Требования к пружинам
Для эффективного функционирования работы требуются следующие свойства:
- высокая прочность;
- пластичность;
- упругость;
- износостойкость.
Чтобы обеспечить проектные значения этих параметров, требуется правильно выбрать материал, точно рассчитать размеры, разработать и соблюсти технологию изготовления.
Государственными стандартами определяются требования к изготовлению пружин. По допустимым отклонениям они относятся к одной из точностных групп:
Схематическое изображение пружины
Не соответствуют стандарту изделия с царапинами и прочими наружными дефектами, снижающими ресурс изделия и срок его эксплуатации
Как изготовить шаблон-оправку для намотки катушки динамика?
Изготовить шаблон для перемотки динамиков можно из любого подходящего металла: стали, дюрали, латуни или бронзы.
Но, не обязательно вместо дешёвой стали использовать более дорогие цветные металлы. Даже если выполненный из стали шаблон будет храниться в сыром месте, его можно протереть машинным маслом или техническим вазелином, чтобы защитить от коррозии.
Так же я не советую Вам тратить время и деньги на изготовление шаблона более сложной конструкции, как это рекомендуют некоторые печатные издания. Особенно накладно изготавливать составной шаблон, когда требуется перемотать всего одну головку громкоговорителя.
Намного проще изготовить шаблон в виде простого цилиндра с небольшой конусностью. Технология намотки, о которой я Вам расскажу ниже, не требует высокой точности при изготовлении шаблона, поэтому выточить такую оправку сможет токарь самой низкой квалификации. А в некоторых случаях можно даже подобрать что-то готовое. Так, некоторые умельцы в качестве оправки используют корпуса электролитических конденсаторов подходящего размера.
Но, что касается внешней поверхности оправки, то ее, следует обработать до зеркального блеска. Эта будет единственной платой за простоту конструкции. Если токарь поленится это сделать, то Вы сами сможете отполировать поверхность шаблона, зажав оправку в патрон сверлильного станка или ручной электродрели. Требуемую конусность в районе 0,05 на 50мм тоже можно получить при окончательной шлифовке и полировке оправки.
Эскиз такого шаблона для токаря начертить тоже совсем просто. Диаметр выбирается равным диаметру керна.
Длину оправки выбирают с запасом, в полтора-два раза длиннее размера предполагаемой гильзы.
Диаметр хвостовика можно выбрать равным 9мм, чтобы он вошёл в патрон любой ручной дрели.
Но, что делать, если в обозримом пространстве не наблюдается токарных станков?
Для изготовления шаблона небольшого диаметра можно использовать электролитические конденсаторы подходящего размера.
Правда, тут нужно внести ясность. Корпуса электролитических конденсаторов получают путём вытяжки из листового алюминия. Поэтому форма внешней поверхности корпуса может отличаться от той формы, которая нам необходима. Если отклонение небольшое, то его можно компенсировать во время шлифовки, а если большое, то лучше подобрать другой конденсатор.
Закрепить конденсатор можно при помощи обыкновенного шурупа поз.1.
Если при вкручивании шурупа в конденсатор, фольга, из которой сделаны пластины, начнёт проворачиваться внутри корпуса вместе с шурупом, то можно вкрутить с краю один или насколько шурупов меньшего размера поз.2.
Шуруп поз.2 должен быть с потайной головкой, чтобы последняя в дальнейшем не стала причиной биения шаблона.
Для закрепления конденсатора в патроне дрели нам понадобится несколько деталей. Размеры и форма деталей могут быть произвольными. Единственное требование к «Валу», чтобы он поместился в патроне дрели.
- Винт.
- Втулка.
- Планка.
- Вал.
Диаметр отверстий в планке поз.3 должны быть чуть больше, чем диаметр винтов поз.1, чтобы можно было устранить биение цилиндрической поверхности конденсатора относительно оси симметрии.
Вот так выглядит приспособление для крепления конденсатора в патроне дрели.
Доводку поверхности конденсатора можно произвести при помощи наждачной бумаги и электродрели зажатой в тиски.
Стрелкой отмечена наждачная бумага.
