Components ()
View all results.
Categories ()
View all results.
Searching...
Sorry, we couldn't find anything for that search.
Recent Searches.
Return to Engineering News

How is a Machine Screw Made?

Jak powstaje śruba maszynowa?

Zapotrzebowanie na śruby nie wykazuje żadnych oznak spowolnienia - ale skąd się wzięły i jak są wykonane?

Świat zużywa elementy złączne w niesamowitym tempie. Ponad 2,5 miliona elementów złącznych trafi do każdego Boeinga 747, jako burgery naukowe i technologiczne, podobnie jak światowe zapotrzebowanie na gwintowane elementy złączne. Proces produkcji śrub rozwija się w sposób ciągły, starając się pozostać szybkim, wydajnym i wyprzedzającym krzywą; ale w jego rdzeniu proces produkcji śrub zmienił się nieznacznie w ciągu ostatnich 300 lat. Śruby mogą być projektowane z niezliczonymi permutacjami, w tym specjalistycznymi typami głowic i napędów, drobnymi podziałami, grubymi podziałami, gwintami prawymi lub leworęcznymi oraz płaskimi końcówkami lub punktami gimlet, aby wymienić tylko kilka. Konkretne etapy procesów produkcyjnych mogą być tak różne jak same śruby, ale we współczesnym świecie, produkcja elementów złącznych może być podzielona na dwie techniki, które różnią się obróbką stosowaną do tworzenia gwintów: śruby walcowane gwintem i śruby gwintowane.

Early Screw Making MachineHistoria

Najwcześniejsze metalowe śruby maszynowe były przełomem we współczesnej inżynierii. Innowacja dodała spiralne zęby do sprawdzonej formuły paznokcia i stworzyła niezrównany łącznik przemysłowy. Śruby były szczególnie popularne w produkcji broni, ze względu na ich odporność na poluzowanie pod wibracjami napotykanymi podczas strzałów. Dla porównania, elementy takie jak gwoździe mogą (i mogłyby) po prostu wypaść po pewnym okresie użytkowania, powodując rozpalenie broni lub nawet rozpadnie się w trakcie bitwy. Wczesne śruby zostały wykonane z gwoździ i pracochłonnie rzeźbione ręcznie. Ta metoda produkcji oznaczała, że produkcja była powolna, jakość była słaba, a żadne dwie śruby nigdy nie były identyczne.

Dzięki dużym zapotrzebowaniu na śruby wynalazcy z całej Europy próbowali stworzyć ustrojstwa w celu zmechanizowania procesu produkcji śrub. Wysiłki te doprowadziły do rozwoju maszyny przez Job i Williama Wyatta w 1760 roku, która mogła autonomicznie ciąć około 10 jednolitych śrub na minutę. Podczas gdy wiele wyspecjalizowanych tokarek śrubowych zostało opracowanych przez indywidualnych wytwórców śrub w XVIII wieku, frez do śrub braci Wyatt jest powszechnie uważany za jeden z pierwszych przykładów zautomatyzowanej produkcji masowej. Od 1700 roku projektowanie i produkcja elementów złącznych odnotowano znaczne postępy i stale rozwijają się w celu poprawy wszechstronności, jakości i efektywności produkcji elementów złącznych.

Dla osób zainteresowanych więcej informacji na temat historii maszyn do śrub polecamy tę książkę na ten temat, która oferuje wybór rysunków technicznych i schematów przedstawiających stare maszyny: Historia branży śrub i nakrętek

Konstrukcja elementów złącznych

Różne standardy produkcji są stosowane w celu określenia różnych obszarów śruby, co sprawia, że prawie każda śruba jest modułową kombinacją różnych cech. Na przykład rozmiar gwintu metrycznego i podziałka są zdefiniowane w normie ISO 261, ale łba stożkowa na tej samej śrubie zostałaby zdefiniowana przez inną normę, taką jak ISO 261 10642 - śruby z łbem z gniazdem sześciokątnym, materiał tej śruby może być określony przez ISO 3506. Wiele standardów służy do definiowania atrybutów dowolnej śruby i może definiować dowolne elementy, w tym rozmiar gwintu, typ głowicy, typ napędu, materiał i wykończenie.

