Технологія виготовлення пружин кручення

ПОРЯДОК ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЙ

Виті пружини в залежності від їх розмірів і матеріалу виготовляютьсяабо способом холодної навивки (невеликі і середні пружини з дроту діаметром до 8 мм), або способом гарячої навивки (великі пружини).

Типовий порядок основних операцій технологічного процесу виготовлення пружин, які навиваються в холодному стані, наступний:

  1. навивка заготовок пружин;
  2. розрізування довгих заготовок-спіралей на окремі заготовки пружин (тільки при навивання на оправку у холодному стані);
  3. заправка решт пружин (обробка, освіта півкілець або причепів);
  4. термообробка пружини (не завжди);
  5. штучне механічне старіння (обтиснення, заневоліваніе) (не завжди) [9-1,9-2];
  6. захист від корозії;
  7. контроль і випробування пружин.

Типовий порядок операцій виготовлення великих пружин стиснення, навивають в гарячому стані, наступний:

  1. відрізка заготовок необхідної довжини;
  2. нагрів заготовок (прогресивно - струмами високої частоти);
  3. відтяжка або вальцювання кінців заготовок;
  4. нагрів заготовок;
  5. навивка пружин;
  6. заправка решт (обрубка або інша обробка);
  7. розводка і правка пружин;
  8. остаточна заправка торців;
  9. термообробка пружин (гарт і відпустка);
  10. захист від корозії;
  11. контроль і випробування пружин.

Навивки заготовки пружини

Навивка на оправки.

Виті циліндричні пружини навиваються на оправках в холодному стані при невеликому обсязі виробництва, а в гарячому стані - завжди на оправках. Навивка проводиться на зношених спеціально пристосованих верстатах токарного типу з обертовою оправленням.

 

Схема розташування шліфувальних кругів і пружин при шліфовці їх торців
На малюнку 9-5 зображена схема навивки заготовок кручений пружини, яка працює на розтяг, на оправці /, встановленої на верстаті або в пристосуванні. Початок дроту 2 закріплюється в хомутики 3 або іншим способом. При обертанні оправки разом з хомутиком в напрямку стрілки 4 дріт навивається на оправку, заповнюючи її у напрямку стрілки 5.

При навивання пружини, яка працює на стиск (мал. 9-6), для освіти кроку витків необхідно помістити між хомутиком 3 і дротом шагообразующую пластину 6 відповідної товщини, яка, переміщуючись вздовж осі оправки /, забезпечує укладання витків на необхідній відстані.

Схема штампу для відгибання витків пружини

При виготовленні коротких пружин на оправку навивається довга спіраль - заготівля для декількох пружин. З метою зменшення відходів дроту можна навивають дуже довгі заготовки аналогічно навивання спіралей для елементів резисторів.

При навивання пружини в холодному стані діаметр оправки слід вибирати рівним приблизно 0,8 - 0,95 внутрішнього діаметра пружини в залежності від властивостей дроту. Зменшувати діаметр оправки слід тому, що після зняття зусилля натягу дроту, необхідного при навивання, діаметр пружини збільшується внаслідок інших властивостей матеріалу.

Безоправочная навивка на автоматах значно продуктивніше. При цьому можна забезпечити набагато більшу точність виготовлення пружини внаслідок наявності в автоматів пристроїв для регулювання діаметра н кроку пружини.

Принцип безоправочной навивки кручений пружини на автоматі. Схема цього процесу така: дріт 1 двома фрікціонами 3 простягається через ролики 2, виправляють дріт. Виправлену дріт потрапляє в направляючу втулку 4, а з неї надходить на два ролики 5, осі яких лежать на одній окружності, внаслідок чого дріт завивається в пружину. Діаметр навивки пружини регулюють зміною діаметра окружності осей роликів. Крок пружин забезпечується спеціальним кроковим механізмом, який погоджує подачу дроту в поперечному напрямку з її поступальним рухом, тобто з навивкою. Обрізка пружин виробляється ножем 6, що знаходиться на оправці.

З метою подальшого збільшення продуктивності праці доцільно автомат для навивки забезпечити механізмом шліфування торців пружини, що працюють на стиск.

Розрізки довгих спіралей НА окремі заготовки

Навиті на оправці довгі спіралі розрізають на окремі заготовки. У дрібносерійному виробництві це іноді ще робиться вручну молотком і зубилом. Більш продуктивним і доцільним способом є розрубка заготовок штампом на пресі.

Розрубка заготовок штампом на пресі

Шліфування торців у пружин стиснення.

Кінцеві неробочі витки пружин, що працюють на стиск, шліфуються з торців для утворення поверхонь, перпендикулярних осі пружини.