Отполировать поверхность можно при помощи кусочка войлока и пасты ГОИ.
Вот, что получилось.
Замерить диаметр керна можно с помощью штангенциркуля, если, конечно, сделать это не помешает корпус динамика, что иногда случается.
На картинке изображён как раз такой случай. Колумбик упирается в верхнюю часть корпуса.
Если это таки произошло, то замер можно произвести при помощи измерителя из готовальни.
Справка для тех, кто учился в компьютерную эпоху. Готовальня, это набор чертёжных инструментов.
Вернуться наверх к «Навигации».
Как растянуть пружину в домашних условиях – Металлы, оборудование, инструкции
Чаще всего вопрос о том, как сделать пружину самостоятельно, используя для этого подручные средства, не возникает. Однако бывают ситуации, когда пружины требуемого диаметра нет под рукой. Именно в таких случаях возникает потребность в изготовлении этого элемента своими руками.
Изготовить небольшую пружину вполне реально
Конечно, пружины для ответственных механизмов, работающих в интенсивном режиме, лучше всего изготавливать в производственных условиях, где есть возможность не только правильно подобрать, но и соблюсти все параметры технологического процесса. Если же нестандартная пружина вам требуется для использования в механизме, который будет эксплуатироваться в щадящем режиме, то можно сделать ее и в домашних условиях.
Навивка пружины на токарном станке
Это техпроцесс, в ходе которого проволока или лента подвергается обработке. В результате чего получаются навивка пружин различной формы: цилиндрической, конической, фасонной или плоской. Основным методом производства считается холодный способ.
Навивка пружины выполняется на токарном станке, для этого используется специальное приспособление, вручную или с применением автомата. Производство подобных изделий, возможно и горячим методом, диаметр используемой проволоки от 10 мм.
Выбор варианта навивки пружины зависит от размера и типа металла.
Холодный способ изготовления
Технология навивки пружин на токарных станках в России считается более предпочтительной.
Обусловлено тем, что горячий способ требует серьезных затрат связанных с приобретением дорогостоящего дополнительного оборудования. Холодный метод имеет ограничения по диаметру проволоки, он не превышает 16 мм.
Оснастка для этого техпроцесса состоит из оправок, приспособленных для направления металлической нити на вращающейся катушке.
Причём верхний имеет винт, который позволяет регулировать натяг и направление. При холодной завивке пружин берется металл с необходимыми качествами, из него делают нужную деталь.
В конце проводят термообработку с целью избавления от внутренних напряжений.
Сама технология выглядит так. Стальную проволоку подают через планку, установленную на суппорте оборудования, а конец фиксируется зажимом на оправке. Роликовое приспособление выполняет натяг металлической нити, который важен при изготовлении изделия.
После включения станка, начинается намотка пружины, при этом скорость в зависимости от диаметра, используемого материла, находится в пределах 10 – 40 м/мин. Количество витков подсчитывается визуально или счетчиком.
По окончании поделка подлежит мехобработке.
Это может быть технология торцовки для пружин сжатия абразивными кругами на специальных автоматах или на промышленных точилах. На изделиях другого профиля технологические концы подлежат обрубке или обрезке, используя специальное приспособление и соответствующий инструмент. Готовый продукт подвергается термообработке в электрических печах.
Как изготовить и закалить пружину в домашних условиях
Практически каждый домашний мастер знает, что почти из любой проволоки возможно сделать пружину и с успехом ее использовать в быту. В основном проблем с самостоятельным изготовлением детали не возникает. Однако иногда возникают ситуации, в которых необходимо сделать либо пружину нестандартных габаритов, либо придать ей повышенную прочность и упругость. Для этого следует прибегнуть к операциям термообработки. Закалить пружину в домашних условиях вполне реально. Само собой, что самодельную деталь не стоит использовать в особо ответственных устройствах, работающих при повышенной нагрузке. Для таких целей рекомендуется использовать пружины, изготовленные в заводских условия. Но для домашнего применения в устройстве, работающем в облегченном режиме рассматриваемая технология вполне подходит.
Необходимые инструменты и материалы
Для того, чтобы изготовить и закалить пружину из проволоки своими руками необходимо:
- Стальная проволока. Диаметр подбирается исходя из необходимых характеристик будущего изделия.
