RU2346778C1 - Method for manufacture of compression springs - Google Patents
Method for manufacture of compression springs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346778C1 RU2346778C1 RU2007120286/02A RU2007120286A RU2346778C1 RU 2346778 C1 RU2346778 C1 RU 2346778C1 RU 2007120286/02 A RU2007120286/02 A RU 2007120286/02A RU 2007120286 A RU2007120286 A RU 2007120286A RU 2346778 C1 RU2346778 C1 RU 2346778C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- wire
- springs
- winding
- load
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям изготовлению винтовых пружин сжатия, работающих в обычном режиме или с соударением витков, из патентированной или шлифованной до навивки проволоки. Может быть использовано при изготовлении пружин, работающих как при обычных, так и при высоких температурах.The invention relates to technologies for manufacturing helical compression springs operating in the normal mode or with the collision of coils, from a patented or polished wire before winding. It can be used in the manufacture of springs operating both at ordinary and at high temperatures.
Известен способ изготовления пружин сжатия по пат. RU №2275270 С1, включающий навивку пружины с шагом, превышающим шаг готовой пружины, термообработку, дробеметный наклеп, после дробеметного наклепа выполняют операцию прессовки пружины осевой нагрузкой (10÷300)F3, где F3 - сила пружины при максимальной деформации, и повторно прессовку нагрузкой, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки к осадке от приложения первой нагрузки [5]. При этом нагрузки могут быть вибрационными [6]. При достижении заданной высоты пружины повторная прессовка не обязательна. При повышенных требованиях к силовым параметрам пружины после навивки производят ее правку и шлифовку торцов со снятием на них фасок.A known method of manufacturing compression springs according to US Pat. RU No. 2275270 C1, including winding the spring in increments greater than the finished spring pitch, heat treatment, shot blasting, after shot blasting, the spring is pressed by an axial load (10 ÷ 300) F 3 , where F 3 is the spring force at maximum deformation, and repeatedly pressing by a load increased in proportion to the ratio of the required draft to draft from the application of the first load [5]. In this case, the loads can be vibrational [6]. Upon reaching a predetermined spring height, re-pressing is not necessary. With increased requirements for the power parameters of the spring after winding, dressing and grinding of the ends with removal of bevels on them.
Но при работе пружин в условиях повышенных температур происходит их осадка и потеря эксплуатационных свойств. Поэтому перед операцией навивки пружин проволоку следует подвергать высокотемпературной (ВТМО) термомеханической обработке [1], которая основана на совмещении операций горячей обработки металлов давлением (прокатка, волочение, гибка или навивка на малые радиусы) с последующим немедленным закаливанием при регламентированных температурно-временных параметрах. После ВТМО обеспечивается рост прочности, повышается усталостная прочность (в том числе и малоцикловая), а также сопротивление разрушению, пластичность и ударная вязкость, понижается температура хладоломкости, практически устраняется обратимая отпускная хрупкость и уменьшается водородное охрупчивание. При этом материал проволоки может подвергаться однократному или двукратному электрошлаковому переплаву, что уменьшает размеры неметаллических включений и увеличивает выносливость пружин. При производстве проволоки для снятия дефектов наружной поверхности может применяться обтачивание резцовой головкой, шлифовка, полировка.But during the operation of springs at elevated temperatures, their settlement and loss of operational properties occur. Therefore, before the operation of winding the springs, the wire should be subjected to high-temperature (HTMT) thermomechanical processing [1], which is based on combining the operations of hot metal forming (rolling, drawing, bending or winding at small radii) with subsequent immediate hardening at regulated temperature and time parameters. After HTMO, an increase in strength is ensured, fatigue strength (including low cycle strength) is increased, as well as fracture resistance, ductility and toughness, the cold temperature is lowered, reversible temper brittleness is practically eliminated and hydrogen embrittlement is reduced. In this case, the material of the wire can be subjected to single or double electroslag remelting, which reduces the size of non-metallic inclusions and increases the endurance of the springs. In the manufacture of wire to remove defects on the outer surface, turning with a cutter head, grinding, polishing can be used.
