Основные технические элементы формирования гвоздя
Рисунок 1
Ухнали (Гвозди для крепления подков к копытам лошадей)
Малопроизводительная технология производства гвоздей методом ковки потихоньку сошла на нет с появлением металлических проволок.
Металлическая проволока различных диаметров быстро позволила расширить ассортимент гвоздей по размерам, форме, назначению.
Появление проволоки так же явилось основным аргументом для создания станков гвоздильных автоматов, которые в корне изменили технологию производства гвоздей, увеличив производительность и характер труда работников. В гвоздильных автоматах гвоздь формируется методом холодной ковки.
Рассмотрим основные моменты технологии производства гвоздей из проволоки с помощью гвоздильных автоматов.
Проволока для изготовления гвоздей годится не любая. Обычно используется низкоуглеродистая стальная проволока общего назначения ГОСТ 3282-74 не обработанная термически. Марки стали, используемые для изготовления проволоки: Ст 1 КП, Ст 2 КП, Ст 3 КП, Ст3 ПС.
Поставляется проволока в бухтах различных размеров и весов. Так, например, бухта проволоки для изготовления гвоздей диаметром 5 мм весит от 800 до 1200 кг.
Для того, что бы гвоздильный автомат мог легко сматывать проволоку с бухты, необходимы специальные приспособления. Такие приспособления различны по конструкции ( некоторые из них схематично представлены на рис 2)
Рисунок 2
Устройство для размотки бухт проволоки
Основные технические устройства и узлы для формирования гвоздя представлены на рис3.
Рисунок 3
Основные технические элементы формирования гвоздя
С бухты проволоку направляют в выпрямляющее устройство. Далее проволока поступает в подающий механизм, с помощью которого регулируют длину гвоздя и подают проволоку в рабочую зону.
Подающий механизм представляет собой пару зубильц, которые при движении в сторону рабочей зоны захватывает проволоку и продвигают ее вперед. Захват проволоки происходит благодаря тому, что поворачиваются вокруг своей оси оправки, в которых закреплены зубильца.
При обратном движении зубильца освобождают проволоку и скользят вдоль нее, при этом проволока не движется и удерживается в нужном положении специальной удерживающей втулкой. Важно, что бы первоначально проволока продвинулась до упора в ударное устройство, которое находится в крайнем правом положении. В этом положении проволока зажимается зажимным механизмом.
Затем, проволока откусывается кусачками. После откусывания кусачки расходятся в стороны с тем, что бы ударное устройство могло своим ударом по торцу проволоки сформировать шляпку гвоздя. После формирования шляпки гвоздя ударное устройство возвращается в исходное положение. Зажимное устройство отпускает проволоку и процесс повторяется.
Необходимо заметить, что зажимное устройство – оно же устройство формирования шляпки гвоздя, состоит из двух дисков. На цилиндрической образующей этих дисков выфрезерованны полукруглые канавки, параллельные оси дисков и углубления под формовку шляпки гвоздя. В канавках делаются насечки, которые удерживают проволоку, когда зажимной механизм зажат. Полукруглые канавки в зажимном устройстве выставляются напротив друг друга. Таким образом, они образуют отверстие, в которое и проходит проволока.
На готовом гвозде у его шляпки видны насечки, которые образуются благодаря насечкам в полукруглых канавках.
Кусачки выполнены таким образом, что они не только откусывают проволоку, но и формируют острый конец гвоздя. Угол конусности острого конца гвоздя должен быть не более 40 градусов (условия ГОСТ)
Важно так же и то, какой длины кусочек проволоки выступает перед кусачками. Этот кусочек проволоки идет на формирование шляпки гвоздя и его необходимо регулировать для получения качественной шляпки, устанавливая определенный зазор (А).
Сформированный гвоздь подается под своим весом в поддон.
Реально же в гвоздильных автоматах кинематика привода основных технических приспособлений может отличаться друг от друга, но основные технические элементы формирования гвоздя остаются аналогичными, рассмотренным выше.
Остается остановиться на материалах из которых выполнены элементы формирования гвоздя..
Рамки выпрямляющего устройства, направляющая втулка, диски зажимного механизма, кусачки и ударное устройство изготавливаются из инструментальной стали У-8, У-10 или ХВГ. После изготовления все эти части калят до твердости 55-60 R.
Зубильца – это твердосплавные пластины из материала ВК-8.
Карта потоков процесса.
2. Служебное назначение.
2.1Служебное назначение гвоздей.
Гвоздь строительный - самый распространенный тип гвоздей, которыми пользуются как профессионалы, так и любители. Такой гвоздь представляет собой длинный и прямой стержень с небольшими неровностями рядом со шляпкой, что улучшает качество соединения.