- Обыкновенная газовая горелка.
- Слесарный инструмент: пассатижи, молоток и т.п.
- Тиски.
- Печка. Это может быть, при ее наличии, специальная или же обычная бытовая.
Облегчить процесс навивания спирали способны дополнительные приспособления, которые подбираются индивидуально в соответствии с размерами и жесткостью пружины.
Если использование и закалка предполагается из проволоки диаметром меньше 2 миллиметров, то она может предварительно не нагреваться. Она без проблем будет гнуться и без этой операции. Однако при этом до начала намотки рекомендуется ее разогнуть ее по всей длине и полностью выровнять.
При использовании проволоки диаметром более 2 миллиметров ее следует до начала работы обжечь. Без данной операции выровнять и навить ее будет проблемно.
Особенности операции
- Верно подобранная основа является залогом успеха. В заводских условиях для изготовления применяется сплав цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2), легированная или углеродистая сталь. Во время домашнего изготовления оптимальной основой будет старая пружина необходимого диаметра.
- Для отжига лучше всего подойдет особая печь. При отсутствии таковой подойдет из кирпича или металла.
- Для охлаждения после нагрева рекомендуется применять трансформаторное масло. При его отсутствии подойдет веретенное.
Последовательность действий
1. Прежде, чем закалить проволоку для пружины следует проверить материал основы и убедиться, что используемая проволока углеродистой стали.
2. Процедура отжига, как сказано ранее, способна добавить пластичности. Это облегчит процесс выравнивания и намотки на оправку. Для этого можно особую печь или любую подходящую. В быту закалять возможно в наиболее подходящей конструкции (металлической или кирпичной). Для этого разжигается обычный костер и после в уголь помещается будущая пружина. После нагрева заготовки докрасна проволоку нужно изъять и позволить остыть естественным путем. Остывшая проволока будет существенно мягче и с ней можно будет комфортно работать.
3. Размягченную проволоку следует полностью выровнять и приступить к намотке на оправку подходящего диаметра. Во время проведения процедуры нужно контролировать плотное расположение витков друг к другу. Для упрощения можно пользоваться шуруповертом.
4. Для придания требуемой упругости потребуется провести закаливание. Благодаря этой термической обработке деталь получается более твердая и прочная. Закалка пружин предполагает их прогрев до температуры от 830 до 870 градусов. Для этого допускается пользоваться газовой горелкой. Ранее уже мы говорили про закалку металла в домашних условиях.
Дома вряд ли сыщется подходящий термометр, которым возможно точно определять температуру детали. Поэтому можно ориентироваться по цвету металла. Когда необходимая температура достигнута заготовка станет светло-красной. Рекомендуем посмотреть видео с подробным рассказом о температуре нагрева. После этого пружина помещается в охлаждающую среду (масло).
5. После закаленную пружинку требуется подержать в сжатом состоянии. Для этого необходимо от 20 до 40 часов.
6. В завершение провести обработку и подгонку до требуемых размеров.
Верное проведение подобного упрочнения позволит с успехом использовать пружину в домашних механизмах.
Как сделать пружину своими руками из проволоки и на производстве: описываем досконально
Стальные пружины могут быть разных конфигураций и не всегда можно приобрести нужного вида – товар достаточно редкий на рынке. По этой причине для своих нужд я их делаю самостоятельно.
Требования к проволоке и ее диаметру
Стальная проволока для изготовления пружины, которая впоследствии будет подвергаться закалке, должна соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 14963-78. Согласно документу она классифицируется по таким признакам:
- способу навивки (холодным способом и горячим);
- способу отделки поверхности (без отделки и с отделкой);
- точности изготовления (нормальная и повышенная);
- классу механических свойств (общего и ответственного назначения);
- диаметру (от 0,5 до 14 мм);
- виду поставки (в прутках или мотках).
На промышленных предприятиях методом холодной навивки изготавливают пружины из проволоки, диаметр которой не превышает 16 мм, горячим способом – вплоть до 80 мм. При этом на производстве они навиваются с помощью вращающейся оправки, подающих роликов и одного или двух упорных штифтов.
