Практически все машины на планете требуют болтов/гаек для работы; следовательно, это касается и производителей, и не только. Большинство товаров считаются сырьевыми, закупаемыми у любого поставщика по минимально возможной цене, но они вовсе не обязательно должны быть сырьевыми, поскольку во многих случаях такая стратегия работает нормально.
Однако для высоконадежных систем (космических аппаратов, медицинских устройств, гоночных двигателей) использование крепежа стандартного класса может привести к отказам сборок из-за: срыва резьбы (несоосность); неправильной сборки (принудительное воздействие на работу узла); катастрофического разрушения (невозможность работы отдельного компонента в составе более крупной системы) и т.д., по причинам, таким как: некачественно изготовленные или слабые шпиндели/головки, которые неправильно подходят при использовании на конкретных компонентах и т.п.
В Falcon CNC Swiss мы специализируемся на производстве прецизионного крепежа для требовательных отраслей, где качество не может быть скомпрометировано. Это руководство охватывает основные методы производства болтов и гаек, объясняет, когда целесообразно выбирать CNC и швейцарскую обработку, детально описывает выбор материалов для различных применений и предоставляет контрольный список для выбора подходящего производителя болтов и гаек для вашего проекта.
Производство прецизионного крепежа относится к изготовлению болтов, гаек, винтов и связанных компонентов с жесткими допусками, высококачественной поверхностной отделкой и стабильными механическими свойствами. Эти крепежные изделия предназначены для удовлетворения конкретных требований к производительности, которые выходят далеко за рамки стандартных серийных компонентов.
В то время как многие компании по производству гаек и болтов в основном полагаются на холодную высадку и накатку резьбы для массового производства, для прецизионных применений часто требуется опыт CNC-производителя болтов. Для сложных геометрий, таких как стопорные гайки с внутренней резьбой, резьбовые шпильки с хвостовиками и нестандартные болты со специальными типами шлицев, CNC-точение и CNC-фрезерование обеспечивают точность и гибкость конструкции, которые недоступны другим процессам.
Швейцарские с механической обработкой болты и гайки представляют собой высший уровень производства прецизионного крепежа. Токарные станки швейцарского типа используют направляющую втулку, которая поддерживает прутковый материал очень близко к точке резания, устраняя прогиб и позволяя изготавливать длинные тонкие компоненты с исключительной соосностью между критическими элементами.
Болты и гайки могут быть изготовлены с использованием нескольких различных производственных процессов. Каждый метод имеет свои сильные стороны, ограничения и стоимостные соображения.
Холодное формование или холодная высадка является одним из наиболее эффективных способов массового производства стандартных болтов и гаек с использованием скоростных высадочных автоматов для формовки металла при комнатной температуре. Стоимость инструмента для холодной высадки обычно составляет от $2000 до $6000, что экономически оправдано только при очень больших объемах производства; этот процесс лучше всего подходит для простых геометрий, где применяются принятые стандартные размеры и умеренные допуски.
Горячая ковка используется для крупногабаритных или высокопрочных крепежных изделий и нагревает заготовку перед ковкой. В основном используется для тяжелого промышленного и строительного применения, горячая ковка требует значительного времени на настройку и работает только для относительно простых форм.
CNC-точение является основным методом производства для мелких/средних партий нестандартных болтов и гаек, которые должны изготавливаться с более высоким уровнем точности. Процесс создает готовые компоненты с использованием стационарных режущих инструментов на вращающихся деталях для достижения точных спецификаций размеров и форм резьбы. Преимущество CNC-точения заключается в очень высокой точности, низкой стоимости инструмента и возможности вносить изменения в конструкцию без необходимости приобретения нового инструмента.
CNC-фрезерование добавляет дополнительные возможности для производства головок болтов повышенной сложности, специальных типов шлицев и точных элементов гаек. Использование многоосевых обрабатывающих центров позволяет создавать сложные геометрии, которые невозможно получить точением или формованием.
Многие прецизионные крепежные изделия подвергаются накатке резьбы после точения или холодного формования. Этот процесс вытесняет материал для образования резьбы вместо ее нарезания, что дает более прочный и устойчивый к усталости профиль резьбы. Кроме того, поверхности, подвергнутые накатке резьбы, имеют более гладкую отделку, чем нарезанные резьбы.