Surowce

Prawie wszystkie śruby rozpoczynają swoją żywotność jako pręt lub jedna ciągła szpula drutu metalowego. Drut szpulowy jest używany do mniejszych rozmiarów, ponieważ jest łatwiejszy w transporcie i może być stale podawany do maszyny, ale w przypadku znacznie większych rozmiarów śruby muszą być wycinane z litego pręta. Szpula drutu jest smarowana i podgrzewana w celu zwiększenia obrabialności i jest podawana do prostownicy, aby zapewnić brak niewspółosiowości w produkcie końcowym. Po wyprostowaniu drut jest cięty na żądaną długość, a seria matryc służy do stopniowego dziurkowania zarysu kształtu głowy śruby i utworzenia fazowania na końcu śruby. Ten krok jest znany jako formowanie na zimno i wytwarza „puste” - gładki, bez funkcji szablon śruby, bez gwintów i bez napędu wciętego w głowicę.

Cięcie napędu

Proces produkcji napędu śrubowego zależy od rodzaju głowicy i napędu. W przypadku niektórych napędów i głowic bez napędu ten krok nie jest potrzebny, ponieważ jest wykonywany podczas formowania na zimno. W przypadku wspólnego napędu szczelinowego i niektórych napędów Phillips rowek jest cięty przez proces wtórny.

Toczenie gwintów

Półprodukty śrubowe są następnie wprowadzane do matryc do walcowania gwintów, które mogą tworzyć gwint śrubowy na wiele sposobów. Najczęściej stosowaną metodą jest matryca tłokowa, w której śruba jest walcowana pod bardzo wysokim ciśnieniem pomiędzy dwiema płaskimi matrycami, z których jedna pozostaje nieruchoma. Proces ten odpisuje gwint na śrubę i może wytwarzać setki śrub na minutę. Dodatkowe metody obejmują matryce cylindryczne, w których śruba jest wprowadzana do pary (lub trio) cylindrycznych matryc, które obracają się w ustalonym położeniu, lub obrotowe matryce planetarne, gdzie kilka cylindrycznych matryc toczy się wokół nieruchomej śruby. Wkręty wytwarzane w wyniku walcowania gwintów są znacznie lepsze od śrub ciętych maszynowo, ponieważ półfabrykat nie jest cięty podczas produkcji, ale jest zagęszczany i wzmacniany przez matryce. Wkręty walcowane gwintem Accu mają doskonałe wykończenie, zwiększoną twardość powierzchni, wytwarzają mniej odpadów, są dokładniejsze i znacznie szybsze w produkcji niż alternatywy wycinane maszynowo.

Cięcie gwintów

W przypadku niższej objętości produkcji śrub niestandardowych, cięcie trzpienia, a następnie gwintów w materiał podstawowy prętów może zaoferować bardziej ekonomiczny sposób produkcji niestandardowych elementów złącznych. Jest to wymiana z tą techniką - zazwyczaj gwinty są o 30% słabsze niż przy użyciu techniki walcowanej, ale gdy potrzebne są krótkie przebiegi śrub na zamówienie, jest to alternatywa warta rozważenia. Technika ta oferuje również kilka interesujących możliwości w zakresie stosowania precyzyjnych tokarek CNC do markowych elementów złącznych z malutkimi wzorami i logo.

Kontrola jakości

Po wyprodukowaniu próbka partii jest wybierana do kontroli, aby upewnić się, że wszystkie produkty zostały wyprodukowane zgodnie ze specyfikacją. Cyfrowy sprzęt metrologiczny służy do zapewnienia, że wszystkie komponenty są zgodne z ogólną tolerancją Accu +0.13/-0,13 mm dla wszystkich wymiarów. Ze względu na unikalny proces walcowania gwintów, gwinty walcowane są mierzone zgodnie z jeszcze mocniejszym standardem +0,00/-0,13 mm, ponieważ precyzyjne gwinty walcowane nigdy nie powinny być zbyt duże. Aby uzyskać więcej informacji na temat tolerancji gwintów - zobacz ten artykuł: Opis tolerancji gwintu metrycznego ISO

Obejrzyj proces produkcji śrub

Opracowaliśmy wybór filmów z YouTube, które przedstawiają szereg technik produkcji śrub maszynowych. Film pokazuje kutą na zimno głowicę i późniejszy proces walcowania gwintów.

Ten film pokazuje znacznie niższą technikę wykonywania śruby na tokarce ręcznej:

Mamy nadzieję, że podobał Ci się ten artykuł - jeśli masz jakieś pytania prosimy o komentarz i będziemy zadowoleni, aby pomóc.