Технология изготовления пружин сжатия

Технология холодной навивки пружин

При изготовлении витых пружин могут использоваться различные способы, одним из которых является холодная навивка. В холодном состоянии навивка пружин осуществляется на специальных пружинонавивочных станках-автоматах ЧПУ, вручную или на токарных станках с использованием специальных приспособлений.

Технологическая гибка проволоки на пружинонавивочных автоматах предполагает обязательную навивку опытных образцов с последующей их обработкой (механической, слесарной, термической). В процессе работы проверяется соответствие образца чертежным требованиям. В зависимости от полученных результатов проводится коррекция последующего производства.

Навивка пружин без закалки, но с последующим низкотемпературным отпуском

Такой обработке подвергаются все пружины, навитые из закалённой (в том числе патентированной) проволоки, имеющей временное сопротивление разрыву σв свыше 100 кгс/мм2.

Технология холодной навивки должна обеспечивать пружине следующие параметры:

• внутренний, наружный, средний диаметры
• количество общих и рабочих витков
• определенный шаг
• высоту с учетом последующей обработки
• конфигурацию зацепов

Кроме того, для пружин сжатия важным фактором является правильность поджатия опорных витков, для пружин растяжения – обеспечение дополнительных технологических витков для формирования зацепов.

После холодной навивки пружины, в зависимости от назначения, подлежат определенной механической обработке в зависимости от требований чертежа. Для пружин сжатия предполагается торцовка на специальных торцешлифовочных автоматах при помощи абразивных кругов с различной зернистостью.

Пружины кручения изготавливаются любой конфигурации в соответствии с требованиями чертежей на автоматах с ЧПУ. По окончанию навивки пружины отправляются на термообработку, которая производится в электрических печах.

По окончанию термообработки пружины подлежат испытаниям и прохождению контроля ОТК.

Навивка пружин с закалкой и отпуском

Такой обработке подвергаются пружины с особыми требованиями, навитые из конструкционных легированных сталей диаметром проволоки 3 мм и более, имеющей временное сопротивление разрыву σв менее 100 кгс/мм2.

При навивке пружин с закалкой и отпуском процесс происходит аналогично предыдущему с разницей в том, что после процедуры навивки пружины подвергаются закалке с последующим отпуском.

Далее выполняется механическая обработка в соответствии с требованиями чертежей.

При этом под закалкой подразумевается нагрев изделий и их выдержка с соблюдением определенного температурного режима, а также их последующее резкое охлаждение в холодной среде (воде, масле, солевом растворе и пр.).

Процесс отпуска предполагает нагрев и выдержку навитых пружин при определенной температуре для придания им технологических параметров в соответствии с требованиями чертежа (например, определённой твёрдости, HRC).

По требованию заказчиков для пружин может производиться торцовка, осадка, дробеструйная обработка, галтовка, снятие фасок, покрытие поверхности антикоррозийным покрытием и пр.

Источник: http://dspring.ru/informatsiya/stati/tekhnologiya-kholodnoj-navivki-pruzhin

Как сделать пружину из проволоки

Пружины – упругие элементы конструкций, служащие для накопления или рассеяния механической энергии. Они окружают нас со всех сторон — под клавишами клавиатуры компьютера, в подвеске автомобиля и в подъемном механизме дивана. Наиболее распространены витые пружины сжатия. Существует несколько способов сделать их.

Как сделать пружину

Витые пружины сжатия

Упругие элементы могут иметь различные пространственные формы. Исторически первыми пружинами освоенными человеком, были листовые.  Их и сегодня можно видеть — это рессоры у большегрузных грузовиков. С развитием технологий люди научились изготавливать более компактные витые пружины, работающие на сжатие. Кроме них, используются и пространственные упругие элементы.

Витые пружины

Особенности конструкции

Такие пружины при работе принимают нагрузку вдоль своей оси. В начальном положении между их витками существуют просветы.

Приложенная внешняя сила деформирует пружину, длина ее уменьшается до тех пор, пока витки не соприкоснуться. С этого момента пружина представляет собой абсолютно жесткое тело.

По мере уменьшения внешнего усилия форма изделия начинается возвращаться к первоначальной вплоть до полного восстановления при исчезновении нагрузки.

Основными характеристиками, описывающими геометрию детали, считают:

• Диаметр прутка, из которого навита пружина.
• Число витков.
• Навивочный шаг.
• Внешний диаметр детали.

Внешняя форма может отличаться от цилиндрической и представлять собой одну из фигур вращения: конус, бочку (эллипсоид) и другие

Шаг навивки бывает постоянный и переменный. Направление навивки – по часовой стрелке и против нее.

Устройство пружины

Сечение витков бывает круглым, плоским, квадратным и др.

Концы витков стачиваются до плоской формы.