При невеликому обсязі виробництва пружин кожна пружина шліфується на абразивно-заточний верстаті в дві установки, при цьому шліфовані торці пружини притискаються до циліндричної поверхні абразивного круга. Пружини вставляються по одній і шліфуються в пристосуванні, утримуваному в руці.

У великосерійному і масовому виробництвах торці пружин доцільно шліфувати на спеціальних верстатах. У Електроапарати-будові застосовують два види таких верстатів. У них шліфовані пружини поміщаються торцевими площинами між двома шліфувальними абразивними кругами. В одного з видів верстатів площину шліфування розташована вертикально, в іншого - горизонтально (рис. 9-5). У такого верстата, виконаного на базі горизонтально-фрезерного (завод «Динамо»), пружини 1 поступово по одній закладаються у втулки дискової повільно обертається обойми 3. Частина обойми з пружинами деякий час знаходиться між шліфувальними кругами 4 і 5. Обойма 3 може переміщатися уздовж осі обертання. Вона створює необхідне натискання на оброблювані пружини і визначає довжину L пружини. Відшліфовані пружини під дією сили тяжіння по мірі обертання обойми 3 аадають в відвідний жолобок. Дискові обойми змінні. Вони мають різну товщину, відповідну довжині пружини, і різний діаметр втулок, відповідний діаметру пружини.

Продуктивність праці на такому верстаті приблизно в 10 разів більша, ніж при шліфуванні торців на звичайному абразивно-заточний верстаті. Освіта півкілець, кілець або гачків (причепів) у пружин, що працюють на розтяг. Кінці пружин, що працюють на розтяг, зазвичай виконуються у вигляді півкілець, кілець або гачків, які утворюються з крайніх витків заготовки шляхом їх отгібкі.

Конструкції штампів для відгибання кінцевого витка

Частина операцій отгібкі можна виконувати на пресі, а частина - в пристосуваннях, звичайно вручну. Чим складніша форма кінцевих гачків, тим більше потрібно різних пристосувань, тому доцільно застосовувати кільцеву або полукольцевую форми гачків. Існують конструкції штампів для отгібкі кінцевого витка [9-2] (на мал. 9-6 / - вихідне положення штампа, в положенні / / відбувається відгин крайнього витка).

При великих кількостях однотипних пружин отгібку решт пружин слід проводити на автоматах.

ТЕРМІЧНА ОБРОБКА І ЗАХИСТ ПРУЖИН ВІД КОРОЗІЇ

Пружини, навиті в холодному стані з вуглецевої дроту за ГОСТ 13766-68, піддаються тільки відпуску при 200 - 350 ° С протягом 2 - 8 мін з метою зняття внутрішніх напружень, отриманих при навивання при цьому підвищується межа пружності Матеріалу пружин і забезпечується сталість їх характеристик. Слід зазначити, що при відпуску діаметр пружини трохи зменшується, а довжина її збільшується.

Термообробка зазвичай проводиться в електропечах з охолодженням пружин в маслі. Термічна обробка пружин, навитих в гарячому стані, полягає в гарті і відпустці.

Захист пружин від корозії.

Перед нанесенням антикорозійного покриття або перед хіміко-термічною обробкою поверхню пружин повинна бути ретельно очищена й підготовлена ​​шляхом механічних, хімічних або електрохімічних процесів. Прогресивним покриттям є вихровий напилення полімерів. Найбільш поширеними в електроапаратобудування способами захисту малих і середніх пружин від корозії є цинкування і вороніння (для апаратів загальнопромислового призначення), а також кадміювання (для морських умов експлуатації). Великі пружини зазвичай лакують. Середні і великі сталеві пружини, крім того, доцільно фосфатовані в цінкофосфатной ванні (пружини, що працюють на розтяг, слід розтягувати в підвісках для забезпечення рівномірності фосфатного покриття) з подальшим покриттям мастилами, лаками, фарбами [9-1, 9-2].

При травленні пружин в кислотах і гальванічних покриттях (цинкування) відбувається наводороживания верхнього шару дроту, що викликає підвищену крихкість пружин. Тому для усунення крихкості пружин їх необхідно обезводородіть. Це проводиться термообробкою при невисоких температурах, наприклад, починаючи з 110 °С протягом 30 хв з наступною витримкою при 150 °С протягом 1,5-2 год. Така ступінчастість нагріву необхідна для поступового видалення водню, в іншому випадку може статися відшаровування покриття.

При обезвоженні пружини необхідно знежирити, промити і просушити.

Інші рекомендовані матеріали сайту