Болтопрокатный станок и резьбонакатный станок: соответствие процесса и продукта

Термины «болторезная прокатка » и « резьбонакатка » могут показаться взаимозаменяемыми, но машины, области применения и производственные требования, стоящие за ними, могут сильно различаться. Выбор, основанный только на терминологии, может привести к тому, что вы получите оборудование, которое плохо соответствует размеру вашего болта, объему производства или требуемому профилю резьбы.

В этом руководстве вы увидите, чем накатка болтов отличается от обычной накатки резьбы, где эти процессы пересекаются и для чего предназначена каждая машина . В результате у вас будет более четкая основа для оценки характеристик оборудования и выбора решения для прокатки, соответствующего вашему продукту, а не только описание каталога поставщика.

Что на самом деле представляет собой накатывание резьбы

Накатка резьбы – это процесс холодной штамповки. Вместо того, чтобы использовать токарный станок или метчик для обработки резьбы в заготовке, закаленные штампы сжимают и выталкивают материал наружу и внутрь до тех пор, пока не будет создана форма резьбы. Металл не снимается; он просто преобразуется под воздействием штампов.

Есть две распространенные установки, с которыми вы столкнетесь:

• Прокатка плоской матрицы: заготовка катится между двумя плоскими рифлеными матрицами, одной неподвижной, а другой подвижной. Это характерно для более коротких пробегов и меньших диаметров.

• Цилиндрическая (круглая) прокатка штампов: заготовка проходит между двумя или тремя вращающимися цилиндрическими штампами, что подходит для непрерывного производства в больших объемах.

Преимущество свойств материала – это то, что делает эту технику возможной в первую очередь. Поскольку матрицы сжимают металл, а не разрезают его, рисунок зерен стали повторяет форму резьбы, а не прорезается ею.

Полученное сочетание непрерывного потока зерна и эффекта наклепа в процессе холодной обработки обеспечивает повышение усталостной прочности и прочности на сдвиг накатанной резьбы по сравнению с нарезанной резьбой того же номинального диаметра.

Накатка резьбы является основным методом изготовления болтов, винтов, шпилек и других крепежных изделий диаметром и длиной от нескольких миллиметров до нескольких дюймов. Его можно найти в использовании везде, где необходимо быстро и надежно изготовить резьбовые детали.

Чем отличается машина для прокатки болтов

Скальные болты, также известные как анкерные болты или фрикционные болты, представляют собой удлиненные стальные стержни с ребристыми поверхностями или поверхностями с непрерывной резьбой, предназначенные для встраивания в горные породы для их укрепления. Применение анкерных болтов можно наблюдать при креплении кровли туннелей, шахтных стволов и конструкций стен выемок. В общем, анкерные болты являются несущими элементами: если один из них выходит из строя, вы имеете дело с инцидентом, связанным с безопасностью, а не с гарантийной проблемой.

Следует отметить, что все различия в конструкции машин вызваны различием назначения этих двух типов крепежных изделий. В отличие от обычных болтов, анкерные болты могут достигать длины от 1 до 6 метров и большего диаметра, а также требуют оребрения или резьбы по всей длине стержня.

Машина для прокатки анкерных болтов построена с учетом нескольких требований, для которых ролики с резьбой крепежа никогда не предназначались:

• Перемещение длинных прутков: рельсовые направляющие и многоточечная система поддержки, предотвращающая биение и прогиб во время процесса формовки.

• Формование непрерывной длины: конфигурации роликов и штампов, которые позволяют формовать ребра или рисунок резьбы по всей длине прутка.

• Более тяжелые узлы роликов и шпинделей: способны обрабатывать заготовки большего диаметра и, как следствие, повышать давление формовки.

• Совместимость с деформированными профилями: большая часть производимых анкеров имеет рисунок ребер, похожий на арматурный стержень, вместо традиционной резьбы.

Характеристики, которые в конечном итоге действительно важны для клиентов: равномерное оребрение/резьба по всей длине прутка, выпрямление прутка после прокатки и высокая прочность на растяжение.

Прямое сравнение

Болтопрокатный станок и резьбонакатный станок: основные отличия

Различия в процессах

Это так, потому что запас варьируется. Распределение силы, время, проведенное в зоне штампа, и количество необходимых проходов зависят от размера и диаметра заготовки. Короткая заготовка, такая как заготовки для крепежа, требует быстрого прохождения матрицы при меньших усилиях.