Шире других используются цилиндрические винтовые пружины постоянного внешнего диаметра и постоянного шага. Они применяются в таких областях, как

• Машиностроение.
• Приборостроение.
• Транспортные средства.
• Добыча полезных ископаемых промышленность.
• Бытовая техника .

и в других отраслях.

Применение пружины в быту

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:

• менее 5%;
• менее 10%;
• менее 20%.

Схематическое изображение пружины

Строгие требования предъявляются к точности соблюдения геометрии, чистоте поверхности.

Не соответствуют стандарту изделия с царапинами и прочими наружными дефектами, снижающими ресурс изделия и срок его эксплуатации

Требования к материалу

Прочностные параметры и отказоустойчивость изделия во многом определяются материалом, из которого его решили сделать. Металлурги выделяют в классификации сталей специальные рессорно-пружинные стали.

Они обладают специфической кристаллической структурой, определяемой как химическим составом, так и проводимой термической обработкой изделий.

Высоколегированные сплавы повышенной чистоты и высокого металлургического качества обеспечивают высокую упругость и пластичность, способны сохранять свои физико-механические свойства после многократных деформаций.

Популярность среди конструкторов механизмов приобрели пружинные сплавы 60С2А, 50ХФА и нержавейка 12Х18Н10Т

Особенности технологии

Технологический процесс изготовления упругих элементов зависит от технических требований, предъявляемых к конструкции. Сделать пружину не так просто, как обычную деталь, которая не должна обладать особыми упругими свойствами. Для этого требуется специальное оборудование и оснастка.

Навивка пружин с круглым сечением витка проводится следующими методами:

• Холодная. Применяется для малых и средних размеров (диаметр проволоки до 8 миллиметров).
• Горячая. Для больших диаметров.

Технология навивки пружины

После навивки упругие элементы подвергают различным видам термообработки. В ее ходе изделие приобретает заданные свойства.

Технология холодной навивки без закалки

Сначала необходимо сделать подготовительные операции. Перед тем, как из проволоки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она заключается в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.

В ходе операции навивки должны быть выдержаны следующие параметры:

• Внешний диаметр изделия (для некоторых деталей нормируется внутренний диаметр).
• Число витков.
• Шаг навивки.
• Общая длина детали с учетом последующих операций.
• Соблюдение геометрии концевых витков.

Холодная навивка без отпуска

Далее проводится стачивание концевых витков до плоского состояния. Это необходимо сделать для обеспечения качественного упора в другие детали конструкции, предотвращения их разрушения и выскальзывания пружины.

Следующий этап технологического процесса — термообработка. Холодная навивка пружин предусматривает только отпуск при низких температурах. Он позволяет усилить упругость и снять механические напряжения, возникшие в ходе навивки.

Исключительно важно точно соблюдать проектный график термообработки, тщательно контролируя температуру и время выдержки.

Далее по необходимости могут наноситься защитные покрытия, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвергаются повторному нагреву для снижения содержания водорода в приповерхностном слое.

Технология холодной навивки с закалкой и отпуском

Первые этапы технологии совпадают с предыдущим процессом. На стадии термообработки начинаются изменения. Она проводится в несколько этапов:

• Закалка. Заготовку нагревают до заданной температуры, выдерживают от 2 до 3 часов. Далее подвергают скоростному охлаждению, погружая в емкость с минеральным маслом или солевым раствором. В ходе стадии закалки заготовки должны находиться в горизонтальном положении. Это позволит избежать из деформации
• Отпуск. Заготовку нагревают до 200-300° и выдерживают несколько часов для снятия внутренних напряжений и улучшения упругих свойств.

Далее также проводятся измерительные и контрольные операции. Прошедшие контроль заготовки направляют на пескоструйную обработку для снятия окалины. При необходимости следует сделать также и дробеструйную обработку для повышения прочности поверхностного слоя металла.

Завершает процесс нанесение защитного покрытия.

Технология горячей навивки с закалкой и отпуском

Перед навивкой заготовку нагревают до температуры пластичности одним из следующих методов

• муфельная печь;
• газовая горелка;
• высокочастотный нагрев.

Далее заготовка поступает на навивочное оборудование, Проводится корректировка геометрии и формирование плоских торцов.

Термическая обработка включает в себя закалку и низкотемпературный отпуск.

Графики термообработки строятся исходя из свойств материала и размеров заготовки.

Рабочий режим линии печи закалки и отпуска

Далее следует контрольно- измерительный этап. Заканчивается изготовление нанесением антикоррозионной защиты.

Используемое оборудование и оснастка

Чтобы сделать упругий элемент, требуется специализированное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на обычном токарном станке, но потребуется его дооборудование специальной оснасткой. Средние и крупные серии изготавливают на полуавтоматических установках, работающих с минимальным вмешательством оператора. Сделать пружину из проволоки можно и вручную. Для этого также потребуется специальная оснастка.

