RU2478451C1 - Method of forging terminal bolts - Google Patents

Method of forging terminal bolts Download PDF

Info

Publication number
RU2478451C1
RU2478451C1 RU2011140549/02A RU2011140549A RU2478451C1 RU 2478451 C1 RU2478451 C1 RU 2478451C1 RU 2011140549/02 A RU2011140549/02 A RU 2011140549/02A RU 2011140549 A RU2011140549 A RU 2011140549A RU 2478451 C1 RU2478451 C1 RU 2478451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
head
height
faces
inclination
recess
Prior art date
Application number
RU2011140549/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Степанович Гульцин
Олег Сергеевич Железков
Владимир Владимирович Семашко
Рафис Равильевич Сахабутдинов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ"
Priority to RU2011140549/02A priority Critical patent/RU2478451C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478451C1 publication Critical patent/RU2478451C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and may be used in forging eternal bolts for rail joints at multistation automatic press in four steps. At first step, head with cylindrical section and truncated cone section with two flat faces are formed. At second step, rectangular-section head with prism-shape recess at end surface is formed. Angles of prism side faces to head end surface make 5-8 degrees. Recess height makes 0.10-0.15 of the height of finished head. At third step, head is finished to form a radial fin. Note here that recesses at end face are shaped to tetrahedral truncated pyramid. Pyramid height makes 0.20-0.30 of the bolt head height. Angle of face inclination to end face surface in plane crossing larger axis of symmetry of rectangle makes 25-35 degrees. Angle of face inclination to end face surface in plane crossing smaller axis of symmetry of rectangle makes 80-85 degrees. At fourth step, fin is cut off.
EFFECT: higher quality and efficiency.
4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении клеммных болтов для рельсовых скреплений железнодорожного пути методом холодной штамповки на многопозиционных прессах-автоматах.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of terminal bolts for rail fastenings of the railway track by cold stamping on multi-position automatic presses.

Известен способ безоблойной высадки клеммных болтов для рельсовых скреплений железнодорожного пути, включающий предварительную формовку головки в виде усеченного конуса с двумя плоскими гранями и окончательную формовку головки со сферической опорной поверхностью. При этом на стадии предварительной формовки головки осуществляют полный набор металла для головки, придавая ей форму усеченного конуса, ограниченного с двух сторон секущими плоскостями и имеющего верхнее основание - круг, равный диаметру заготовки. Окончательную формовку головки с опорной сферической поверхностью осуществляют на второй, третьей и четвертой позициях путем постепенного увеличения длины прямоугольника и ограничения ширины (патент РФ №2073581 «Способ безоблойной высадки клеммных болтов для рельсовых скреплений железнодорожных путей», МПК В21K 1/46).There is a method of seamless landing of terminal bolts for rail fastenings of a railway track, including preliminary forming of a head in the form of a truncated cone with two flat faces and final molding of a head with a spherical bearing surface. At the same time, at the stage of preliminary forming of the head, a complete set of metal for the head is carried out, giving it the shape of a truncated cone, bounded on two sides by cutting planes and having an upper base — a circle equal to the diameter of the workpiece. The final molding of the head with a supporting spherical surface is carried out in the second, third and fourth positions by gradually increasing the length of the rectangle and limiting the width (RF patent No. 2073581 “Method for seamlessly landing terminal bolts for rail fastenings of railway tracks”, IPC B21K 1/46).

Недостатки известного технического решения заключаются в том, что при штамповке головка полностью размещается в отверстиях матрицы и деформируется выступами пуансонов, которые входят в отверстие матрицы. Между боковыми стенками отверстия матрицы и выступами пуансона неизбежно наличие зазора, в который затекает металл, образуя осевой облой на торце головки. Наличие осевого облоя снижает качество болтов, а в случаях, когда нормативно-техническая документация на изделия не допускает наличие облоя, требуется дополнительная операция по его удалению.The disadvantages of the known technical solutions are that when stamping the head is completely placed in the holes of the matrix and is deformed by the protrusions of the punches that enter the hole of the matrix. Between the side walls of the hole of the matrix and the protrusions of the punch, there is inevitably a gap in which the metal flows, forming an axial groove at the end of the head. The presence of an axial flange reduces the quality of the bolts, and in cases where the normative and technical documentation for the products does not allow the presence of a flap, an additional operation to remove it is required.