Длинный приклад, такой как анкерный стержень, требует равномерного приложения усилий на большем расстоянии; следовательно, это причина, по которой прокатка анкерных болтов обычно выполняется с использованием многоклетевых или прогрессивных методов прокатки.

Различия в продуктах и ​​допусках

Накатка резьбы крепежных изделий основана на точных и строгих спецификациях относительно размеров резьбы (стандарты ISO и ANSI в соответствии с рынком), в то время как основной целью является повторяемость в больших объемах производства.

Прокатка анкерных болтов требует точности в отношении глубины и шага ребер, но прямолинейность и равномерный предел текучести по длине стержня не менее, если не более важны, поскольку это элементы конструкции.

Различия в конструкции машин и инвестициях

С позиции покупателя разница становится серьезной. Анкерные болты требуют больших капиталовложений и занимают больше места, чем ролик с резьбой для крепежа.

Некоторые производители пытаются выполнить обе задачи на одной машине. Обычно это впоследствии приводит к проблемам, таким как снижение скорости линии, ускоренный износ инструментов или ухудшение качества во время длительных тиражей. Если в вашем портфеле продуктов требуются оба продукта, разумно получить оценку двух выделенных машин.

Где два процесса перекрываются

Здесь тоже есть некоторые сходства. Как можно видеть, обе операции относятся к семейству процессов холодной штамповки и, следовательно, имеют одинаковые преимущества по сравнению с операцией резания — лучшее сопротивление усталости благодаря непрерывному потоку зерна, отсутствие отходов в результате образования стружки и более высокое время цикла по сравнению с обработкой эквивалентной резьбы.

Кроме того, оба сильно зависят от точности выравнивания штампа; это ключевой фактор качества в каждой из операций. Кроме того, обе операции очень зависят от качества исходного материала; любые изменения в диаметре стержня или его поверхности приведут к браку продукции.

Это важно для того, как вы должны думать о решении: дело не в том, «какая технология лучше»; вопрос в том, «какая машина подходит для данной детали». Основополагающий принцип формования — это та же самая группа процессов; просто исполнение масштабируется совсем по-другому.

Как выбрать подходящую машину для вашей линейки продуктов

Начинайте с детали, а не с машины

Прежде чем просмотреть одну спецификацию, определите:

• Диапазон длины и диаметра прутка: что вы на самом деле загружаете в машину?

• Требование к покрытию: нужна ли готовая деталь с резьбой по всей длине или ребристым рисунком или только с коротким участком резьбы?

• Требования к нагрузке и безопасности: для строительных и горнодобывающих предприятий предъявляются иные требования к обеспечению качества и сертификации, чем к коммерческим крепежным изделиям.

Объем производства и скорость линии

Крупные партии мелкого крепежа и небольшие объемы, но более ценные длинные стержни представляют собой две совершенно разные бизнес-модели. Время, необходимое для переналадки, и стоимость оснастки за один проход по-разному повлияют на ваши затраты на единицу продукции в зависимости от объемов, поэтому лучше подсчитать цифры для вашего конкретного портфеля продуктов, а не полагаться на предпосылку, что скорость всегда лучше.

Материальные соображения

Сталь, используемая для анкеров, как правило, имеет более высокую прочность на разрыв, в то время как в некоторых случаях для анкеров используется полый стержень. Это более ограниченный набор материалов, чем те, которые используются в стандартных крепежных изделиях. Более твердые или прочные материалы имеют тенденцию изнашивать инструменты быстрее, и это по-разному влияет на жизненный цикл и обслуживание инструментов в двух технологиях.

Будущая гибкость продукта

Подумываете о дальнейшем расширении производства геотехнической или горнодобывающей продукции? Возможно, стоит задуматься уже сейчас о выборе оборудования. Возможно, сейчас имеет смысл инвестировать в более мощное и гибкое оборудование, а не в специальную линию крепежа, которую вы перерастете.

Если ваша дорожная карта остается в пределах территории крепежа или общей продукции, полученной методом рулонной штамповки, стоит пересмотреть существующую линейку машин для холодной прокатки BMS Group и более широкий каталог продукции на предмет смежных потребностей в формовке, от линий прогонов и стоек до оборудования для структурных профилей.