На следующем этапе механической обработки торцы шлифуются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно сделать шлифовальном круге.

Термообработка проводится с применением оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специализированных печах для закалки и отпуска. Обе операции можно сделать и в универсальной печи.

Используемое оборудование и оснастка

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/tehnologii/kak-sdelat-pruzhinu.html

Разработка сквозной технологии производства пружин

Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО Магнитогорский государственный технический университет имени Носова

Кафедра технологий и сертификаций и сервиса автомобилей

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему

Разработка сквозной технологии производства пружин

Выполнил ст. гр ТСА-09

Глухарёв А.В.

Проверил: доцент ктн :

Зотов С.В.

Магнитогорск 2011,г

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ И УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДЕТАЛИ

1.1Выбор материала для изготовления пружин

2.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

3. ГОРНО-РУДНЫЙ ЭТАП

3.1 Добыча руды

3.2 Подготовка железных руд

4. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЭТАП

4.1 Производство чугуна

4.1.1 Конструкция доменной печи

4.1.2 Доменный процесс

4.2 Производство стали

4.2.1 Производство стали в кислородных конвертерах

4.3 Разливка стали

5. ЭТАП ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНОГО ПРУТКА

5.1 Горячая прокатка

5.2 Очистка от окалины

6. СЛЕСАРНО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

6.1 Обработка прутков на токарных линиях

6.2 Нагрев и навивка спиралью

6.3 Закалка и отпуск

6.4 Дробеструйная обработка

6.6 Нанесение защитного покрытия

6.7 Контроль статистической нагрузки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Пружины являются распространенным деталями общего назначения. От конструкций и качества изготовления пружин зависит работоспособность и долговечность различных автоматов и автоматических устройств.

В силовом отношении пружины представляют собой детали высоко напряженные. Погрешности, допущенные при проектирований и изготовлении пружин, приводят к серьезным поломкам дорогостоящих машин и агрегатов. Между тем пружина — одна из немногих деталей, хорошо поддающихся расчету, так как в силу сравнительной простоты конструкции аналитические зависимости с достаточной достоверностью отображают реальные условия ее работы

В большинстве случаев пружины используются в машинах и приборах в качестве силовых элементов, обеспечивающих действие необходимых усилий на определенных участках пути (предохранители и др), амортизаторов, предназначенных для восприятия энергии удара и последующего рассеивания ее в виде затухающих колебаний, аккумуляторов энергии как источники движения (пружинные двигатели) , чувствительных элементов, изменяющих свои размеры пропорционально приложенной нагрузке (силоизмерители).

В данной курсовой работе рассмотрена технология изготовления распределительного вала автомобиля, начиная с этапа горно-рудного процесса, заканчивая шлифовкой готового вала и придания ему готового вида.

Главной задачей работы является разработка наиболее рациональной технологии изготовления детали автомобиля — распределительного вала с соблюдением всех требований к такому виду деталей и обеспечения безотказной работы непосредственно в узле.

Использованные методы добычи необходимого материала и обработки были выбраны из множества других металлургических и производственных методов. В данном случае выбранный материал проходил следующие этапы производства:

)Горно-рудный (добыча необходимого вида руды, ее обработка и обогащение);

)Металлургический (получение чугуна в доменных печах, затем сталеплавильный процесс в кислородном конверторе и непосредственная разливка стали);

)Обработка металла давлением (заготовку распределительного вала прокатывают в горячем состоянии и штампают для придания геометрии детали);

)Слесарно-механическая обработка (фрезерование, обтачивание, термообработка, шлифовка)

1.АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ И УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДЕТАЛИ

В зависимости от вида нагружения различают пружины растяжения, сжатия, изгиба и кручение.

Под нагрузкой в пружине одновременно возникают несколько компонентов напряжения. Поэтому в каждом конкретном случае приходится выделять наиболее существенные из них: растяжения, сжатие, изгиб, кручение.

Вид нагружения пружины может совпадать либо не совпадать с характером напряженного состояния (таблица 1). Рассмотрим область применения наиболее распространенных пружин, представленных в этой таблице.

К пружинам сжатия относятся также пружины кольцевые (II) и тарельчатые ( IV), обладающие относительно большой жесткостью и поглощающей способностью при малых габаритах. Пружины этих типов применяются в тяжело нагруженных амортизационных системах. А также для виброизоляций различных конструкций.

Блочные пружины (III), работающие на сжатие, изготовляются из неметаллических материалов и применяются, главным образом, в качестве виброизоляторов.

