Машиностроительный крепеж. Виды, классификация, производство

Основой машиностроительного крепежа выступают разъемные и неразъемные соединения, характеристики которых указаны в Общероссийском классификаторе стандартов (ОКС). Необходимые ГОСТы находятся в группе 21.060 «Крепежные изделия» раздела 21 «Механические системы и устройства общего назначения». В этой группе выделяются следующие подгруппы:

• болты, винты и шпильки (21.060.10);
• гайки (21.060.20);
• шайбы, контрящие элементы (21.060.30);
• заклепки (21.060.40);
• штифты (21.060.50).

Остальные типы крепежа относятся к подгруппе 21.060.99, которая называется «Крепежные изделия прочие». Крепежные метизы, задействованные в авиационно-космической промышленности, указанны отдельно (группа 49.030). Фланцы, муфты и соединения в подгруппе 23.040.60. Разъемный машиностроительный крепеж представлен резьбовыми болтами, винтами, шпильками, гайками и сопутствующими метизами, например шайбами. Неразъемные соединения формируются сваркой, пайкой, склейкой или при помощи заклепок.

Сложности классификации

Разъемные и неразъемные соединения на основе резьбы и заклепок широко распространены во всех сферах машиностроительного комплекса. Анализ трудоемкости сборочных работ демонстрирует, что процесс установки крепежа занимает до 40% их удельного веса. Огромная номенклатура крепежных метизов постоянно расширяется благодаря разработке новых типов и модификаций изделий, оборудования, конструкций. Например, в США выпускается 50 тысяч стандартных типов крепежа. В то же время ассортимент особых, малораспространенных и перспективных крепежных изделий превышает эту цифру в 30 раз.

Поэтому нередкой является ситуация, когда в ОКС отсутствует стандарт какого-либо редкого или инновационного крепежного изделия. С другой стороны, специфика конструкций метизов, материалы изготовления, технологические и функциональные особенности позволяют условно классифицировать все крепежные изделия на:

• массового применения;
• несущие большую нагрузку;
• используемые для односторонней постановки и безударной клепки;
• высокопрочные со специальной резьбой;
• формирующие герметичные соединения;
• предназначенные для соединения композитов и полимеров.

Эта классификация также имеет ряд недостатков, вызванных тем, что часть крепежных изделий из одной группы может объективно относится к другой группе. Например, некоторые типы болтозаклепок, рассчитанных на большую нагрузку, могут успешно применяться для соединения композитных материалов. В то же время данная классификация обеспечивает возможность подобрать оптимальные крепежные изделия для:

• корректной организации процесса сборки соединений;
• формирования необходимых условий для производства крепежа.

В ситуации, когда возникает сложность с изначальной классификацией вида крепежного изделия машиностроительного применения, необходимо воспользоваться ГОСТ 27017-86, где описаны основные конструктивные особенности и отличия винтов, болтов, шпилек, гаек, шурупов, шайб, саморезов и т.д.

Производство

Производство машиностроительного крепежа выполняется по соответствующим ГОСТам или чертежам заказчика. В качестве основных конструктивных материалов применяются различные марки стали, медь, латунь, алюминий. Высокопрочные крепежные изделия изготавливаются из конструкционной среднеуглеродистой или легированной стали, которая отличается высокой технологичностью.

Наиболее распространенными технологиями производства крепежных изделий машиностроительного назначения являются холодная или горячая штамповкой. Повышение прочностных характеристик метиза достигается отжигом исходного металла или закалкой и отпуском. Для нанесения резьбы может применяться точение без термической обработки или с термической обработкой.

Улучшение антикоррозийных свойств крепежных деталей достигается нанесением цинкового защитного покрытия. Горячее оцинкование осуществляется путем погружения метиза в расплавленный металл. Для гальванизации машиностроительного крепежа используется электролиз, что позволяет получить электрооцинкованное покрытие толщиной до 35 мкм. Добиться полной химической инертности поверхности метиза позволяет процедура пассирования за счет обработки крепежного изделия раствором хромовой кислоты.