Назначение: применяются для строительных работ и для изготовления деревянной тары
2.2 Методика измерений.
1) Измерение длины
Для измерения длины гвоздя используют штангенциркуль.
Штангенци́ркуль (от нем. Stangenzirkel) — универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.
Штангенциркуль — один из самых распространенных инструментов измерения, благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе.
Устройство:
Штангенциркуль, как и другие штангенинструменты (штангенрейсмас, штангенглубиномер), имеет измерительную штангу (отсюда и название этой группы) с основной шкалой инониус — вспомогательную шкалу для отсчёта долей делений. Точность его измерения — десятые/сотые (у разных видов) доли миллиметра.
На примере штангенциркуля ШЦ-I:
1. штанга;
2. подвижная рамка;
3. шкала штанги;
4. губки для внутренних измерений;
5. губки для наружных измерений;
6. линейка глубиномера;
7. нониус;
8. винт для зажима рамки.
По способу снятия показаний штангенциркули делятся на:
§ нониусные,
§ циферблатные — оснащены циферблатом для удобства и быстроты снятия показаний,
§ цифровые — с цифровой индикацией для безошибочного считывания.
Порядок отсчёта показаний штангенциркуля по шкалам штанги и нониуса:
§ читают число целых миллиметров, для этого находят на шкале штанги штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса, и запоминают его числовое значение;
§ читают доли миллиметра, для этого на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и совпадающий со штрихом шкалы штанги, и умножают его порядковый номер на цену деления (0,1 мм) нониуса.
§ подсчитывают полную величину показания штангенциркуля, для этого складывают число целых миллиметров и долей миллиметра.
2) Измерение диаметра головки гвоздя.
Используется тот же инструмент что и при измерении длины гвоздя – штангенциркуль. Зажимаем головку гвоздя между губками инструмента, фиксируем, снимаем показания шкалы( сечение 1). Поворачиваем головку примерно на 45 градусов, зажимаем между губками, фиксируем, снимаем показания шкал (сечение 2). Аналогично проводим измерения двух остальных сечений.
3) Измерение соосности.
Для измерения этого параметра используем микроскоп БМИ. Инструментальный микроскоп БМИ-1 (оптический микроскоп) предназначен для измерения: - в проходящем и отраженном свете наружных линейных размеров и диаметров валов до 150мм в продольном направлении и до 50 мм в поперечном направлении - углов изделий до 360° по угломерной головке и столу - резцов, фрез, кулачков и другого инструмента, а также шаблонов любой формы и конфигурации, габариты которых позволяют установить их на измеритель ном столе микроскопа. Определение размеров измерительным микроскопом БМИ-1 можно производить как непосредственно считыванием показаний на цифровом табло устройства цифрового отсчетного, так и путем сравнения измеряемого контура с контуром, вычерченным на чертеже.
Область применения прибора: инструментальные цехи и измерительные лаборатории машиностроительных заводов, научные и учебные заведения.
1- основание, 2 – микрометрическое устройство поперечной подачи, 3 – рукоятка крепления стола, 4 – круглый предметный стол, 5 – центровая бабка, 6 – кольцо фокусировки тубуса, 7 – кронштейн с тубусом,
8 – штриховая окулярная головка с отсчетным микроскопом угловой шкалы, 9 – кремальера перемещения кронштейна,
10 – тормоз кронштейна, 11 – колонка, 12 – осветитель,
13 – маховик наклона колонки, 14 – микрометрическое устройство продольной подачи, 15 – маховик поворота стола
2.3. Показатели качества.
1. Показатели оценивающиеся визуально.
а) торцовая поверхность конической головки строительных и кровельных гвоздей должна быть рифленой, гвоздей прочих видов – гладкой;
б) заостренная часть гвоздя может иметь круглое или квадратное сечение. Угол заострения по граням не должен быть более 40°;
в) на стержне гвоздя допускается продольные лыски с поперечными рисками от падающего ножа, четырехстороннее смятие, незначительные насечки и следы от разъемных матриц; под головкой гвоздя – диаметрально расположенные наплывы металла.
2. Геометрические показатели.
а) Предельные отклонения от длины гвоздей;
| Длина гвоздя | Предельные отклонения | Длина гвоздя | Предельные отклонения |
| До 18 | -1.5 | Св. 80 до 120 | -6.0 |
| Св. 18 до 50 | -3.0 | Св. 120 до 180 | -7.0 |
| Св. 50 до 80 | -4.0 | Св. 180 | -10.0 |
б) Предельные отклонения диаметра стержня гвоздей круглого сечения;
в) Отклонение от соосности головки относительно стержня. Согласно ГОСТ 283-75.