Кроме того, штамповка головки осуществляется в закрытом объеме. В случаях увеличения объема штампуемой головки и отсутствия компенсаторов (в известном способе они не предусмотрены) резко возрастают усилия деформирования, и происходит поломка инструмента.In addition, stamping of the head is carried out in a closed volume. In cases of increasing the volume of the die head and the absence of compensators (in the known method they are not provided), the deformation forces sharply increase, and the tool breaks.

К недостаткам относится также то, что применение операции предварительной высадки перед штамповкой снижает стабильность процесса, так как исходный штампуемый участок заготовки имеет значительную относительную высоту, что при определенных условиях вызывает (потерю устойчивости) продольный изгиб штампуемого участка и образование брака.The disadvantages include the fact that the application of the preliminary upsetting operation before stamping reduces the stability of the process, since the initial stamped section of the workpiece has a significant relative height, which under certain conditions causes (loss of stability) the longitudinal bending of the stamped section and the formation of marriage.

Известен также способ изготовления клеммных болтов за четыре перехода, включающий предварительную штамповку головки болта в виде усеченного конуса на первом переходе, штамповку головки со сферической опорной поверхностью, редуцирование стержня болта под накатку резьбы и обрезку двух граней головки на размер «под ключ», при этом при предварительной штамповке на первом переходе на торце головки формируют цилиндрический участок, диаметр которого составляет 0,95-0,98 от размера головки « под ключ», а высота 0,2-0,3 от высоты головки болта, головку со сферической опорной поверхностью штампуют на втором переходе одновременно с формированием торцевого выступа с поперечным сечением в форме прямоугольника, ширина которого равна размеру головки «под ключ», а высота составляет 0,2-0,3 от высоты головки болта, а обрезку двух граней головки на размер «под ключ» осуществляют на четвертом переходе путем врезания обрезного инструмента в виде пуансона и матрицы со стороны торца головки и со стороны сферической опорной поверхности, при этом используют пуансон с отверстием, в котором располагают торцевой выступ головки, сформированный на втором переходе (Патент РФ №2303502 «Способ изготовления клеммных болтов», МПК В21K 1/48).There is also a known method of manufacturing terminal bolts in four transitions, including pre-stamping of the bolt head in the form of a truncated cone at the first transition, stamping of the head with a spherical bearing surface, reducing the bolt rod to knurling and cutting two faces of the head to the “turnkey” size, while during preliminary stamping at the first transition, a cylindrical section is formed at the end of the head, the diameter of which is 0.95-0.98 of the “turnkey” head size, and the height is 0.2-0.3 of the height of the bolt head, head y with a spherical bearing surface is stamped at the second transition simultaneously with the formation of an end protrusion with a cross-section in the form of a rectangle, the width of which is equal to the size of the turnkey head, and the height is 0.2-0.3 of the height of the bolt head, and the trimming of two faces heads on a “turnkey” size is carried out at the fourth transition by inserting a cutting tool in the form of a punch and a matrix from the side of the head end and from the side of the spherical bearing surface, using a punch with an opening in which m head end protrusion formed on the second transition (RF Patent №2303502 «Method of manufacture of terminal bolts", IPC V21K 1/48).

Однако при изготовлении клеммных болтов данным способом имеет место большой расход металла при обрезке граней головки, который составляет 0,7-0,8 высоты головки. Из-за большой высоты срезаемого слоя металла должны быть обеспечены значительные силы резания, что соответственно снижает стойкость инструмента.However, in the manufacture of terminal bolts in this way, there is a large metal consumption when trimming the faces of the head, which is 0.7-0.8 head heights. Due to the high height of the metal layer being cut, significant cutting forces must be provided, which accordingly reduces the tool life.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления стержневых изделий с головкой прямоугольного сечения, включающий последовательное формирование головки с боковыми гранями, со сферической опорной и торцевой поверхностями за три операции с образованием радиального облоя в зазоре между матрицей и пуансоном на третьей операции и обрезкой облоя на четвертой операции с опиранием головки на обрезную матрицу. При этом боковые поверхности головки, примыкающие к ее торцевой поверхности, формируют в пуансоне и выполняют скругленными или наклонными в сторону торцевой поверхности. Боковые поверхности головки со стороны ее опорной поверхности формируют в матрице либо с углом наклона не более 75°, либо скругленными (патент РФ №2321472 «Способ изготовления стержневых изделий преимущественно со сложной формой головки, имеющей грани», МПК В21K 1/46, В21K 7/10).The closest in technical essence to the present invention is a method of manufacturing rod products with a rectangular head, comprising sequentially forming a head with lateral faces, with a spherical abutment and end surfaces in three operations with the formation of a radial break in the gap between the matrix and the punch in the third operation and trimming flash on the fourth operation with the head resting on the edging matrix. In this case, the side surfaces of the head adjacent to its end surface are formed in a punch and are rounded or inclined toward the end surface. The lateral surfaces of the head from the side of its supporting surface are formed in the matrix either with an inclination angle of not more than 75 ° or rounded (RF patent No. 2321472 "Method for the manufacture of rod products mainly with a complex shape of the head having faces", IPC B21K 1/46, B21K 7 /10).

