины концентрэции рэстягивающих напряжений во впадинах резьбы болта, что повысит его статическую и усталостную прочность. 15 Необходимо отметить, что остаточные нэпряжения сжатия возникают и в месте перехода стержня болтэ в головку (на галтели), Однако, поскольку осевая жесткость головки болта, как привила, больше осевой 20 жесткости резьбы болта, то этот рэзгрузочный эффект по сравнению с резьбой будет меньше. Предлагэемый способ выполнения резьбового крепежного соединения (воз- 25 можно изготовление и шпилек) повысит по срэвнению с прототипом Hà 20 — 25% надежность резьбового соединения, что даст при эксплуэтэции изделия зкономический зффект. Формула изобретения Способ изготовления резьбового крепежного элемента, включэющий изготовление цилиндрической заготовки под болт с наконечником под резьбу нэ одном конце и головкой нэ другом, выполнение резьбы, закалку и нанесение защитного покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности соединения деталей, перед закалкой на наконечник навинчивают технологическую гайку, затем устанавливают головку болта на оправку и осаживают гайку до появления пластической деформации в профиле резьбы, прикладывая усилие перпендикулярно наружному торцу гайки, закалку осуществляют одновременно с осаживанием, э затем отвинчивают гайку, 1774085 II ФИГ.4 Составитель Э. Румянцев Техред M.Ìîðãåíòàë Редактор С. Кулакова Корректор Н. Милюкова Заказ 3915 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН! СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