Токарные станки с ЧПУ швейцарского типа не имеют себе равных в производстве прецизионных компонентов, которые должны соответствовать самым жестким допускам, особенно при изготовлении мелких деталей, таких как винты для медицинских имплантатов и миниатюрные крепежные изделия для аэрокосмической отрасли. Направляющая втулка непосредственно поддерживает заготовку в точке резания, практически полностью устраняя прогиб и позволяя достигать допусков до ±0,0002 дюйма на диаметральные размеры. Используя станки швейцарского типа, операции точения, фрезерования, сверления и нарезания резьбы могут выполняться за одну установку, предотвращая накопление допусков и устраняя необходимость в дополнительных операциях.
Сравнительная таблица процессов
| Метод производства | Наилучшее применение | Возможности допусков | Стоимость инструмента | Стоимость за единицу (большой объем) |
| Холодная высадка | Стандартные болты/гайки, очень большой объем | ±0,05–0,1 мм | Высокая | Очень низкая |
| Горячая ковка | Крупногабаритные крепежные изделия | ±0,1–0,2 мм | Очень высокая | Низкая |
| CNC-точение | Нестандартные крепежные изделия, малый-средний объем | ±0,005–0,01 мм | Низкая | Умеренная |
| CNC-фрезерование | Сложные головки и элементы шлицев | ±0,005–0,01 мм | Низкая | Умеренная–Высокая |
| Швейцарская обработка | Мелкие, сложные, высокоточные крепежные изделия | ±0,002–0,005 мм | Низкая | Умеренная |
Выбор материала напрямую определяет прочность, коррозионную стойкость, вес и стоимость ваших крепежных изделий. Различные применения требуют различных свойств материалов.
304 и 316/316L нержавеющая сталь: Крепежные изделия из нержавеющей стали 304/316/316L обеспечивают отличную коррозионную стойкость и универсальность для морских, химических, медицинских и пищевых применений благодаря приемлемым прочностным свойствам. Пассивация гаек и болтов из 304/316/316L для максимального усиления их естественной способности сопротивляться коррозии повышает их эксплуатационные характеристики.
Углеродистая сталь: Крепежные изделия из углеродистой стали считаются самыми прочными и наименее дорогими среди всех типов крепежа; они используются в различных отраслях промышленности, включая общее машиностроение, автомобилестроение и строительство. Крепеж из углеродистой стали доступен в нескольких классах прочности и может быть подвергнут термической обработке для повышения прочности (Grade 2, Grade 5 и Grade 23 Titanium).
Титан Grade 5, 2 и 23: Превосходное соотношение прочности и веса, исключительная коррозионная стойкость и биосовместимость делают титановые крепежные изделия (болты и гайки) идеальными для высокопроизводительных аэрокосмических, автомобильных и медицинских применений. Титан весит примерно на 60% меньше стали. Наиболее часто используемый титановый крепеж для высокопрочных применений — Grade 5 (Ti-6Al-4V).
Алюминий: Легкость и коррозионная стойкость алюминиевых крепежных изделий делают их хорошим выбором для любого применения, где требуется снижение веса. Дроны (в качестве конструкционных крепежных элементов), электронные корпуса и узлы легких механизмов — вот лишь несколько примеров, где можно найти алюминиевый крепеж.
Латунь: Латунные крепежные изделия (болты и гайки) обеспечивают хорошую коррозионную стойкость, отличную обрабатываемость и привлекательный внешний вид; типичные области применения латунного крепежа включают сантехническую арматуру, электрические соединения и механические узлы с низкой нагрузкой.
Экзотические сплавы: Для крепежных изделий, используемых в экстремальных условиях, могут применяться экзотические сплавы, такие как Inconel, Hastelloy, MP35N и др., для подводных соединений, болтов для химических реакторов и крепежа на атомных объектах.
Винторезный станок швейцарского типа стал отраслевым стандартом для производства прецизионных CNC-болтов и гаек малого диаметра. Это достигается подачей пруткового материала непосредственно через прецизионную направляющую втулку, расположенную непосредственно рядом с местом резания на токарном станке швейцарского типа. Когда материал обрабатывается и удаляется с заготовки, заготовка поддерживается именно в точке удаления, тем самым устраняя любой проги
Английский 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
русский 
العربية 