0.1мм – для гвоздей диаметром стержня до 1.2мм
0.2мм св. 1.2 до 1.8
0.3мм св. 1.8 до 3.0
0.5мм св. 3.0 до 4.0
0.7мм св. 4.0мм
ü Отклонение от круглости головки
0.4мм – для гвоздей диаметром головки до 3.0мм
0.5мм св. 3.0 до 6.0
0.9мм св. 6.0 до 10.0
1.1мм св. 10.0мм
3. Качество материала.
Круглое сечение – стальной термической необработанной проволоки без покрытия.
4.Требования к упаковке. Согласно ГОСТ 283-75.
а) гвозди упаковывают в деревянные ящики, яшичные металлические поддоны, бочки, специализированные и универсальные контейнеры, изготовленные по НТД. В каждой упаковочной единицы должен быть гвозди одного типоразмера.
б) масса брутто каждой упаковочной единицы не должно быть:
250кг – при упаковывании в бочки
1000кг – при упаковывании в ящичные металлические поддоны
2150кг – при упаковании в деревянные ящики и специализированные контейнеры
Отклонение от массы нетто гвоздей, указанной на упаковочной единице, не должно быть более:
±1% - для гвоздей массой до 1000кг
±0.3% св. 1000кг
в) гвозди, предназначенные для розничной торговли, упаковывают в ящики массой брутто не более 10кг россыпью или с предварительным мелким фасованием их в картонные, пластмассовые или металические коробки.
г) гвозди и наборы гвоздей, упакованную в транспортную тару, в том числе термоусадочную пленку, укладывают в яшичные металлические поддоны по ОСТ 1443 или формирует в транспортные пакеты. При форморивание пакетов на плоских поддонах требования к ним должны соответствовать ГОСТ 26663.
д) каждая упаковочная единица с гвоздями должна иметь маркировку. Маркировка должна проводится бумажными ярлыками или с помощью трафарета или штампа. Маркировка должна быть четкой, распологаться на наружней стороне упаковочной единицы, быть видна при складировании и содержать:
- товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя
- условное обозначение гвоздя
- массу нетто, кг
- номера упаковщика
- штампа технического контроля.
е) гвозди перевозят транспортом всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида, и техническими условиями погрузки и крепления грузов, утвержденными МПС
3. Применение методов статистического анализа
3.1 Контрольный листок визуальной оценки
| Признаки | наличие дефектов | Количество дефектов |
| 1) Не гладкая торцевая поверхность | //////////// | |
| 2) Угол заостренности | ////////////////// | |
| 3)Отсутствие лысок | - |
Диаграмма Парето по контрольному листку
 |
Вывод: данная диаграмма показала, что большее количество дефектов выявлено по углу заостренности. Необходимо устранить дефект, иначе это может привести к затруднению забивания гвоздя, деформированию рабочей поверхности.
3.2 Вероятностно-статистический анализ
Контрольный листок технических параметров
| Признаки | Наличие дефектов | Количество дефектов |
| Длина | ////////////////// | |
| Соосность | //////// | |
| Округлость | / |
Вывод: диаграмма показала, что большее количество дефектов выявлено по длине. Если не устранить дефект это может привести к затруднению забивания гвоздя.
3.3.Протокол измерений
| № | Длина l, мм |  ø гвоздя, мм | Соосность | ||||
| сеч.1 | сеч.2 | сеч.3 | сеч.4 | f1 | f2 | ||
| 6.4 | 6.7 | 7.2 | 7.1 | 1.89 | 1.45 | ||
| 6.6 | 6.8 | 7.1 | 6.9 | 1.15 | 1.086 | ||
| 6.8 | 6.6 | 6.3 | 6.6 | 1.36 | 1.056 | ||