Недостатком известного технического решения является то, что обрезку головки производят, опирая ее на матрицу поверхностью облоя со стороны опорной поверхности и/или боковой поверхностью головки со стороны опорной поверхности. Однако опирать головку на матрицу и облоем и боковой поверхностью невозможно, так как режущие кромки матрицы расположены в одной плоскости, а начальные точки контакта с матрицей у боковой поверхности и облоя расположены в разных плоскостях. Если опирать головку на матрицу боковой поверхностью головки, то вначале частично обрезается боковая поверхность, а затем срезается облой, что приводит к повышенному расходу металла и снижению стойкости обрезного инструмента.A disadvantage of the known technical solution is that the trimming of the head is carried out by resting it on the matrix with the surface of the flake on the side of the supporting surface and / or the side surface of the head on the side of the supporting surface. However, it is impossible to rest the head on the matrix with both a flap and a side surface, since the cutting edges of the matrix are located in the same plane, and the initial contact points with the matrix at the side surface and the flake are located in different planes. If you lean the head on the matrix with the side surface of the head, then at first the side surface is partially cut, and then the flake is cut off, which leads to increased metal consumption and reduced resistance of the edged tool.

Кроме того, на первой операции по известному способу применяется предварительная высадка головки. При этом производится утолщение стержня болта, часть которого размещена в матрице, а другая часть осаживается пуансоном при свободном течении металла в радиальном направлении. При значительном объеме головки и значительной высоте стержневого участка наблюдается продольный изгиб штампуемого участка, в результате которого образуется брак.In addition, in the first operation according to the known method, a preliminary heading is applied. In this case, the bolt rod is thickened, part of which is placed in the matrix, and the other part is deposited by the punch with free metal flow in the radial direction. With a significant head volume and a significant height of the core section, a longitudinal bending of the stamped section is observed, as a result of which a marriage is formed.

Недостатком является также то, что в известном способе рекомендуется «расстояние между гранями, сформированными на второй операции, перед операцией окончательного формирования головки, выполнять величиной, находящейся в пределах (0,68÷1,1) от расстояния между соответствующими гранями готового изделия». Однако если на второй операции формировать головку с расстоянием между гранями более 1,0 от расстояния между соответствующими гранями готового изделия, то при окончательной штамповке головки на третьей операции значительная часть металла будет срезаться матрицей третьей операции и вытесняться в облой, что приведет к повышенному расходу металла и снижению стойкости штампового инструмента.The disadvantage is that in the known method it is recommended that "the distance between the faces formed in the second operation, before the operation of the final formation of the head, to perform a value within (0.68 ÷ 1.1) from the distance between the corresponding faces of the finished product". However, if in the second operation a head is formed with a distance between the faces of more than 1.0 from the distance between the corresponding faces of the finished product, then during the final stamping of the head in the third operation, a significant part of the metal will be cut off by the matrix of the third operation and be forced into the flask, which will lead to increased metal consumption and reduced durability of the punch tool.

Кроме того, в соответствии с известным способом рекомендуется «толщину облоя выбирать в пределах 0,03-0,8 от наибольшей высоты головки. Однако при толщине облоя, близкой к 0,8 от высоты головки изделия, значительно возрастают отходы металла, существенно снижается стойкость инструмента.In addition, in accordance with the known method, it is recommended that the “thickness of the flap is selected within the range of 0.03-0.8 of the maximum head height. However, when the thickness of the flake is close to 0.8 from the height of the head of the product, metal waste increases significantly, the tool life is significantly reduced.

