самозачищающий болт

Формула изобретения

1. Самозачищающий болт, включающий головку, стержень с гладкой цилиндрической поверхностью, выполненной с зачищающими выемками, резьбовой частью и направляющим пояском, отличающийся тем, что на резьбовой части стержня выполнены три зачищающие выемки под углом относительно друг друга 120 и имеющие плоские основания, причем расположены они на длине резьбовой части, равной двум шагам резьбы, а диаметр вписанной окружности, образованной плоскими основаниями выемок, составляет 0,91,0 минимального внутреннего диаметра резьбы стержня болта, диаметр направляющего пояска соответствует 0,90,95 диаметра вписанной окружности, образованной плоскими основаниями выемок, при этом болт имеет переходный участок от направляющего пояска к резьбовой части, выполненный под углом 2030, имитирующим заборный конус резьбообразующего инструмента, а форма режущей части на выходе зачищающих выемок составляет угол 1025, имитирующий передний угол режущей части резьбообразующего инструмента.

2. Самозачищающий болт по п.1, отличающийся тем, что головка выполнена с внутренним фасонным профилем, представляющим собой попеременно чередующиеся выступы и впадины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резьбовым крепежным элементам, и может быть использовано на сборке при завинчивании болта в гайку.

Известен болт с зачищающим наконечником, включающий головку с примыкающей к ней шайбой, резьбовой стержень с зачищающей выямкой и наконечником на конце, при этом наконечник имеет углубление, выполненное эксцентрично оси резьбового стержня (США, п.5419667, кл. F 16 B 25/00, 1995).

Известный болт имеет следующие недостатки.

1. Наличие всего одной зачищающей выямки такой формы и с размерами, как в известной конструкции болта, не гарантирует сборку резьбовых соединений без заклинивания.

2. Формирование выямки и эксцентричного конуса на конце заготовки весьма затруднительно, особенно при изготовлении болта из высокопрочного материала.

3. Штамповочный инструмент имеет сложную конструкцию и низкую стойкость.

За прототип заявляемого изобретения взята конструкция самозачищающего болта, включающего головку, стержень с гладкой цилиндрической поверхностью, резьбовой частью, выполненной с двумя зачищающими выямками под углом относительно друг друга около 180, и направляющим пояском (США, п.5499895, кл. F 16 B 25/00, 1996).

Данный болт имеет следующие недостатки.

1. Отсутствие заходного угла по высоте профиля резьбы приводит к повышенному крутящему моменту и заклиниванию резьбового соединения, особенно при наличии в резьбовом отверстии помех в виде засохшей краски, стружки или инородных материалов от сварного соединения.

2. Формирование выямки при высадке заготовки весьма затруднительно, особенно при изготовлении высокопрочного крепежа.

3. Штамповочный инструмент имеет сложную конструкцию и низкую стойкость.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения качества сборки за счет снижения вероятности заклинивания при ввинчивании болта в резьбовое отверстие путем улучшения очистки резьбы от инородных материалов и уменьшения момента ввинчивания в начальный и последующий моменты при сборке.

Указанная задача решена тем, что у самозачищающего болта, включающего головку, стержень с гладкой цилиндрической поверхностью, резьбовой частью, выполненной с зачищающими выямками, и направляющим пояском, согласно изобретению на резьбовой части стержня выполнены три зачищающие выямки под углом относительно друг друга 120, имеющие плоское основание, причем расположены они на длине резьбовой части, равной двум шагам резьбы, а диаметр вписанной окружности, образованной плоскими основаниями выямок, составляет 0,9-1,0 минимального внутреннего диаметра резьбы стержня болта; диаметр направляющего пояска соответствует 0,9-0,95 диаметра вписанной окружности, образованной плоскими основаниями выямок, при этом болт имеет переходный участок от направляющего пояска к резьбовой части, выполненный под углом 20-30, имитирующим заборный конус резьбообразующего инструмента, а форма режущей части на выходе зачищающих выямок составляет угол 10-25, имитирующий передний угол режущей части резьбообразующего инструмента.

Головка выполнена с внутренним фасонным профилем, представляющим собой попеременно чередующиеся выступы и впадины.

Благодаря настоящему изобретению создана возможность высокого качества сборки. Оптимально выбранные размеры выямок в совокупности с плоской формой основания образуют большой объем для заполнения его инородными материалами, скапливающимися в резьбовом отверстии гайки. При этом неполный профиль резьбы на длине зачищающих выямок и их плоское основание обеспечивают высокую режущую способность резьбовой кромки.

Плавный переход от направляющего пояска к резьбовому участку обеспечивает низкое значение момента ввинчивания в начальный момент сборки и гарантирует равномерное распределение инородных веществ, например краски, по длине выямки. Свободное размещение краски в выямках исключает возможность ее собираемости в одном месте и создание помехи при свинчиваемости.

Данная форма головки также способствует облегчению сборки резьбового соединения.

Штамповочный инструмент для изготовления предлагаемого болта имеет простую конструкцию и высокую стойкость, что особенно важно при формировании выямки на заготовки из высокопрочной стали.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен общий вид болта; на фиг.2 - вид А; на фиг.3 - разрез по Б-Б; на фиг.4 - переходный участок от направляющего пояска к резьбовому участку.

Самозачищающий болт состоит из головки 1, стержня 2 с гладким цилиндрическим направляющим пояском 3 диаметром d. Форма головки 1 может быть любой, обеспечивающей зацепление с монтажным инструментом, передающим при затягивании болта крутящий момент. На примере показана головка с внутренним фасонным профилем, представляющим собой попеременно чередующиеся выступы 4 и впадины 5, обеспечивающим передачу высокого крутящего момента.

Стержень 2 имеет цилиндрический подголовок 6, гладкую часть 7 и резьбовую часть 8, заканчивающуюся коническим переходным участком от гладкого цилиндрического направляющего пояска 3 к резьбовой части с углом конуса =20-30. При этом переходный участок играет роль заборного конуса, как и у резьбообразующего инструмента, например метчика. На резьбовой части 8 выполнены три зачищающие выямки 9, 10, 11, которые протягиваются от конца цилиндрического пояска вдоль резьбовой части на длине L = 2р, где р - шаг резьбы. Выямки имеют плоское основание и расположены относительно друг друга под углом 120. Выполнены они с одинаковой глубиной, а диаметр вписанной окружности, образованной плоскими основаниями выямок, d₂ = (0,9-1,0)d₁, где d₁ - минимальный внутренний диаметр резьбы стержня болта. Форма режущей части на выходе зачищающих выямок составляет угол = 10-25, имитирующий передний угол режущей части резьбообразующего инструмента. Диаметр гладкого цилиндрического направляющего пояска d = (0,9-0,95)d₂.

При вворачивании болта в резьбовое отверстие каждый виток резьбы срезает слой краски определенной толщины, обеспечивая равномерное заполнение краски в выямках и низкое значение момента ввинчивания в начальный момент заворачивания болта.

Использование данного самозачищающего болта позволит значительно повысить производительность автоматической сборки, исключив операцию метчикования - зачищения резьбового отверстия перед заворачиванием болта.