Предлагаемый технологический процесс изготовления пружин сжатия из обычной, шлифованной или патентированной проволоки, включающий навивку пружины с шагом, превышающий шаг готовой пружины, термообработку и дробеметный наклеп, прессовку пружины осевой нагрузкой, составляющей (10÷30)F3, где F3 - сила пружины при максимальной деформации, отличается тем, что перед навивкой пружины производят процесс высокотемпературной термомеханической обработки проволоки и при необходимости отпуск. При заневоливании к пружине вначале прилагают нагрузку, обеспечивающую минимально допустимую ее осадку при работе в изделии, а затем прилагают повторную нагрузку, увеличенную пропорционально отношению требуемой осадки к осадке от приложения первоначальной нагрузки [5]. При этом нагрузку можно прилагать вибрационно [6]. При повышенных требованиях к силовым параметрам пружины после навивки производят ее правку и шлифовку торцов со снятием на них фасок.The proposed manufacturing process for the manufacture of compression springs from a conventional, polished or patented wire, including winding the spring in increments, exceeding the finished spring pitch, heat treatment and shot blasting, pressing the spring with an axial load of (10 ÷ 30) F 3 , where F 3 is the spring force at maximum deformation, it differs in that before winding the springs, they perform the process of high-temperature thermomechanical processing of the wire and, if necessary, tempering. When covering the spring, at first, a load is applied that provides its minimum permissible draft when working in the product, and then a repeated load is applied, increased in proportion to the ratio of the required draft to draft from the initial load [5]. In this case, the load can be applied vibrationally [6]. With increased requirements for the power parameters of the spring after winding, dressing and grinding of the ends with removal of bevels on them.
Определение как первоначальной нагрузки при пластическом упрочнении витков пружины, так и величины шага при навивке под упрочнение известны и достаточно освещены [3, 4] в литературе и не вызывают затруднений.The determination of both the initial load during plastic hardening of the spring coils and the step size during winding under hardening are known and sufficiently illuminated [3, 4] in the literature and do not cause difficulties.
Способ осуществляют следующим образом. Шлифованную или патентированную проволоку подвергают ВТМО и при необходимости отпуску, затем проволоку подают на пружинонавивочный станок или автомат и навивают пружину с шагом, превышающим шаг готовой пружины. Производят термообработку пружины. После 100% люмконтроля и промывки осуществляют дробеметный наклеп. После производят прессовку пружины до достижения требуемой высоты пружины ее сжатием нагрузкой (10÷300)F3. Затем производят замеры параметров пружины. Последние операции - нанесение защитного покрытия, консервация и упаковка. При изготовлении точных по силовым параметрам пружин после навивки их правят и шлифуют торцы со снятием на них фасок.The method is as follows. The brushed or patented wire is subjected to HTMO and, if necessary, tempering, then the wire is fed to a spring-coiling machine or automatic machine and the spring is wound in increments exceeding the pitch of the finished spring. Produce heat treatment of the spring. After 100% luminocontrol and washing, a shot blasting is carried out. Then press the spring until the desired height of the spring is achieved by compressing it with a load (10 ÷ 300) F 3 . Then measure the parameters of the spring. Recent operations - protective coating, preservation and packaging. In the manufacture of springs that are accurate in terms of power parameters, after winding, they are straightened and the ends are ground with chamfering.
Примечание. Способы высокотемпературного термомеханического упрочнения разнообразны и представлены в следующих патентах.Note. Methods of high temperature thermomechanical hardening are diverse and are presented in the following patents.