Технической задачей данного изобретения является снижение расхода металла и снижение металлоемкости головки болта при сохранении высоких его эксплуатационных характеристик и одновременном повышении стойкости инструмента и стабильности процесса штамповки.The technical task of this invention is to reduce metal consumption and metal consumption of the bolt head while maintaining its high operational characteristics and at the same time increasing the tool life and stability of the stamping process.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе штамповки клеммных болтов, включающем последовательное формирование головки с боковыми гранями и сферической опорной поверхностью за три операции с образованием радиального облоя в зазоре между матрицей и пуансоном на третьей операции и обрезку облоя на четвертой операции, на первой операции поперечным выдавливанием формируют головку с цилиндрическим участком и участком в виде усеченного конуса с двумя плоскими гранями, на второй операции формируют головку прямоугольного сечения с углублением на торцевой поверхности в виде призмы, у которой углы наклона боковых граней к торцевой поверхности головки равны 5÷8°, а высота углубления составляет 0,10÷0,15 высоты окончательно сформированной головки, на третьей операции осуществляют окончательную штамповку головки с образованием радиального облоя и формированием углубления на торце в виде четырехгранной усеченной пирамиды, причем высота пирамиды составляет 0,20÷0,30 высоты головки болта, а угол наклона граней к торцевой поверхности в плоскости, проходящей через большую ось симметрии прямоугольника, составляет 25÷35°, а угол наклона в плоскости, проходящей через меньшую ось симметрии прямоугольника, составляет 80÷85°.The stated technical problem is solved in that in the known method of stamping terminal bolts, comprising sequentially forming a head with lateral faces and a spherical bearing surface in three operations with the formation of a radial flange in the gap between the die and the punch in the third operation and trimming the flap in the fourth operation, in the first operations by transverse extrusion form a head with a cylindrical section and a section in the form of a truncated cone with two flat faces, in the second operation form the head straight cross section with a recess on the end surface in the form of a prism, in which the angles of inclination of the side faces to the end surface of the head are 5 ÷ 8 °, and the height of the recess is 0.10 ÷ 0.15 of the height of the finally formed head, in the third operation, the die is finally stamped with the formation of a radial flake and the formation of a recess on the end face in the form of a tetrahedral truncated pyramid, the pyramid height being 0.20 ÷ 0.30 the height of the bolt head, and the angle of inclination of the faces to the end surface in the plane passing through the large axis of symmetry of the rectangle, is 25 ÷ 35 °, and the angle of inclination in the plane passing through the smaller axis of symmetry of the rectangle is 80 ÷ 85 °.

Способ штамповки клеммных болтов иллюстрируется графическими материалами, где:The method of stamping terminal bolts is illustrated in graphic materials, where:

на фиг.1 показана схема технологического процесса штамповки клеммного болта;figure 1 shows a diagram of the technological process of stamping a terminal bolt;

на фиг.2 изображено положение заготовки и инструмента в начальный и конечный моменты операции поперечного выдавливания;figure 2 shows the position of the workpiece and tool at the initial and final moments of the operation of transverse extrusion;

на фиг.3 - сечение по А-А на фиг.1;figure 3 is a section along aa in figure 1;

на фиг.4 - сечение по Б-Б на фиг.1.figure 4 is a section along BB in figure 1.

Способ штамповки клеммных болтов осуществляется следующим образом. Исходную цилиндрическую заготовку 1 подают на первую позицию штамповки, где поперечным выдавливанием формируют головку с цилиндрическим участком 2 и участком в виде усеченного конуса 3 с двумя плоскими гранями 4 (фиг.1). При этом на начальном этапе поперечного выдавливания (фиг.2) подпружиненный относительно ползуна пресса корпус 5 пуансона отверстием одевают на заготовку 1 и упирают в торцевую поверхность матрицы 6. При дальнейшем ходе ползуна пресса сердечником 7 пуансона осуществляют поперечное выдавливание штампуемого участка заготовки с формированием головки с цилиндрическим 2 и коническим 3 участками.The method of stamping terminal bolts is as follows. The initial cylindrical billet 1 is fed to the first stamping position, where a head with a cylindrical section 2 and a section in the form of a truncated cone 3 with two flat faces 4 is formed by transverse extrusion (Fig. 1). In this case, at the initial stage of transverse extrusion (Fig. 2), the punch body 5 spring-loaded with respect to the press slide is put on the workpiece 1 with a hole and abut against the end surface of the die 6. In the further course of the press slide, the punched core 7 transversely extrudes the stamped section of the workpiece with the formation of a head with cylindrical 2 and conical 3 sections.

При обратном ходе ползуна пуансон отводят, заготовку выталкивают из матрицы 6 и переносят на вторую позицию штамповки, где формируют головку 8 прямоугольного сечения с углублением на торцевой поверхности в виде призмы 9, высота углубления составляет 0,10÷0,15 высоты окончательно сформированной головки, а углы γ наклона боковых граней к торцевой поверхности равны 3÷5°.During the reverse stroke of the slider, the punch is withdrawn, the workpiece is ejected from the die 6 and transferred to the second stamping position, where a rectangular head 8 is formed with a recess on the end surface in the form of a prism 9, the height of the recess is 0.10 ÷ 0.15 of the height of the finally formed head, and the angles γ of the inclination of the side faces to the end surface are 3 ÷ 5 °.