Изготавливают изделия из проволоки марок 51ХВА, 70С3А, 65С2ВА, 60С2А, 65Г, 60ХВА с поверхностью шлифованной, полированной или без шлифования и полировки. По этому признаку и способу изготовления проволока выпускается в прутках или мотках таких групп:
- А, Б, В, Г, Е – со специальной отделкой;
- Н – без отделки.
Условное обозначение проволоки в технической документации и на сопроводительных бирках состоит из цифр и букв:
ХХХХХ (1) – Х (2) – Х (3) – Х (4) – ХХ (5) – ХХ (6) ГОСТ 14963-78 (7)
где:
- 1 – марка стали;
- 2 – способ отделки поверхности;
- 3 – точность изготовления;
- 4 — класс механической точности;
- 5 — способ навивки;
- 6 — диаметр в мм;
- 7 — обозначение стандарта.
Например, проволока с полированной поверхностью, изготовленная из стали 60С2А повышенной точности I класса для пружин горячей навивки диаметром 2,0 мм будет иметь следующее обозначение:
60С2А – А – П – I – ГН – 2,0 ГОСТ 14963-78
В государственном стандарте оговариваются допустимые предельные отклонения, овальность и недопустимость наличия определенных видов дефектов, а также способы упаковки и транспортировки.
Расчет пружины
Для этого необходимо воспользоваться таблицей в разделе пружины, чтобы правильно выбрать диаметр стальной проволоки, количество витков и шаг. При этом огромную роль играет то, как должна работать новая пружина – на сжатие или растяжение.
Последняя разновидность пружин может иметь довольно сложную конструкцию, но и ее можно сделать самостоятельно.
Выполнив предварительные расчеты и выяснив толщину проволоки для стальной пружины, шаг и количество витков, а также определив конструкционные особенности и создав чертеж будущей пружины, можно переходить к практическим действиям.
Так же есть специальный софт для расчета всех параметров:
Типичные ошибки
Зажимаем оправку в патроне токарного станка. Вставляем конец стальной проволоки в отверстие в оправке, запускаем вращение и плотно наматываем стальную струну.
Проверив толщину пружины штангенциркулем, кусачками обрезаем проволоку и наблюдаем, как наша пружина увеличивается в диаметре.
К тому же снять ее с оправки будет довольно проблематично – для этого придется обрезать струну в самом начале витка.
Делаем правильно
Зажимаем проволоку на оправке с помощью винта.
Теперь нам необходимо создать натяжение стальной струны перед намоткой.
При помощи обычного куска плотного пластика зажать проволоку в держателе резцов будет недостаточно. Нам понадобится специальное приспособление с направляющей, в котором натяжение проволоки можно регулировать прижимной пластиной из мягкого металла (медь или бронза).
Также необходимо отрегулировать скорость вращения патрона токарного станка и перемещение рабочей платформы для получения нужного шага пружины.
Приспособление для навивки пружин на токарном станке
Качество и технологии
Рабочий инструмент и приспособления для навивки пружин
Для горячей навивки необходимы кузнечные клещи, молотки, гладкие цилиндрические оправки, клинья, нап
равляющие устройства и другие приспособления.
Клещи служат для удержания, поворота и установки нагретых заготовок пружин на гладкие оправки при навивке. На рис. 19, а показаны наиболее часто применяемые клещи. В зависимости от формы поперечного сечения заготовки клещи имеют соответствующую
форму губок, которыми они сжимают заготовку. Клещи должны соответствовать размерам сечения заготовки. Для удержания в губках клещей тяжелых заготовок применяют кольца или скобы, которые надевают на тот конец клещей, который держит рабочий.
Молотки (рис. 19, б) служат для установки и крепления заготовки клином на гладкой оправке. Молоток, имеющий массу 0,5—1,5 кг, насажен на ручку, изготовленную из прочного и вязкого дерева, например из березы или клена. Ручка молотка должна быть тщательно расклинена во избежание соскакивания с нее молотка при ударах.
Оправка необходима собственно для навивки пружины, а клин — для крепления заготовки на оправке.