1. А.с. 528989 СССР, МПК B21F 3/04. Способ изготовления пружин. / Шаврин О.И., Редькин Л.М., Крекнин Л.Т. - № 2100900/02; заявл. 31.01.75; опубл. 25.09.76. Бюл. № 35. - 2 с.1. A.S. 528989 USSR, IPC B21F 3/04. A method of manufacturing springs. / Shavrin O.I., Redkin L.M., Kreknin L.T. - No. 2100900/02; declared 01/31/75; publ. 09/25/76. Bull. No. 35. - 2 p.
2. А.с. 882687 СССР, МПК B21F 3/04, B21F 35/00, C21D 9/02. Способ изготовления пружин. / Шаврин О.И., Редькин Л.М., Конышев В.Н., Котельников А.В., Яковлев Ю.Т., Григорьев В.К. - №2782490/25-12; заявлено 19.06.79; опубл. 23.11.81. Бюл. № 43. - 2 с.2. A.S. 882687 USSR, IPC B21F 3/04, B21F 35/00, C21D 9/02. A method of manufacturing springs. / Shavrin O.I., Redkin L.M., Konyshev V.N., Kotelnikov A.V., Yakovlev Yu.T., Grigoriev V.K. - No. 2782490 / 25-12; claimed 06/19/79; publ. 11/23/81. Bull. No. 43. - 2 p.
3. А.с. 1234018 SU, МПК B21F 35/00. Способ изготовления крупногабаритных пружин. / Шаврин О.И., Редькин Л.М., Щербаков В.И., Маслов Л.Н., Конышев В.Н. - № 3781269/25-12; заявлено 13.08.84; опубл. 30.05.86. Бюл. № 20. - 2 с.3. A.S. 1234018 SU, IPC B21F 35/00. A method of manufacturing large springs. / Shavrin O.I., Redkin L.M., Scherbakov V.I., Maslov L.N., Konyshev V.N. - No. 3781269 / 25-12; claimed 08.13.84; publ. 05/30/86. Bull. No. 20. - 2 p.
4. А.с. 1509161 SU, МПК B21F 3/04. Способ изготовления пружин. / Редькин Л.М., Конышев В.Н., Мальков А.А., Котельников А.В. - № 4341421/31-12; заявлено 10.12.87; опубл. 23.09.89. Бюл. №35. - 2 с.4. A.S. 1509161 SU, IPC B21F 3/04. A method of manufacturing springs. / Redkin L.M., Konyshev V.N., Malkov A.A., Kotelnikov A.V. - No. 4341421 / 31-12; Declared 10.12.87; publ. 09/23/89. Bull. Number 35. - 2 p.
В результате отработки комплексной технологии изготовления пружин разработаны отраслевые технические условия на поставку термомеханически упрочненной проволоки из стали 65С2ВА - ТУ АЕЖ 347-82 (ИНИМТ); из стали 51ХФА и 60С2А - ТУ АЕЖ В3-350-88 (ИНИМТ) и ТУ ВЗ-350-88 (ИЖСТАЛЬ) [4].As a result of developing a comprehensive technology for the manufacture of springs, industry specifications have been developed for the supply of thermomechanically hardened wire from steel 65S2VA - TU AEZH 347-82 (INIMT); from steel 51KhFA and 60S2A - TU AEZh V3-350-88 (INIMT) and TU VZ-350-88 (IZHSTAL) [4].
Рассмотрим подробно способ по а.с. 1509161 SU. Проволоку из легированных сталей подвергают высокотемпературной термомеханической обработке волочением на специальной установке, а после ВТМО дают средний отпуск. Далее проводят холодную пластическую деформацию волочением со степенью деформации 15…50% (для сечения около 2 мм - 50%, свыше 5 мм - 15%). Методом холодной навивки на автоматах или гибки изготавливают пружины с последующим отпуском при температуре, не превышающей температуру отпуска упрочненной проволоки.Consider in detail the method for A.S. 1509161 SU. Alloy steel wire is subjected to high-temperature thermomechanical drawing by drawing on a special installation, and after HTMO they are given average tempering. Next, cold plastic deformation is carried out by drawing with a degree of deformation of 15 ... 50% (for a section of about 2 mm - 50%, over 5 mm - 15%). By cold winding on automatic machines or bending, springs are made with subsequent tempering at a temperature not exceeding the tempering temperature of the hardened wire.