На третьей операции осуществляют окончательную штамповку головки 10 с образованием радиального облоя 11 и формированием углубления 12 на торце в виде четырехгранной усеченной пирамиды (фиг.3), причем высота пирамиды составляет 0,20÷0,30 высоты головки болта Н, а угол наклона α граней к торцевой поверхности в плоскости, проходящей через большую ось симметрии прямоугольника, составляет 25÷35°, а угол наклона β в плоскости, проходящей через меньшую ось симметрии прямоугольника, составляет 80÷85°. На четвертой операции обрезают облой 11 на отштампованной головке 10 и редуцируют участок 13 стержня под накатку резьбы.In the third operation, the final stamping of the head 10 is carried out with the formation of a radial flake 11 and the formation of a recess 12 at the end in the form of a tetrahedral truncated pyramid (Fig. 3), the height of the pyramid being 0.20 ÷ 0.30 of the height of the bolt head H, and the angle of inclination α faces to the end surface in the plane passing through the major axis of symmetry of the rectangle is 25 ÷ 35 °, and the angle of inclination β in the plane passing through the smaller axis of symmetry of the rectangle is 80 ÷ 85 °. In the fourth operation, the flange 11 is cut off on the stamped head 10 and the portion of the rod 13 under the knurling of the thread is reduced.

Применение на первом переходе операции поперечного выдавливания, когда подпружиненный корпус пуансона одевается на заготовку, упирается в торец матрицы и останавливается, а движущийся сердечник пуансона вытесняет металл из отверстия корпуса пуансона в отверстие матрицы, формируя головку в виде усеченного конуса с двумя плоскими гранями, обеспечивает высокую устойчивость деформируемого участка заготовки и исключает продольный изгиб, что повышает стабильность процесса штамповки и снижает вероятность образования брака.The use of the transverse extrusion operation at the first transition, when the spring-loaded punch body is put on the workpiece, rests on the end face of the matrix and stops, and the moving core of the punch displaces the metal from the hole of the punch body into the hole of the matrix, forming a head in the form of a truncated cone with two flat faces, provides high the stability of the deformable section of the workpiece and eliminates longitudinal bending, which increases the stability of the stamping process and reduces the likelihood of marriage.

Для определения рациональной формы и размеров головок, формируемых на второй и третьей операциях, проведена серия экспериментов, результаты которых представлены в таблице.To determine the rational shape and size of the heads formed in the second and third operations, a series of experiments was carried out, the results of which are presented in the table.

ТаблицаTable Результаты экспериментовExperiment Results Элемент головкиHead element Высота элементаElement Height Углы наклона гранейFacet Angles Результатыresults γ=4°γ = 4 ° Большой радиальный облой у окончательно сформированной головкиLarge radial envelope at the finally formed head h2=0,05 Нh 2 = 0.05 N γ=5°γ = 5 ° γ=8°γ = 8 ° γ=9°γ = 9 ° Призма второго переходаPrism of the second transition γ=4°γ = 4 ° h2=0,10 Hh 2 = 0.10 H γ=5°γ = 5 ° Болты соответствуют требованиям ГОСТBolts comply with GOST γ=8°γ = 8 ° γ=9°γ = 9 ° Торцевая поверхность окончательно сформированной головки неровнаяThe end surface of the finally formed head is uneven γ=4°γ = 4 ° Большой радиальный облой у окончательно сформированной головкиLarge radial envelope at the finally formed head h2=0,15 Hh 2 = 0.15 H γ=5°γ = 5 ° Болты соответствуют требованиям ГОСТBolts comply with GOST γ=8°γ = 8 ° γ=9°γ = 9 ° Торцевая поверхность окончательно сформированной головки неровнаяThe end surface of the finally formed head is uneven γ=4°γ = 4 ° h2=0,20 Нh 2 = 0.20 N γ=5°γ = 5 ° γ=8°γ = 8 ° γ=9°γ = 9 ° Усеченная пирамида четвертого переходаTruncated Pyramid of the Fourth Transition α=20°α = 20 ° Плохое заполнение углов прямоугольникаPoor rectangle corner filling h3=0,15 Hh 3 = 0.15 H α=25°α = 25 ° α=35°α = 35 ° α=40°α = 40 ° α=20°α = 20 ° h3=0,20 Hh 3 = 0.20 H α=25°α = 25 ° Болты соответствуют требованиям ГОСТBolts comply with GOST α=35°α = 35 ° α=40°α = 40 ° Плохое заполнение углов прямоугольникаPoor rectangle corner filling α=20°α = 20 ° h3=0,30 Hh 3 = 0.30 H α=25°α = 25 ° Болты соответствуют требованиям ГОСТBolts comply with GOST α=35°α = 35 ° α=40°α = 40 ° Разрушение головки при испытаниях болтов на разрывDestruction of the head during testing of bolts for breaking α=20°α = 20 ° h3=0,35 Hh 3 = 0.35 H α=25°α = 25 ° α=35°α = 35 ° α=40°α = 40 °

