Каков процесс изготовления длинного винтового стержня?

Выбор материала и первоначальная подготовка

Основа высококачественный винтовой стержень заключается в выборе сырья. Выбранный металл должен обладать необходимыми механическими свойствами, чтобы выдерживать предполагаемые нагрузки и условия окружающей среды.

Выбор металла: распространенные материалы включают низкоуглеродистую или среднеуглеродистую сталь для общего применения и нержавеющую сталь для обеспечения коррозионной стойкости. Конкретная марка выбирается исходя из требований к прочности, пластичности и факторов окружающей среды.

Проволока и намотка: Процесс обычно начинается с катанки, которая представляет собой свернутую горячекатаную сталь. Эта катушка является сырьем, из которого будет изготовлен длинный винтовой стержень.

Вытяжка и выпрямление. Свернутая катанка пропускается через ряд матриц в процессе, называемом вытяжкой. Эта операция холодной обработки уменьшает диаметр стержня до более точного размера, а также улучшает качество его поверхности и механические свойства. После вытягивания стержень пропускается через выпрямляющую машину, которая оказывает давление в различных точках, чтобы устранить любую кривизну или перекручивание, гарантируя, что материал будет идеально прямым перед началом нарезания резьбы. Эта первоначальная подготовка имеет решающее значение для изготовления стабильной и надежной длинной винтовой шпильки.

Процесс нарезания резьбы: создание спиральной формы

Отличительной особенностью любого винтового стержня является его резьба. Создание этого непрерывного спирального выступа по длине стержня является важным этапом производственного процесса.

Накатка резьбы. Распространенным и предпочтительным методом крупносерийного производства является накатка резьбы. В этом процессе холодной штамповки выпрямленный стержень пропускают между двумя штампами из закаленной стали, на которых имеется обратное изображение желаемой резьбы. Под огромным давлением штампы смещают поверхность металла, заставляя его принимать форму резьбы. Этот процесс не удаляет материал, а изменяет его форму, в результате чего получается более прочная резьба и более чистая поверхность по сравнению с нарезанной резьбой. Поток зерен металла сжимается и повторяет контур резьбы, повышая ее усталостную прочность.

Нарезание резьбы: Для специализированных заказов, небольших объемов или очень твердых материалов может использоваться нарезание резьбы. В этом субтрактивном процессе используется токарный или резьбонарезной станок с одноточечным или многоточечным режущим инструментом для удаления материала и вырезания профиля резьбы. Несмотря на свою эффективность, этот метод может создавать микроскопические канавки, которые могут выступать в качестве точек концентрации напряжений.

Обеспечение постоянства: на протяжении всей операции нарезания резьбы очень важно поддерживать постоянную скорость подачи и выравнивание. Любое изменение может привести к несовершенству шага или глубины резьбы. Для длинного винтового стержня требуется специальное оборудование, которое может поддерживать стержень по всей его длине во время процесса прокатки или резки, чтобы предотвратить биение или прогиб, которые могут поставить под угрозу точность резьбы.

Термическая обработка и укрепление

Для достижения необходимых механических свойств, особенно для несущих конструкций, стержень винта часто подвергается термической обработке.

Цель термообработки: основные цели — снять внутренние напряжения, возникающие при холодном волочении и нарезании резьбы, а также повысить твердость и прочность стержня на растяжение.

Процесс отжига или закалки и отпуска: Для среднеуглеродистых сталей обычной обработкой является закалка и отпуск. Длинный винтовой стержень нагревается до высокой температуры, быстро закаливается для создания очень твердой, но хрупкой структуры, а затем повторно нагревается до более низкой температуры (отпускается), чтобы уменьшить хрупкость, сохраняя при этом большую часть твердости и увеличивая ударную вязкость. Этот процесс придает готовому длинному стержню надежный баланс прочности и долговечности.

Отделка, проверка и упаковка

Заключительные этапы гарантируют, что продукт защищен, идентифицируем и готов к использованию.

Поверхностная обработка: В зависимости от применения могут применяться различные виды отделки поверхности. Они могут включать в себя гальванизацию (покрытие слоем цинка) для защиты от коррозии или просто фосфатирование или обработку маслом для обеспечения временной защиты во время хранения и транспортировки.

Строгий контроль: каждый длинный винтовой стержень подвергается проверке качества. Сюда входит проверка размеров (диаметр, шаг, длина) с помощью калибров и оптических компараторов, а также проверка формы резьбы на наличие дефектов. Образцы также могут быть проверены на прочность на разрыв и твердость, чтобы убедиться, что они соответствуют указанному классу.

Тщательная упаковка. Наконец, готовые стержни упаковываются, часто с защитными заглушками, чтобы предотвратить повреждение резьбы, и маркируются для отправки. Правильная упаковка необходима для сохранения прямолинейности и целостности резьбы изделия во время транспортировки.