Применение холодной пластической деформации со степенью менее 15% приводит к неравномерному упрочненному состоянию по сечению проволоки, приводя, в основном, к упрочнению поверхностных слоев металла. Последующая холодная деформация при операциях навивки, заневоливания нейтрализует эффект предварительного упрочнения. Деформация со степенью более 50% начинает создавать в термомеханически упрочненном материале проволоки очаги локальною перенапряжения, которые приводят к появлению усталостных трещин и, таким образом, к преждевременному разрушению пружин.The use of cold plastic deformation with a degree of less than 15% leads to an uneven hardened state over the cross section of the wire, leading mainly to hardening of the surface layers of the metal. Subsequent cold deformation during winding operations, skewing neutralizes the effect of preliminary hardening. Deformation with a degree of more than 50% begins to create foci of local overstrain in the thermomechanically hardened material of the wire, which lead to the appearance of fatigue cracks and, thus, to premature failure of the springs.
Способ опробован при изготовлении пружин форсунки дизеля из проволоки 51ХФА - ВТМО ⌀ 2,6 мм, число рабочих витков 6,5, общее число витков 8,5, высота 26 мм, наружный диаметр 11,8 мм. В качестве материала для проведения исследования использована проволока из стали 51ХФА диаметром 3,5 мм после ВТМО волочением на специальной установке, электроотпуска на твердость HRC42-48 при температуре 350-400°С на этой же установке и холодной пластической деформации волочением на стане 1/550 до диаметра 2,6 мм. После навивки пружины были отпущены при 320±10°С в течение 1 ч.The method was tested in the manufacture of diesel nozzle springs from 51XFA - VTMO wire ⌀ 2.6 mm, the number of working turns is 6.5, the total number of turns is 8.5, the height is 26 mm, and the outer diameter is 11.8 mm. As a material for the study, we used a wire made of 51KhFA steel with a diameter of 3.5 mm after HTMT drawing by a special installation, electrical tempering hardness HRC42-48 at a temperature of 350-400 ° C on the same installation and cold plastic deformation by drawing on a 1/550 mill up to a diameter of 2.6 mm. After winding, the springs were released at 320 ± 10 ° C for 1 h.
Опытные пружины испытывают на усталостном стенде. Сравнение производится с выносливостью серийных пружин и пружин из проволоки 51ХФА-ВТМО (без дополнительного упрочнения). Исследования показали, что выносливость опытных пружин, изготавливаемых из стали 51ХФА- ВТМО с дополнительной холодной пластической деформацией проволоки выше выносливости контрольных пружин в 1,8-2,5 раза. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение работоспособности пружин.Experienced springs are tested on a fatigue bench. Comparison is made with the endurance of serial springs and springs from 51XFA-VTMO wire (without additional hardening). Studies have shown that the endurance of experimental springs made of 51KhFA-VTMO steel with additional cold plastic deformation of the wire is higher than the endurance of control springs by 1.8-2.5 times. Thus, the proposed method provides increased performance of the springs.
Но не в условиях работы пружины с силовым контактом или соударением витков.But not in the conditions of operation of the spring with a power contact or a collision of coils.
Источники информацииInformation sources
1. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. / М.: Металлургия, 1982.1. Rakhstadt A.G. Spring steel and alloys. / M .: Metallurgy, 1982.
2. Патент RU № 2275270 С1, МПК B21F 35/04, C21D 9/02, 2006.2. Patent RU No. 2275270 C1, IPC B21F 35/04, C21D 9/02, 2006.
3. Тебенко Ю.М. Проблемы производства высокоскоростных пружин и пути их решения. Монография. - Ставрополь: ООО «Мир данных», 2007, 152 с.3. Tebenko Yu.M. Problems of production of high-speed springs and ways to solve them. Monograph. - Stavropol: LLC “Data World”, 2007, 152 p.