На основании анализа экспериментальных данных установлено, что наиболее хорошие результаты обеспечиваются:Based on the analysis of experimental data, it was found that the best results are provided:

- при формировании на втором переходе на торце головки углубления в виде призмы, при этом высота углубления составляет 0,10÷0,15 высоты окончательно сформированной головки, а углы наклона боковых граней призмы к торцевой поверхности головки γ=5÷8°;- when forming a recess in the form of a prism at the second transition at the end of the head, the height of the recess is 0.10 ÷ 0.15 of the height of the finally formed head, and the angles of inclination of the side faces of the prism to the end surface of the head γ = 5 ÷ 8 °;

- при окончательной штамповке головки на третьем переходе с формированием углубления на торце в виде четырехгранной усеченной пирамиды, высота которой составляет 0,20÷0,30 высоты головки болта, а угол наклона граней к торцевой поверхности в плоскости, проходящей через большую ось симметрии прямоугольника α=25÷35°.- during the final stamping of the head at the third transition with the formation of a recess on the end face in the form of a tetrahedral truncated pyramid, the height of which is 0.20 ÷ 0.30 of the height of the bolt head, and the angle of inclination of the faces to the end surface in a plane passing through the major axis of symmetry of the rectangle α = 25 ÷ 35 °.

Угол β наклона граней усеченной пирамиды в плоскости, проходящей через меньшую ось симметрии прямоугольника, выбран в пределах 80÷85° на основании следующих факторов. При β менее 80° увеличивается металлоемкость головки болта, а при β более 85° происходит залипание отштампованной головки на пуансоне.The angle β of the inclination of the faces of the truncated pyramid in the plane passing through the smaller axis of symmetry of the rectangle is selected within 80 ÷ 85 ° based on the following factors. At β less than 80 °, the metal consumption of the bolt head increases, and at β more than 85 °, the stamped head sticks to the punch.

