RU1811429C - Способ изготовлени пружин с некруглым профилем витка - Google Patents

Abstract

Использование: дл  изготовлени  пружин с различной некруглой формой поперечного сечени  витка пружины. Сущность изобретени ; заготовку проволоки помещают в инструмент, выполненный в виде пружины и вставленной внутрь нее оправки, и осуществл ют навивку проволоки путем вкручивани  ее между витками проволоки пружины-инструмента. Последн   выполнена из проволоки с некруглым поперечным сечением витка из материала, твердость которого выше твердости материала пружины заготовки. Затем осуществл ют силовое воздействие на инструмент с навитой заготовкой и получают пружину, которую потом выкручивают из инструмента, Изготовленную пружину подвергают затем раст жению , сжатию слесарной и термообработке. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

(Л

С

. Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использова- но при изготовлении пружин с произвольной, обычно, некруглой формы поперечного сечени  витка пружины.

Нафиг.1-5 представлены основные этапы изготовлени  пружины; на фиг. 1 - пружина-инструмент высокой твердости; на фиг.2 - навивка круглой проволоки 2 диаметром d между витками пружины-инструмента 1, надетой на оправку 3; на фиг.З - схема силового воздействи  на инструмент 1 с навитой заготовкой 2, помещенных на опору 4, оправку 3, внутри обоймы - пресс- формы 5; 6 - опора, через которую осуществл етс  силовое воздействие Q на витки пружины; на фиг.4 - процесс рассоединени  инструмента и полученной после опрессов- ки пружины с плоским поперечным сечением витка; на фиг.5 - пример конфигурации элементов и форма высокоэффективного инструмента 1 с полученной при опрессовке пружины 2.

На фиг,1-5 прин ты следующие обозначени : DH - наружный диаметр, D8 - внутренний диаметр пружины, а х b - сечение пр моугольного профил  пружины-инструмента; ai x bi - сечение близкого к пр моугольному профилю полученной пружины; Ri, RZ - радиусы скруглений пружины.; t - шаг витков пружины.

Способ реализуетс  по следующей схеме . Первоначально изготавливают инструмент-пружину с параметрами, близкими к параметрам требуемой нам пружины. Пружина-инструмент (в дальнейшем именуетс  инструмент) имеет в поперечном сечении витка пр моугольную, ромбическую, форму

СО

Ј Ю

ю

СА)

огранки, трапециевидную, как указано на фиг.5, или любую (как правило) некруглую форму. Твердость инструмента в 1,5-2 раза выше твердости проволоки, из которой изготавливают пружину-заготовку. Требование к профилю инструмента - стабильность формы, нетрудно выдержать, т.к. его изготовление не носит массовый характер. Обычно инструмент не имеет поджатых конечных витков. Дл  увеличени  эффективности процесса изготовлени  пружин и повышени  износостойкости рабочие поверхности инструмента имеют упрочн ющие покрыти .

На следующем этапе инструмент 1 помещают на оправку 3, котора  имеет соединение с опорой 4, Между оправкой и инструментом зазор минимален, Затем, зафиксировав один конец проволоки, например в отверстии 7 опоры 4, провод т навивку проволоки между витками пружины-инструмента на оправку 3. Навивают пружинную проволоку круглого, пр моугольного или любого другого профил . Авторы считают, что предпочтительна кругла  прополока.

На следующем этапе пружину-инструмент с оправкой и навитой проволокой-заготовкой (именуем также заготовкой) подвергают силовому воздействию по окружности витка. При этом их могут помещать в обойму - пресс-форму 5 или спрессовывать без обоймы, с ограничением лишь по внутреннему диаметру, т.е. оправке . Воздействие Q, прикладываемое через кольцо б, осуществл ют до тех пор, пока заготовка примет требуемую форму, т.е. пр моугольное сечение ai x bi, трапециевидное или форму битка, как показано на фиг.5.

Силовое воздействие осуществл ют ступенчато с выдержкой во времени после приложени  увеличивающейс  нагрузки, или по схеме с равномерным увеличением прикладываемой нагрузки до полной деформации заготовки в требуемый профиль 4 размеры,

Усилие Q равномерно воздействует на заготовку, поэтому достигаетс  стабильность процесса деформации в любом элементарном объеме А-А заготовки. На м гкий объем с, фиг.З, материала заготовки с двух сторон равномерно воздействуют через неподатливые участки инструмента k, m силы, суммарное действие которых обеспечивает равномерность деформаций, а в итоге - стабильность размера в поперечном сечении витка пружины,

После сн ти  нагрузки благодар  пружинным свойствам инструмента сжата 

пружина-заготовка начинает раст гиватьс . Между витками пружины-инструмента и оп- рессованной заготовки образуетс  зазор. Враща  обильно смазанные инструмент и

заготовку-пружину в разные стороны или зафиксировав одну из пружин и враща  другую, их разъедин ют, фиг.4. Получают изготовленную пружину и инструмент-заготовку , пригодную дл  многократных вышеописанных операций по навивке и опрессовке заготовок.