4. Землянушнова Н.Ю. Расчет винтовых цилиндрических пружин сжатия при контактном заневоливании. Монография. - Ставрополь: «Агрус», 2008, 136 с.4. Zemlyanushnova N.Yu. Calculation of helical cylindrical compression springs in contact overburdening. Monograph. - Stavropol: “Agrus”, 2008, 136 pp.
5. Авторское свидетельство СССР 554915, М.кл. B21F 35/00, 1975.5. USSR copyright certificate 554915, M.cl. B21F 35/00, 1975.
6. Авторское свидетельство СССР 580474, М.кл. G01M 13/00, B21F 35/00, 1976.6. Copyright certificate of the USSR 580474, M.cl. G01M 13/00, B21F 35/00, 1976.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120286/02A RU2346778C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Method for manufacture of compression springs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120286/02A RU2346778C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Method for manufacture of compression springs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007120286A RU2007120286A (en) | 2008-12-10 |
RU2346778C1 true RU2346778C1 (en) | 2009-02-20 |
Family
ID=40531730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007120286/02A RU2346778C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Method for manufacture of compression springs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2346778C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478016C1 (en) * | 2011-10-19 | 2013-03-27 | Олег Иванович Шаврин | Method of making helical springs |
RU2478015C1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-03-27 | Олег Иванович Шаврин | Method of producing spring and production line to this end |
-
2007
- 2007-05-30 RU RU2007120286/02A patent/RU2346778C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478015C1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-03-27 | Олег Иванович Шаврин | Method of producing spring and production line to this end |
RU2478016C1 (en) * | 2011-10-19 | 2013-03-27 | Олег Иванович Шаврин | Method of making helical springs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007120286A (en) | 2008-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2743366B1 (en) | Compression coil spring and method for producing same | |
KR101075323B1 (en) | Manufacturing method of coil spring using helicoid reduction mill | |
JP5299140B2 (en) | MATERIAL OF SHOT PEENING PROJECTION MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING SHOT PEENING PROJECTION MATERIAL | |
JP5393281B2 (en) | Coil spring manufacturing method | |
RU2346778C1 (en) | Method for manufacture of compression springs | |
RU2346777C1 (en) | Method for production of high-loaded compression springs | |
Rocha et al. | Changes in the axial residual stresses in AISI 1045 steel bars resulting from a combined drawing process chain | |
JP7269696B2 (en) | Highly formable dual phase steel | |
JP7318648B2 (en) | Martensitic stainless steel strip and manufacturing method thereof | |
JPH0663613A (en) | Manufacture of seamless steel tube for automobile | |
JP2022171223A (en) | γ- STAINLESS STEEL WIRE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
JP2017214621A (en) | Manufacturing method of hyper-eutectoid steel wire | |
CN108430661A (en) | Hot rolling roller and its manufacturing method | |
RU2464119C1 (en) | Method of making high-loaded compression springs | |
DK2764127T3 (en) | A method for improving the fatigue strength of micro-alloy steels, forged parts made by the method and apparatus for carrying out the method | |
TW553786B (en) | Method for manufacturing forged parts having a tensile strength of grade level 14.99 | |
JP2015172234A (en) | Slow cooling method for steel material | |
RU2524028C1 (en) | Method for producing resilient elements using method of anisotropic orientation of nanostructure in material | |
JP3388517B2 (en) | Manufacturing method of heat-resistant steel polished bar steel | |
WO2023218974A1 (en) | Machine structural member and method for manufacturing same | |
RU2501620C2 (en) | Method and device for production of helical springs | |
JP2009120907A (en) | Steel wire having excellent low temperature twisting property, and method for producing the same | |
RU158624U1 (en) | SHINING BODY | |
JP2005120432A (en) | Method for manufacturing wire or bar having excellent cold forging property | |
RU2318645C2 (en) | Steel oil piston rings manufacturing method |