Предлагаемое техническое решение опробовано при изготовлении опытной партии клеммных болтов для рельсовых скреплений железнодорожного пути М 22×75 по ГОСТ 16016-79. Штамповка осуществлялась на четырехпозиционном автомате-комбайне КА-74 (фирма «Malmedi», Германия). Цилиндрическая заготовка диаметром 12,5 мм и длиной 110 мм, отрезанная от калиброванного бунтового металла (сталь 20), подавалась на первую позицию штамповки, где поперечным выдавливанием формировалась головка с торцевым цилиндрическим участком и участком в виде усеченного конуса с двумя плоскими гранями, расстояние между которыми - 20 мм. На второй позиции штамповалась головка со сферической опорной поверхностью (радиус сферы - 27 мм) и поперечным сечением в виде прямоугольника длиной 42 мм и шириной 24 мм. При этом на торце головки формировалось углубление в виде призмы, у которой высота 2 мм, а углы наклона боковых граней к торцевой поверхности γ равны 6°. На третьей позиции осуществлялась окончательная штамповка головки прямоугольного сечения (длина прямоугольника 47 мм, ширина 28 мм) с образованием радиального облоя и формированием углубления на торце в виде четырехгранной усеченной пирамиды. Высота пирамиды - 5 мм, угол наклона α граней к торцевой поверхности в плоскости, проходящей через большую ось симметрии прямоугольника - 30°, а угол наклона β в плоскости, проходящей через меньшую ось симметрии прямоугольника - 83°. На четвертой позиции редуцировался участок стержня под накатку резьбы (диаметр 20,21 мм) и обрезался облой. Отштампованная заготовка подавалась в накатное устройство автомата-комбайна, где плоскими плашками накатывалась резьба М22. Процесс протекал стабильно. Проведенные испытания показали, что по механическим свойствам (разрушающая нагрузка Рр=135 кН, предел прочности σв=421 МПа) отштампованные клеммные болты М22×75 полностью соответствуют требованиям нормативно-технической документации для болтов класса прочности 4.8 (ГОСТ 1759.4-87). Формируемая на торце головки болта лунка в виде усеченной пирамиды с вышеуказанными размерами не ухудшает эксплуатационные свойства изделий.The proposed technical solution was tested in the manufacture of an experimental batch of terminal bolts for rail fastenings of the railway track M 22 × 75 in accordance with GOST 16016-79. Stamping was carried out on a four-position automatic machine-harvester KA-74 (firm "Malmedi", Germany). A cylindrical billet with a diameter of 12.5 mm and a length of 110 mm, cut off from calibrated riot metal (steel 20), was fed to the first stamping position, where a head with a cylindrical end section and a section in the form of a truncated cone with two flat faces was formed by transverse extrusion which - 20 mm. In the second position, a head was stamped with a spherical bearing surface (sphere radius - 27 mm) and a cross section in the form of a rectangle 42 mm long and 24 mm wide. At the same time, a recess in the form of a prism was formed at the end of the head, with a height of 2 mm and the angles of inclination of the side faces to the end surface γ of 6 °. In the third position, the final stamping of the head of a rectangular section (rectangle length 47 mm, width 28 mm) was carried out with the formation of a radial flash and the formation of a recess at the end in the form of a tetrahedral truncated pyramid. The height of the pyramid is 5 mm, the angle of inclination of the α faces to the end surface in the plane passing through the major axis of symmetry of the rectangle is 30 °, and the angle of inclination β in the plane passing through the smaller axis of symmetry of the rectangle is 83 °. In the fourth position, the portion of the rod under the knurling of the thread (diameter 20.21 mm) was reduced and the flashing was cut off. The stamped billet was fed into the rolling device of the machine-harvester, where the M22 thread was rolled with flat dies. The process was stable. The tests showed that the mechanical properties (breaking load Р р = 135 kN, tensile strength σ в = 421 MPa) stamped terminal bolts М22 × 75 fully comply with the requirements of the normative and technical documentation for bolts of strength class 4.8 (GOST 1759.4-87). The hole formed at the end of the head of the bolt in the form of a truncated pyramid with the above dimensions does not impair the operational properties of the products.

Таким образом, предлагаемое техническое решение без снижения эксплуатационных свойств болта позволит значительно снизить расход металла и повысить стойкость инструмента за счет уменьшения облоя и снижения металлоемкости головки болта. А за счет исключения продольного изгиба штампуемого участка заготовки обеспечит стабильность технологического процесса.Thus, the proposed technical solution without reducing the operational properties of the bolt will significantly reduce metal consumption and increase tool life by reducing burr and reducing the metal consumption of the bolt head. And by eliminating the longitudinal bending of the stamped section of the workpiece, it will ensure the stability of the process.

Claims (1)

Способ штамповки клеммных болтов, включающий последовательное формирование головки с боковыми гранями и сферической опорной поверхностью за три операции с образованием радиального облоя в зазоре между матрицей и пуансоном на третьей операции и обрезку облоя на четвертой операции, отличающийся тем, что на первой операции поперечным выдавливанием формируют головку с цилиндрическим участком и участком в виде усеченного конуса с двумя плоскими гранями, на второй операции формируют головку прямоугольного сечения с углублением на торцевой поверхности в виде призмы, у которой углы наклона боковых граней к торцевой поверхности головки равны 5÷8°, а высота углубления составляет 0,10÷0,15 высоты окончательно сформированной головки болта, на третьей операции осуществляют окончательную штамповку головки с образованием радиального облоя и формированием углубления на торце в виде четырехгранной усеченной пирамиды, причем высота пирамиды составляет 0,20÷0,30 высоты головки болта, угол наклона граней к торцевой поверхности в плоскости, проходящей через большую ось симметрии прямоугольника, составляет 25÷35°, а угол наклона граней к торцевой поверхности в плоскости, проходящей через меньшую ось симметрии прямоугольника, составляет 80÷85°. A method of stamping terminal bolts, comprising sequentially forming a head with lateral faces and a spherical abutment surface in three operations with the formation of a radial flange in the gap between the die and the punch in the third operation and trimming the flap in the fourth operation, characterized in that the head is formed by transverse extrusion by transverse extrusion with a cylindrical section and a section in the form of a truncated cone with two flat faces, in the second operation, a rectangular head with a recess on the end face is formed surface in the form of a prism, in which the angles of inclination of the side faces to the end surface of the head are 5 ÷ 8 °, and the height of the recess is 0.10 ÷ 0.15 of the height of the finally formed head of the bolt, in the third operation, the die is finally stamped with a radial flake and the formation of a recess at the end in the form of a tetrahedral truncated pyramid, and the height of the pyramid is 0.20 ÷ 0.30 of the height of the bolt head, the angle of inclination of the faces to the end surface in a plane passing through the large axis of symmetry nika is 25 ÷ 35 °, and the angle of inclination of the faces of the end surface in a plane passing through the lower axis of symmetry of the rectangle is 80 ÷ 85 °.
RU2011140549/02A 2011-10-05 2011-10-05 Method of forging terminal bolts RU2478451C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011140549/02A RU2478451C1 (en) 2011-10-05 2011-10-05 Method of forging terminal bolts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011140549/02A RU2478451C1 (en) 2011-10-05 2011-10-05 Method of forging terminal bolts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2478451C1 true RU2478451C1 (en) 2013-04-10

