В машиностроении применяют три основных вида резьбовых крепежных соединений: болтами с гайками , ввертными болтами (винтами), шпильками


1.
Соединение болтами применимо только при возможности выполнения сквозных
отверстий в стягиваемых деталях. Монтаж болтовых соединений не особенно
удобен: требуется страховка болта от проворачивания при затяжке гайки.
Желательна фиксация болта в осевом направлении при затяжке. При монтаже
приходится манипулировать двумя деталями — болтом и гайкой.

2. Соединение ввертными болтами применяют при глухом нарезном отверстий (рис.1.2), когда невозможно применить болт с гайкой,
или при сквозном нарезном отверстии (рис.1.3), когда возможна установка
болта только с одной стороны соединения. Ввертные болты по конструкции
аналогичны болтам с навертной гайкой.
Деталь с нарезным
отверстием должна быть выполнена из материала, который хорошо держит
резьбу (например, стали, ковкого и высокопрочного чугуна, титанового
сплава, бронзы). В деталях из мягких сплавов (алюминиевых, магниевых,
цинковых и т.д.) требуется введение промежуточных нарезных втулок
(футорок) из более твердого металла.
Нежелательно выполнение нарезных отверстий в деталях из серого чугуна
для часто разбираемых соединений (резьба в сером чугуне склонна к
выкрашиванию и быстро изнашивается), а также в деталях из
коррозионно-стойких сталей (нарезание резьбы сопряжено с большими
трудностями из-за вязкости сплава). При износе резьбы деталь с нарезным
отверстием выходит из строя, исправить ее можно только установкой
нарезных втулок (если это допускает конструкция детали).
Соединение имеет определенное ограничение по высоте стягиваемых
деталей: осуществить правильную затяжку длинных болтов затруднительно
из-за неустранимого скручивания стержня болта при затяжке.
При сборке и разборке манипулируют одной деталью — болтом, что
представляет определенное преимущество перед болтовым соединением, где
приходится манипулировать болтом и гайкой.

3.
Соединение шпильками в основном применяют для деталей из мягких
(алюминиевых и магниевых сплавов) или хрупких (серого чугуна)
материалов, а также при глухих или сквозных нарезных отверстиях.
(рис.1.4-1.5) в случаях, когда невозможна установка ввертных болтов.
Ввертной конец шпильки устанавливают в нарезном гнезде наглухо и притом
по большей части с натягом. В этих условиях резьбовое соединение детали
даже из мягких металлов получается достаточно надежным.
При срыве или повреждении резьбы деталь с нарезными отверстиями выходят
из строя; исправить ее можно только установкой нарезных втулок. При
обрыве шпильки удаление ввертного ее конца из гнезда затруднительно.
Сборка и разборка соединения имеет особенности; детали можно соединять
и разъединять только в направлении, перпендикулярном к плоскости стыка,
приподнимая снимаемую деталь на полную высоту шпилек. Этим соединение
существенно отличается от болтового соединения и соединения ввертными
болтами, где возможен, при удаленных болтах, сдвиг деталей параллельно
плоскости стыка. При сборке и разборке манипулируют одной деталью —
гайкой.
Соединение шпильками
вызывает определенные неудобства при сборке: выступающие концы шпилек
затрудняют доступ к соседним деталям. Особенно ощущается этот
недостаток в многошпилечных соединениях с «частоколом» длинных шпилек.

Кроме
описанных основных видов соединений возможны и промежуточные. К ним
относится, например, нередко применяемое соединение, изображенное на
рис.1.6. Болт закрепляют с помощью гайки в гладком отверстии одной
детали; другую деталь притягивают гайкой, навертываемой на свободный
конец болта. Постоянное закрепление болта в одной детали и наличие
свободного навертного конца болта делают похожим это соединение на
шпилечное; крепление болта в гладком отверстии с помощью гайки — на
болтовое соединение.

Сравнивая различные типы
крепежных соединений с точки зрения компоновки, можно отметить как
положительную особенность, что ввертные болты и шпильки допускают
гораздо большую свободу в выборе форм деталей, чем болты.

Крепежные
детали рядового назначения изготавливают чаще всего из стали 45 ,
ответственного назначения (шатунные болты, силовые шпильки и т.д.) — из
хромистых сталей типа 40Х , хромансиля типа 30ХГС , жаропрочных сталей
типа 30ХМ , 50ХФА , 25Х12М1Ф , из коррозионно-стойких сталей типа 30Х13
, 40Х13 .

Шпильки со стержнем из диаметром, равным
диаметру резьбы, изготавливают обычно из прутков с повышенной чистотой
(качеством) поверхности и повышенной точностью размеров (серебрянка).
Поверхность гладкой части стержня оставляют необработанной. Болты из
непластичных сталей изготавливают из круглого проката с высадкой
головки в горячем состоянии, а из пластичных сталей — в холодном.

В
серийном и массовом производстве резьбу нарезают методами вихревого
нарезания и фрезерования. Наиболее производительным и вместе с тем
обеспечивающим наивысшую прочность резьбы является метод накатывания
резьбы.

Болты
и шпильки с утоненными стержнями изготавливают из круглых заготовок
обтачиванием. Диаметры стержней крепежных деталей ответственного
назначения уменьшают уковкой стержня на ротационно-ковочных машинах.