Распространенные ошибки покупателей

Основные ошибки в спецификациях обычно случаются, когда покупатели оценивают прокатный станок как отдельное оборудование, а не как часть процесса производства анкерных болтов. Для изготовления длинных и тяжелых анкерных болтов станок должен соответствовать размерам заготовки, геометрии резьбы, объему производства и требуемой точности готовой детали.

• Предположим, что стандартный резьбонакатный станок подходит для длинных болтов: обычные резьбонакатные ролики могут быть рассчитаны на более короткие крепежные детали и детали различной геометрии. Для длинного анкерного болта может потребоваться большая рабочая длина, более прочная опора и конфигурация качения, разработанная специально для данного применения.

• Игнорирование прямолинейности прутка и постоянства размеров: штампы всегда соответствуют существующей геометрии заготовки. Если стержень погнут, неравномерен по диаметру или имеет плохое качество, резьба не будет точной. Прежде чем принять решение о выборе машины, установите допуск на прямолинейность и качество сырья.

• Сравнивая машины только по закупочной цене: Рассматривая машины только по их стоимости: более дешевая машина не означает более дешевое производство. Сравните скорость прокатки, количество лома, срок службы инструментов, энергопотребление, трудоемкость и способность машины производить качественные анкерные болты.

• Не обращая внимания на смену штампов и оснастки: если вы производите анкерные болты разных диаметров, длин и профилей, это становится затратами вашего производственного цикла. Узнайте, как производится замена штампов, сколько времени это занимает и какую продукцию можно производить на конкретном станке.

• Определение станка перед определением готового болта: начните с фактических характеристик анкерных болтов — диаметр стержня, длина болта, длина резьбы, форма резьбы, марка материала и объем выпускаемой продукции. Прокатное оборудование должно выбираться в соответствии с этими характеристиками, а не наоборот.

Последние слова

Правильный процесс сводится к детали перед вами: ее длине, диаметру, требованиям к покрытию и тому, насколько она выдерживает нагрузку. Накатка резьбы выигрывает по скорости и объёму у стандартных креплений. Прокат болтов выигрывает там, где стержень длинный, силы являются структурными, а прямолинейность и предел текучести имеют такое же значение, как и точность резьбы.

Если ваша производственная линия находится в более широком пространстве холодного формования, от прогонов и профилей шпилек до структурных компонентов, полученных методом прокатки, стоит взглянуть на ассортимент продукции BMS Group и производственный опыт , и их команда может помочь вам понять, какой подход к формованию действительно подходит для вашей детали, прежде чем вы вложите капитал в неподходящую машину.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между накаткой резьбы и прокаткой болтов?

Накатка резьбы — это общий производственный процесс, при котором в крепежных изделиях создается стандартная винтовая резьба, тогда как накатка болтов представляет собой надежное и специфическое применение процесса накатки резьбы, предназначенное для наземной поддержки при горнодобывающих и туннельных работах.

Может ли одна машина выполнять как накатку резьбы, так и накатку болтов?

Да, один надежный гидравлический резьбонакатный станок может использоваться как для стандартной резьбонакатки, так и для накатки болтов.

Какие марки стали используются для изготовления анкерных болтов?

Анкерные болты изготавливаются из углеродистых и легированных сталей, которые используются из-за экономичности и высокой прочности на растяжение. Они также изготавливаются из конструкционных сталей в зависимости от применения и окружающей среды. Кроме того, они изготовлены из нержавеющей стали из-за ее высокой коррозионной стойкости.

Почему поток зерен важен для резьбы, полученной холодной штамповкой?

Поток зерен становится очень важным в холоднодеформированных (накатанных) резьбах, поскольку он остается непрерывным и непрерывным по профилю резьбы. Поток зерна имеет значение, поскольку он обеспечивает непрерывную структуру, более высокую прочность и лучшую сопротивляемость усталости, предотвращая распространение трещин при тяжелых циклических или повторяющихся нагрузках. Он также обеспечивает сжатие поверхности, защищая крепеж от износа и разрушения.

Какова длина типичного каменного болта?

Типичный анкер, используемый при подземных горных работах и ​​прокладке туннелей, имеет длину от 2 до 3 метров (от 6,5 до 10 футов).