Family

ID=49152236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011140549/02A RU2478451C1 (en) 2011-10-05 2011-10-05 Method of forging terminal bolts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478451C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561576C1 (en) * 2014-02-06 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Flash-free upsetting of terminal bolts for tail joints
RU2755786C1 (en) * 2020-12-08 2021-09-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for manufacturing terminal bolts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4118113C2 (en) * 1991-06-03 1994-02-24 Joachim Dr Ing Stibbe Process for reworking and refurbishing hook bolts
RU2011462C1 (en) * 1993-01-25 1994-04-30 Акционерное общество закрытого типа - Предприятие "Рубикон" Method for forming relief surface of thin blank
RU2303502C1 (en) * 2006-08-28 2007-07-27 Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский Метизно-Калибровочый Завод "Ммк-Метиз" Clamp bolts manufacturing method
RU2321472C2 (en) * 2005-02-21 2008-04-10 Вячеслав Николаевич Драпеко Method for producing rod articles, mainly with complex shape of head having facets

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4118113C2 (en) * 1991-06-03 1994-02-24 Joachim Dr Ing Stibbe Process for reworking and refurbishing hook bolts
RU2011462C1 (en) * 1993-01-25 1994-04-30 Акционерное общество закрытого типа - Предприятие "Рубикон" Method for forming relief surface of thin blank
RU2321472C2 (en) * 2005-02-21 2008-04-10 Вячеслав Николаевич Драпеко Method for producing rod articles, mainly with complex shape of head having facets
RU2303502C1 (en) * 2006-08-28 2007-07-27 Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский Метизно-Калибровочый Завод "Ммк-Метиз" Clamp bolts manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561576C1 (en) * 2014-02-06 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Flash-free upsetting of terminal bolts for tail joints
RU2755786C1 (en) * 2020-12-08 2021-09-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for manufacturing terminal bolts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100513002C (en) Steel ball cold heading technique and steel ball cold header
TWI541085B (en) Tool and punching method for punching steel plate
CN107537966A (en) The shaping dies and its processing technology of a kind of valley road forging
KR101245228B1 (en) manufacturing method of big size ball using a ball-valve
RU2478451C1 (en) Method of forging terminal bolts
RU2303502C1 (en) Clamp bolts manufacturing method
DE102010011711B4 (en) Method and device for chipless production of connecting, fastening or closing elements of metal with external thread
CN104785693B (en) Complicated I shape connector forging and forming technology
RU2265494C1 (en) Method for making flanged bolt with shaped head
CN103639219B (en) A kind of once-forming method obtaining high-strength low carbon steel round head rivet
RU2449853C1 (en) Method of producing wheel nut
RU2443495C2 (en) Method of producing article of door fastener type
RU2652331C1 (en) Method of manufacturing ball-shaped studs
RU2755787C1 (en) Method for manufacturing door holder type product
RU2759281C1 (en) Method for manufacturing semi-hollow rod step parts
RU2532709C1 (en) Fabrication of billets of hollow axially symmetric parts with tapered bottom operated at high pressure
JPS63235040A (en) Manufacture of bolt having angular head part
CN114147159A (en) Forging process for improving overall mechanical property of large-scale flat head forging
RU2326749C1 (en) Method of long-length blanks forging
RU2755786C1 (en) Method for manufacturing terminal bolts
RU2561576C1 (en) Flash-free upsetting of terminal bolts for tail joints
RU2071863C1 (en) Method of manufacturing heads of wrenches
RU2628596C1 (en) Forming system of axisymmetric parts with elongated axis
RU2635495C1 (en) Method for producing rod-type articles with hexagonal head
US1555925A (en) Method of manufacturing bolts