При необходимости увеличить или уменьшить шаг изготовленной пружины ее подвергают равномерному раст жению или

сжатию. Иногда дл  стабильности шага витков пружину калибруют по величине шага. Затем.провод т слесарные операции по формированию опорных витков, термообработку , заневоливание и другие стандартные

операции. Пружина готова.

Примеры реализации способа. Пружины-инструменты изготавливали из легированной стали. В данных опытах дл  пружин выбирались посто нными Он 20 мм, DB мм, а х b - 3,5 х 5 мм, а число витков п было различное от 5 до 17. Пружины изготавливали также с различным шагом t 7...10 мм.

При навивке за базовый вариант брали

круглую проволоку. В отдельных опытах навивались заготовки из проволоки, котора  была предварительно прокатана в пр моугольный или трапециевидный профиль. Дл  пружин использовали углеродистые и легированные стали. Диаметр проволоки 1,6-3,5 мм.

Пружину-инструмент и навитую на оправку проволоку помещали в пресс-форму, чтобы ограничить наружный диаметр пружины и избежать травматизма при воздействии Q через шайбу-опору 6.

При силовом воздействии исследовали две схемы нагружени . Перва  - ступенчатое воздействие на витки пружины в 3-4 приема с выдержкой между последующим нарастанием усили  Q в течение 20-60 & Втора  - плавное нарастание нагрузки.достаточное дл  деформации круглой проволоки до заданных размеров (ai x bi). Испытани  показали следующее. При работе по первой схеме, сдавлива  проволоку d 4 мм до 3 мм, разброс по толщине составил ±0,02 мм. При нагрузке по второй схеме , сдавлива  проволоку d 3 мм до 2 мм, получили значени  разброса толщины поперечного сечени  пружины ± 0.02 мм, т.е. схема нагружени  не вли ет на стабильность размера витка.

Установлено, что число витков пружины-инструмента также не вли ет на разброс толщины проволоки пр моугольного сечени  изготовленной пружины. В вышеприведенных примерах п 8 виткам. При числе витков 16 в идентичных услови х опрессов- ки допуск на размер не превышал ± 0,025 мм..

Пружины, изготовленные предложенным способом, имеют высокую работоспо- собность. Например, использование новых пружин в штампах позволило увеличить стойкость до 500-600 тыс. циклов без разрушени  или ухудшени  технологических па- раметр ов. При этом свободна  длина пружины Йо 40 MM,DH 18 мм, рабочее усилие 90 кг , рабочий ход 14 мм , поперечное сечение (ai x bi) 3,2 х 5,0 мм.

Работу с высокими показател ми при стойкости 1 млн. циклов обеспечивают пру- жины, изготовленные по предложенному способу, если их профиль подобен форме, приведенной на фиг.5; здесь RI 3 мм.,На 5 мм.

Таким образом, пружины, изготовлен- ные по предлагаемому способу, имеют высокую стабильность профил  в поперечном сечении витка проволоки, что обеспечивает хорошие эксплуатационные показатели пружины.

Ф о р м у л а и з о б р е т ё н и  

Claims (3)

1.Способ изготовлени  пружин с некруглым профилем витка, включающий навивку заготовки из проволоки, формирование профил  пружины путем осевого ежа-

ти  проволоки посредством опрессовки, раст жение изготовленной пружины, слесарную и термообработку, отличающий- с   тем, что навивку заготовки из проволоки осуществл ют посредством инструмента в виде пружины и вставленной внутри нее оправки путем вкручивани  ее между витками пружины-инструмента, причем пружина- инструмент выполнена из проволоки с некруглым профилем витка в поперечном сечении, имеющим пр моугольную, овальную, трапецеидальную форму, форму огранки, а твердость материала проволоки пружины-инструмента выше твердости материала проволоки заготовки , причем формирование профил  пружины осуществл ют путем осевого сжати  пружины-инструмента с навитой проволокой в несколько этапов, а после опрессовки и сн ти  усили , полученную пружину выкручивают по винтовой линии из пружины- инструмента путем захвата ее за оставшийс  недеформируемый конец заготовки , при этом после раст жени  изготовленную пружину подвергают сжатию и калибровке.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю. щ и и с   тем, что пружину-инструмент с оправкой и навитой проволокой размещают в пресс- форму, а затем осуществл ют опрессовку заготовки.

3.Способ по п.1, отличающийс  тем, что пружина-инструмент выполнена из проволоки с упрочн ющим покрытием на рабочих поверхност х.

i QM