Мелкие и средние пружины навивают в холодном состоянии. Пружины можно навивать вручную с применением несложных приспособлений, а также на токарных станках, оснащенных специальной оснасткой, и на холоднонавивочных пружинах автоматах.
Для изготовления небольших партий пружин применяют простейшие приспособления. Приспособление для навивки пружин, работающих на сжатие и растяжение (рис. 20), состоит из цилиндрической неподвижной оправки 4, установленной во втулке 5 и закрепленной стопорным винтом 3. Оправка имеет паз для крепления конца проволоки. Рукоятка / с втулкой устанавливается на оправку 4. Втулка имеет выступ с направляющей канавкой. Проволока 2 заправляется в паз и вращением ручки вокруг оправки осуществляется навивка пружины. Натяг пружины производится выступом втулки.
Оснастка, применяемая при навивке пружин на токарных станках, состоит из гладких оправок, приспособлений для направления и натяга проволоки на гладкие .оправки, вращающейся катушки. Гладкие оправки могут иметь цилиндрическую, коническую и бочкообразную форму. Материалом для оправок служит конструкционная углеродистая сталь. Форма гладких оправок зависит от формы пружин. Один из торцов гладких оправок имеет глухое центровое отверстие, которое служит для установки центра задней бабки. Конец проволоки крепится кулачком патрона передней бабки токарного станка. Для безопасной навивки пружины гладкая оправка поджимается центром задней бабки токарного станка.
Приспособление для направления и натяга проволоки при навивке пружин на токарных станках состоит из двух пар вращающихся роликов. Верхние ролики вращением винта могут перемещаться в вертикальном
направлении. Винт обеспечивает необходимое давление роликов на проволоку, увеличивая силы трения между ними. Приспособление обеспечивает постоянный натяг проволоки при навивке пружины.
Вращающаяся катушка представляет собой карусель (рис. 21). Катушка состоит из массивного основания с подшипником, в котором установлена вертикально стойка, свободно вращающаяся вокруг своей оси. На стойку надета катушка с мотком пружинной проволоки. Конец проволоки пропускают через установленную перед токарным станком стойку, которая при резке проволоки не позволяет ей спутаться на катушке.
Основным инструментом и оснасткой пружинонавивочных автоматов моделей ПН-1, А520, А521, А-522А, А524, А524А и другие являются: вращающиеся ролики правильного механизма для правки пружинной проволоки
входные, средние и выходные направляющие планки механизма подачи (см. рис. 39), навивочный палец (рис. 22), неподвижная оправка навивочного механизма (рис. 23), шаговая лапка с пальцем шагового механизма (см. рис. 45) и отрезной резец отрезного механизма (рис. 24).
Направляющие планки, неподвижная оправка, навивочный палец и отрезной резец обеспечивают надежную работу пружинонавивочного автомата, испытывают большие нагрузки при подаче и отрубке проволоки.
По вопросам размещения заказов на изготовление пружин обращаться:
Навивка – пружина
Навивка пружин на оправку производится на специальных ( табл. 6) или тока-рно-винторезных станках.
Навивка пружин может быть лучеобразной или пучкообразной.
Навивка пружин на них производится без предварительной нарезки на заготовки. Производительность при этом повышается в 6 – 7 раз по сравнению С ручной навивкой.
Навивка пружин на оправку производится на специальных ( табл. 6) или тока-рно-винторезных станках.
Навивка пружин на них производится без предварительной нарезки на заготовки. Производительность при этом повышается в 6 – 7 раз по сравнению с ручной навивкой.
Навивка пружин из заготовок прямоугольного сечения ( txs) при размещении их длинной стороной t перпендикулярно оси пружины весьма сложна ( в этом случае должно соблюдаться условие I tjs 4, где s – ширина сечения), а сильная деформация изгиба на оправке приводит к значительному утолщению внутренней части сечения, так что вместо прямоугольника в сечении получается трапеция. Круглое сечение при навивке почти не меняет своей формы. Для того чтобы получить после ндаивки пружины поперечное сечение витка правильной формы ( квадрат, прямоугольник), сечению заготовки необходимо предварительно придать специальную форму.