пружина прут слесарный спираль

Таблица 1 Основные виды пружин

Плоские пружины, работающие

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• Далее
• На последнюю страницу

Источник: http://geum.ru/doc/work/144078/index.php

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.

Технология холодной навивки пружин без закалки

Навивка заготовок выполняется из проволоки, которая производителем заранее была подвергнута патентированию. Этот процесс представляет собой нагрев до температуры, превышающей интервал превращений, что отлично подготавливает материал для последующей холодной пластической деформации.

В сформированных навивкой заготовках обеспечиваются соответствие таких обязательных параметров, как:

• Диаметр (этот параметр может быть внутренним, средним или наружным).
• Количество предусмотренных витков (рабочих и общих).
• Шаг и размер по высоте изготавливаемой детали (учитываются изменения, возможные в результате последующей обработки).
• Правильность выполнения поджатия крайних витков.

Следующий этап – механическая отделка (торцевание), в процессе которой концевые витки (нерабочие) обрабатываются до образования поверхности, перпендикулярной оси. После этого производится термическая обработка – в данном случае – только низкотемпературный отпуск.

Это придает постоянные упругие свойства и нивелирует созданные при навивке напряжения. Важный технологический момент – правильно определить температуру и время воздействия, ориентируясь на диаметр выбранного материала и требования стандартов.

Термообработанные пружины подвергаются контролю и испытаниям на соответствие параметров требованиям чертежей.

Если по требованиям эксплуатации предусмотрено антикоррозионное покрытие, его нанесение становится последним этапом производства таких деталей. Только в том случае, если применялась гальваника, детали прогреваются для обезводороживания.

Технология холодной навивки пружин с закалкой и отпуском

Отличие данной технологии от описанной ранее начинается только на этапе термической обработки. Предыдущие действия: навивка и необходимая механическая обработка, выполняются точно так же.

Первым этапом термической обработки выполняется закалка: нагрев до определенной температуры (в зависимости от используемого материала), выдержка детали в течении указанного времени и принудительное (быстрое) охлаждение специальной среде, в основном в масле (иногда в воде, солевом растворе, других). Важно: для нагрева пружин под закалку их располагают горизонтально во избежание просадки под собственным весом.

После этого производится контроль таких параметров, как твердость, правильность сжатия/восстановления. Если предусмотрено технологией изготовления конкретной детали – применяется очистка пескоструем, упрочнение дробью, нанесение предотвращающего коррозию защитного покрытия.

Технология горячей навивки пружин с закалкой и отпуском

Горячая навивка подразумевает предварительный прогрев материала в электрической или газовой печи (возможный вариант – применение токов высокой частоты).

Подготовленная таким образом заготовка подвергается навивке согласно требованиям техзадания, разводке, а также торцовке и доводке геометрических значений с помощью инструментов. После этого деталь подается на закалку, параметры которой определяются используемым материалом, а потом – на отпуск.

По окончании термообработки производится контроль параметров и, если это необходимо, обжатие, заневоливание, другие дополнительные операции и обработка поверхности. Завершается процесс производства окрашиванием и сушкой.

Технологии навивки пружин

Процесс, при котором стальному прутку или проволоке придается форма пружины, называется навивка пружин, данный технологический процесс может быть двух типов – холодная навивка и горячая. Каждый из двух способов имеет свою специфику и назначение.

Технология горячей навивки пружин

Cостоит из следующих этапов:

• Заготовку (пруток) нагревают в печи, которая расположена рядом со станком, до определенной температуры, далее пруток подают на навивочный стан;
• Пруток навивают, затем обрабатывают (обрезают концы изделия, придают требуемые параметры пружине);
• Осуществляют закалку изделий;
• Производят отпуск изделий;
• Выполняется торцовка опорных витков;
• Наносится гальваническое покрытие (в зависимости от среды, в которой пружине предстоит работать).

Такая навивка может проводиться на специализированном оборудовании, и достаточно сложна в технологическом плане.

Технология холодной навивки пружин

Навивка пружин на автомате холодным способом проводится на пружинонавивочных станках с ЧПУ либо, при небольших объемах производства, для навивки изделий могут применяться токарные станки или ручной инструмент.

Непосредственно сам технологический процесс не сильно отличается от описанных выше этапов для метода горячей навивки, основное отличие состоит в том, что пруток (проволоку) при навивке не разогревают.
Холодный способ навивки бывает двух видов – с закалкой и отпуском или без проведения данных процедур.

Выбор того или иного вида холодной навивки пружин выбирается в зависимости от необходимых конечных характеристик изделия.

Подробнее о навивке пружин можно так же узнать с других страниц нашего сайта, например: производство пружин или изготовление пружин, а так же можно посмотреть фото и видео технических процессов в нашей галереи — перейти.

Источник: http://pruzhin.ru/tehnologii_navivki_pruzhin/