| 7.1 | 6.9 | 6.9 | 1.13 | 1.675 | |||
| 6.4 | 6.8 | 6.7 | 1.76 | 1.027 | |||
| 6.4 | 6.9 | 6.8 | 7.4 | 1.32 | 1.035 | ||
| 7.1 | 6.8 | 7.1 | 6.7 | 1.49 | 1.44 | ||
| 7.2 | 6.9 | 0.8 | 1.09 | ||||
| 6.9 | 6.5 | 6.8 | 5.9 | 1.45 | 1.7 | ||
| 6.5 | 7.1 | 6.3 | 6.7 | 1.95 | 1.450 | ||
| 7.1 | 6.8 | 6.8 | 7.2 | 1.33 | 1.030 | ||
| 6.6 | 6.9 | 6.5 | 1.55 | 1.28 | |||
| 6.8 | 6.5 | 6.5 | 6.4 | 1.39 | 1.21 | ||
| 7.5 | 6.7 | 6.6 | 6.7 | 1.09 | 1.71 | ||
| 6.3 | 6.5 | 7.1 | 6.6 | 1.75 | 2.08 | ||
| 6.9 | 7.2 | 6.7 | 7.1 | 1.22 | 1.98 | ||
| 7.1 | 6.8 | 6.9 | 1.13 | 2.36 | |||
| 6.8 | 6.8 | 6.8 | 6.7 | 1.8 | 1.45 | ||
| 6.6 | 6.3 | 6.5 | 6.4 | 1.76 | 2.05 | ||
| 7.3 | 6.8 | 6.3 | 7.2 | 2.29 | 1.3 | ||
| 6.8 | 6.7 | 7.2 | 6.7 | 1.97 | 2.05 | ||
| 7.2 | 6.9 | 6.8 | 6.6 | 0.48 | 2.36 | ||
| 6.4 | 7.1 | 6.8 | 1.45 | 1.25 | |||
| 6.6 | 6.8 | 6.8 | 1.71 | 1.27 | |||
| 6.9 | 6.7 | 6.4 | 6.5 | 0.87 | 1.22 | ||
| 6.4 | 6.4 | 6.9 | 6.8 | 1.86 | 1.34 | ||
| 6.1 | 6.3 | 6.7 | 7.1 | 1.25 | 1.75 | ||
| 6.4 | 6.7 | 6.8 | 6.5 | 1.25 | 1.41 | ||
| 6.8 | 6.4 | 6.1 | 6.8 | 1.13 | 1.72 | ||
| 6.3 | 6.6 | 6.9 | 2.32 | 2.14 |
Предельные значения:
длина: -4.0мм
соосность: 0.5мм
круглость: 0.9мм
Таблица расчетов
Соосность:
L1= (1.89-1.45)/2=0.22 мм
…..
L30=(2.32-2.14)/2= 0.09 мм
Отклонение от округлости:
1= (7,2-6,4)/2=0,40 мм
…..
30=(6,9-6)/2=0,45 мм
| № | Отклонение от соосности ,  | Отклонение от округлости гвоздя, Δ |
| 0,22 | 0,40 | |
| 0,25 | 0,32 | |
| 0,25 | 0,152 | |
| 0,1 | 0,273 | |
| 0,3 | 0,367 | |
| 0,5 | 0,143 | |
| 0,2 | 0,025 | |
| 0,15 | 0,145 | |
| 0,5 | 0,125 | |
| 0,4 | 0,25 | |
| 0,2 | 0,15 | |
| 0,25 | 0,135 | |
| 0,15 | 0,09 | |
| 0,45 | 0,31 | |
| 0,4 | 0,165 | |
| 0,25 | 0,38 | |
| 0,15 | 1,23 | |
| 0,05 | 0,175 | |
| 0,1 | 0,145 | |
| 0,5 | 0,495 | |
| 0,25 | 0,039 | |
| 0,3 | 0,94 | |
| 0,35 | 0,1 | |
| 0,2 | 0,44 | |
| 0,2 | 0,175 | |
| 0,25 | 0,26 | |
| 0,5 | 0,25 | |
| 0,2 | 0,08 | |
| 0,35 | 0,295 | |
| 0,09 | 0,45 |
3.4.Построение гистограмм
Гистограмма применяется для наглядного изображения распределения конкретных значений параметра по частоте появления за определенный период времени. При нанесении на график допустимых значений параметра можно определить, как часто этот параметр попадает в допустимый диапазон или выходит за его предел.
При исследовании гистограммы можно выяснить, в удовлетворительном ли состоянии находятся партия изделий и технологический процесс.
Гистограмма для длины.
| Интервал,мм | Количество |
| 69-72 | ///// |
| 72-75 | /// |
| 75-78 | ///// |
| 78-81 | ////// |
| 81-84 | ///// |
| 84-87 | //// |
| 87-90 | // |
Вывод: гистограмма не удовлетворяет полю допуска. Необходимо усилить контроль процесса и провести мероприятия по улучшению состояния процесса.
Гистограмма соосности.
| Интервал,мм | Количество |
| 6-6,3 | // |
| 6,3-6,6 | //////// |
| 6,6-6,9 | ///////// |
| 6,9-7,2 | //////// |
| 7,2-7,5 | /// |
Вывод: гистограмма не удовлетворяет полю допуска.
Гистограмма округлости.
| Интервал,мм | Количество,шт |
| 0,48-0,68 | / |
| 0,68-0,88 | // |
| 0,88-1,08 | |
| 1,08-1,28 | //////// |
| 1,28-1,48 | ///// |
| 1,48-1,68 | /// |
| 1,68-1,88 | ////// |
| 1,88-2,08 | /// |
| 2,08-2,28 | / |
| 2,28-2,48 | / |
Вывод: гистограмма удовлетворяет полю допуска.