Навивка пружины производится в холодном состоянии на оправке, диаметр которой подбирается с учетом увеличения наружного диаметра шага пружины после снятия ее с оправки.
Навивка пружины производится в холодном состоянии на оправке, диаметр которой подбирается с учетом увеличения наружного диаметра шага пружины после снятия ее с оправки. Клапанные пружины после подгибки крайних витков и зачистки торцов подвергают отпуску при температуре около 300, а затем 5 – 10-кратному обжатию до соприкосновения витков.
Навивка пружины производится в холодном состоянии на оправке, диаметр которой подбирается с учетом увеличения наружного диаметра шага пружины после снятия ее с оправки. Клапанные пружины после подгибки крайних витков и зачистки торцов подвергают отпуску при температуре около 300, а затем-5 – 10-кратному обжатию до соприкосновения витков.
Электромоторная навивка сальниковых пружин допускается для материала диаметром до 1 8 мм.
Навивку пружин производят на токарно-винторезных станках на левых оборотах шпинделя. В трехкулачковом патроне токарного станка крепят оправку, торец которой поджимается центром. Диаметр оправки подбирают опытным путем. В отверстие, предварительно просверленное в оправке у патрона, заводят конец навиваемой проволоки, пропущенной через деревянные зажимы, закрепленные в резцедержателе.
Навивку пружин с начальным натяжением ( с плотными витками) производят как на автоматах путем простой настройки, так и на токарных станках с применением специального приспособления.
Навивку пружин выполняют на токарно-винторезных станках с помощью специального приспособления , мелкие пружины изготовляют на станках-автоматах.
Навивку пружин выполняют на токарно-винторезных станках с помощью специального приспособления.
После навивки пружины подвергают термической обработке по следующему режиму ( для стали 50ХФА): нормализация при 720 – 730 С в течение 15 – 20 мин с охлаждением на воздухе; закалка в масле при 850 – 860 С и отпуск в соляной ванне при 400 – 420 С с выдержкой 30 – 38 мин пли в свинцовой ванне с выдержкой 25 – 30 мин. Затем пружины подвергают дробеструйной обработке и шлифовке торцов, после чего сжатием проверяют соответствие характеристики пружины заданной в чертеже.
Технология изготовления пружин и требования к ним
Технология изготовления пружин играет важную роль и имеет большое значение для их беспроблемной долгосрочной эксплуатации. Упругие элементы – это высокотехнологичные изделия, требующие наличия квалификации и опыта от инженеров-конструкторов и технологов, а также хорошего парка оборудования на предприятии-производителе.
От того, насколько правильными были расчеты пружины, подбор материала с учетом требуемых характеристик и особенностей ее применения, а также используемые технологии и точность изготовления, зависит работа целого агрегата, где эта деталь будет комплектующей.
Витые пружины сжатия: особенности конструкции и эксплуатации
Данный тип пружин в процессе эксплуатации воспринимает нагрузки, прилагаемые в продольно-осевом направлении. Пружины сжатия изначально имеют просветы между витками, приложение внешней силы приводит к деформации, характеризующейся уменьшением длины изделия, и ограничивается тем моментом, когда витки соприкасаются. При отмене воздействия пружина должна восстановить свою форму и геометрические размеры, какими они были до приложения нагрузки.
Основными размерами, определяющими вид отдельной детали, являются:
- — Диаметр проволоки (прутков).
- — Количество витков.
- — Шаг навивки.
- — Диаметр изделия.
Наиболее распространенными являются цилиндрические винтовые пружины сжатия, у которых диаметр изделия одинаков по всей длине. Эти детали широко используются в разных отраслях промышленности: приборо- и машиностроении, горношахтной отрасли, газонефтедобыче, других.
Вообще же пружины сжатия могут иметь не только цилиндрическую форму, но и конусную, бочкообразную, более сложную. Шаг витков может быть постоянный и переменный, а навивка – по или против направления движения часовой стрелки.
Это вносит особенности в общепринятую технологию их изготовления.
Требования к пружинам
Чтобы выполнять свою работу эффективно и правильно, эти элементы должны обладать хорошей прочностью, пластичностью, упругостью, выносливостью и релаксационной стойкостью.
Достижение этих качеств возможно при соблюдении многих факторов, в том числе:
— Правильном выборе материала.
— Грамотно проведенных расчетах.
— Соблюдении технологии изготовления.
Качественные пружины должны соответствовать требованиям ГОСТ и техническому заданию конкретного заказчика.
Согласно стандарту предусмотрены три группы точности по контролируемым деформациям:
- — С допускаемым отклонениями до 5% (+/-).
- — До 10%.
- — До 20%.
В соответствии с этим определены три группы точности по геометрическим параметрам.
Важное требование к этим деталям – чистота поверхности, здесь не допускаются царапины и другие дефекты, так как они приводят к снижению прочности и надежности
Технологический процесс изготовления пружин.
Пружины и рессоры обычно работают в условиях многократных повторных нагружений. Такие детали должны обладать высокими упругими свойствами и выдерживать при эксплуатации большое число повторных нагружений без поломок и без осадки. Последнее означает, что при снятии нагрузки пружина или рессора должна полностью восстанавливать свои первоначальные размеры и форму. Многочисленными исследованиями установлено, что на долговечность работы пружин и рессор большое влияние оказывает качество и чистота обработки поверхности. Риски, волосовины, царапины и другие дефекты поверхности недопустимы, поскольку они резко снижают работоспособность таких деталей. Пружины небольших размеров навиваются из твердой холоднотянутой проволоки диаметром до 6—8 мм. Проволока изготовляется из углеродистой стали и упрочняется путем особой термической обработки — патентирования. По существу это сочетание изотермической закалки с холодным волочением. После такой закалки проволока приобретает структуру сорбита и затем протягивается последовательно через несколько отверстий (фильер). Диаметр отверстия немного меньше диаметра проволоки, протягиваемой через него. В результате проволока постепенно утоняется до нужных размеров. Уменьшение диаметра проволоки происходит путем пластической деформации, которая сопровождается наклепом. Благодаря этому проволока приобретает высокие упругие и прочностные свойства.
После навивки пружин из такой проволоки термическая обработка нужна только для снятия напряжений, возникших при навивке. С этой целью проводится отпуск при 200—250 °С с выдержкой в течение 20 мин.
Для изготовления пружин небольших и средних размеров наряду с патентированной проволокой используется проволока, полученная методом деформационного упрочнения, который разработан на Горьковском автозаводе. Он заключается в том, что проволоку из сталей 45, 65Г и др. подвергают вначале нормализации, а затем холодному волочению. Из такой проволоки навивкой изготовляют пружины, а затем нагревают их до 280—300 °C и выдерживают в течение 20—40 мин. При этом происходит процесс, называемый деформационным старением, в результате которого получается необходимое упрочнение проволоки. Аналогичным образом можно изготовлять рессоры, производя вместо волочения холодную прокатку листов.
Пружины средних и больших размеров, а также рессоры изготовляют из легированных сталей 50Г, 60С2 и др. Углеродистые стали вследствие их низкой прокаливаемости не используются. Кремнистые стали имеют повышенную прокаливаемость, но склонны к обезуглероживанию. Марганцовистые стали обладают также повышенной прокаливаемостью, но в то же время склонны к трещинам при закалке.
Навивка пружин средних и больших размеров производится из прутков в горячем состоянии. После этого следует термическая обработка.
При этом рекомендуется руководствоваться следующими правилами:
1) нагрев пружин под закалку нужно проводить в горизонтальном положении либо подвешивать их на приспособлении типа елочки; в противном случае пружина под тяжестью собственной массы может дать осадку;
2) пружины растяжения, имеющие витки, прилегающие вплотную один к другому, нужно зажимать или обвязывать так, чтобы их не развело при нагреве;
3) длинные пружины малого диаметра во избежание коробления перед нагревом надо насаживать на оправку;
4) пружины в закалочную жидкость во избежание коробления нужно погружать в вертикальном положении;
5) независимо от марки стали закалку производить в масле;
6) для получения равномерных свойств отпуск пружин лучше проводить в селитряных ваннах, а если в камерных электропечах, то обязательно с вентиляторами;
7) проводить отпуск на твердость HRC 40—47.
Технологический процесс изготовления пружин больших размеров включает следующие операции: горячую навивку; разводку витков на заданный шаг; закалку; отпуск; шлифовку торцов; очистку. При механизированном производстве пружин можно совместить нагрев под навивку и закалку.
Основная трудность при изготовлении пружин — предупреждение коробления при закалке. С этой целью применяют оправки. При изготовлении пружин небольших размеров оправку применяют при отпуске. Если: такая пружина при закалке покоробилась, то при насаживании на оправку перед отпуском она выпрямляется, и в условиях нагрева при отпуске размеры ее фиксируются по оправке. Пружину больших размеров, покоробленную при закалке, трудно зафиксировать на оправке перед отпуском. В таких случаях следует производить закалку на оправке. Однако при этом конструкция оправки должна обеспечивать достаточно полный доступ закалочной жидкости к пружине.
ПРУЖИНУ — НА ТОКАРНОМ?
Да, на любом токарном станке с полым шпинделем можно навить пружину диаметром до 12 мм из проволоки толщиной от 0,1 до 2 мм. Более того — любой длины. Все это обеспечивается несложным приспособлением, внедренным участниками НТТМ на Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени заводе подъемно-транспортного оборудования имени С. М. Кирова. В отличие от подобных устройств здесь узел подачи проволоки благодаря остроумному решению доступен для самостоятельного изготовления даже в сельских мастерских.
Основная деталь приспособления — труба с продольным пазом. Она крепится в задней бабке станка или в кронштейне, установленном на станине, оборудованной передней бабкой и снабженной двигателем.
В продольный паз трубы-направляющей вставлен челнок со втулкой, диаметр которой чуть меньше внутреннего диаметра трубы. Это позволяет челноку свободно перемещаться вдоль паза. Сквозь челнок под углом к осевой его втулки пропущена подающая трубка, через которую и пропускается проволока. А навивается она на стержень-оправку, проходящую внутри трубы через втулку челнока. В зависимости от желаемого диаметра изготовляемой пружины стержень может использоваться тоже разного диаметра. Одним концом он крепится во втулке, установленной подвижно, на подшипнике, в торце трубы. А другим зажимается вместе с концом проволоки в цанговом патроне передней бабки станка. Цанги тоже могут заменяться в зависимости от выбираемого диаметра стержня-оправки.
Работает приспособление следующим образом. Рукояткой патрона разводятся цанги, и в них зажимается оправка с концом проволоки, пропущенной через челнок. При включении двигателя через редуктор, обеспечивающий на шпинделе 530, 760, 990 и 1420 об/мин, проволока начинает наматываться на оправку, причем каждый новый виток упирается во втулку челнока, перемещая его вдоль трубы и тем самым обеспечивая равномерную навивку новых витков.
Приспособление для навивки пружин:
1 — станина, 2 — задняя бабка, 3 — торцевая втулка, 4 — стержень-оправка, 5 — навиваемая пружина, 6 — рукоятка цангового патрона, 7 — шпиндель, 8 — редуктор, 9 — рубочное устройство
Стол-тележка с приспособлением:
1 — ручка, 2 — барабан с проволокой, 3 — выдвижной стул.
После проходки челноком всего па-за трубы-направляющей поворотом ручки патрона освобождаются цанги, пружина слегка раскручивается и челноком сдвигается через полый шпиндель, легко сходя с оправки. Затем ручкой патрона снова зажимаются цанги, и цикл повторяется, Благодаря этому длина навиваемой пружины может быть неограниченной При необходимости же имеется возможность отрубить пружину нужной длины — для этого слева от двигателя есть специальное рубочное устройство.
Помимо использования приспособления на токарном станке, возможно и изготовление специального несложного пружинонавивочного стола, оборудованного, кроме всех основных элементов, еще и выдвижным стулом, а также подающим барабаном с проволокой.
Внедрение такого приспособления намного увеличивает производительность труда, повышает качество продукции и дает немалый экономический эффект.
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
modelist-konstruktor.com
