RU2601015C2 - Method of helical springs hardening - Google Patents

Method of helical springs hardening Download PDF

Info

Publication number
RU2601015C2
RU2601015C2 RU2015108327/02A RU2015108327A RU2601015C2 RU 2601015 C2 RU2601015 C2 RU 2601015C2 RU 2015108327/02 A RU2015108327/02 A RU 2015108327/02A RU 2015108327 A RU2015108327 A RU 2015108327A RU 2601015 C2 RU2601015 C2 RU 2601015C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spring
hardening
coils
contact line
springs
Prior art date
Application number
RU2015108327/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015108327A (en
Inventor
Юрий Михайлович Тебенко
Original Assignee
Юрий Михайлович Тебенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Михайлович Тебенко filed Critical Юрий Михайлович Тебенко
Priority to RU2015108327/02A priority Critical patent/RU2601015C2/en
Publication of RU2015108327A publication Critical patent/RU2015108327A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2601015C2 publication Critical patent/RU2601015C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F35/00Making springs from wire
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/02Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used during helical compression springs hardening. Method comprises spring winding with pitch exceeding pitch of finished spring, thermal treatment, wheel blasting, penetrant inspection and thermally treated spring ends polishing. At final stage, spring outer and inner surfaces cold-hardening is carried oud and spring surface cold-hardening along turns to each other contact line. Spring outer and inner surfaces cold-hardening is performed by stamping using hardening device when spring is in female die opening by means of spring turns expansion to female die opening surface by male die entering into it. Gap between female die and male die surface opening is selected less than spring turn diameter for 0.2…2 mm. Spring surface cold-hardening along spring turns contact line between each other is performed by spring compression with force of 5…300F3, where F3 is spring force at maximum strain.
EFFECT: higher efficiency of hardening and spring elastic properties stability.
3 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу упрочнения винтовых цилиндрических пружин сжатия.The invention relates to mechanical engineering, in particular to a method for hardening helical cylindrical compression springs.

Уровень техникиState of the art

Известен способ упрочнения пружин - дробеметная обработка, который является наиболее распространенным в производстве пружин. Сущность процесса обработки дробью заключается в том, что детали после окончательной механической или термической обработки подвергают ударному воздействию потока стальной или чугунной дроби. Дробеметную обработку пружин производят на механических или пневматических дробеметных машинах стальной или чугунной дробью диаметром от 0,4 до 1,8 мм (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с., с. 74…75).A known method of spring hardening is shot blasting, which is the most common in the production of springs. The essence of the process by processing shot is that the parts after the final mechanical or heat treatment are subjected to the impact of the flow of steel or cast iron shots. Shot blasting of springs is performed on mechanical or pneumatic shot blasting machines with steel or cast-iron beads with a diameter of 0.4 to 1.8 mm (Ostroumov, V.P. Production of coil cylindrical springs / V.P. Ostroumov. - M.: Mechanical Engineering, 1970. - 135 p., P. 74 ... 75).

При дробеметной обработке на поверхности витков создаются двухсторонние остаточные напряжения сжатия, препятствующие раскрытию усталостных трещин и повышающие предел выносливости на 40-80%. (Лавриненко, Ю.А. Упрочнение пружин / Ю.А. Лавриненко, Е.Г. Белков, В.В. Фадеев. - Уфа: Издательский дом «Бизнес-Партнер», 2002. - 124 с. 16).When shot blasting, double-sided residual compressive stresses are created on the surface of the coils, which prevent the opening of fatigue cracks and increase the endurance limit by 40-80%. (Lavrinenko, Yu.A. Spring hardening / Yu.A. Lavrinenko, EG Belkov, VV Fadeev. - Ufa: Business Partner Publishing House, 2002. - 124 p. 16).

Недостатком способа является то, что дробеметная обработка не устраняет неравномерность распределения напряжений по сечению витка пружины. Витки цилиндрической пружины обычно имеют значительную кривизну. Это приводит к значительному повышению напряжений, достигающему 40% на внутреннем волокне витков, по сравнению с напряжениями, возникающими на наружном волокне витков. (Пономарев, С.Д. Расчет упругих элементов машин и приборов / С.Д. Пономарев, Л.Е. Андреева. - М.: Машиностроение, 1980. - 326 с., с. 88). В процессе работы пружины на внутренней стороне сечения витков развиваются усталостные трещины.The disadvantage of this method is that shot blasting does not eliminate the uneven distribution of stresses over the cross section of the coil of the spring. Coils of a coil spring usually have significant curvature. This leads to a significant increase in stresses, reaching 40% on the inner fiber of the coils, compared with the stresses arising on the outer fiber of the coils. (Ponomarev, S.D. Calculation of the elastic elements of machines and devices / S.D. Ponomarev, L.E. Andreeva. - M.: Mashinostroenie, 1980. - 326 p., P. 88). During operation of the spring, fatigue cracks develop on the inner side of the coil section.

Известно, что наибольшую стабильность упругих свойств в зависимости от вида обработки пружины показывают после обработки в напряженном состоянии (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с., с. 93…96). По аналогии с этим дробеметная обработка пружин должна производиться в сжатом до соприкосновения витков (напряженном) состоянии. При дробеметной обработке сжатой пружины поток дроби достигнет только наружной стороны витков, а внутренняя сторона витков останется неупрочненной, что является недостатком.It is known that the greatest stability of elastic properties, depending on the type of spring treatment, is shown after processing in a stressed state (Ostroumov, V.P. Production of coil cylindrical springs / V.P. Ostroumov. - M.: Mashinostroenie, 1970. - 135 p., p. 93 ... 96). By analogy with this, the shot blasting of the springs should be carried out in a compressed state until the coils touch. During shot blasting of a compressed spring, the shot flow will reach only the outer side of the coils, and the inner side of the coils will remain unstressed, which is a drawback.

Известен способ упрочнения цилиндрических винтовых пружин, включающий навивку, закалку, отпуск, дробеструйную обработку и заневоливание, причем на заключительной стадии производят наклеп внутренней поверхности пружин. Наклеп осуществляют с помощью протягивания дорна либо ударным воздействием на внутреннюю поверхность витка пружины. Предлагаемые устройства реализации способа - дорн либо упрочняющую головку с роликами - устанавливают на токарном станке, в зажимном приспособлении которого закрепляется пружина (Патент RU 2462519, МПК C21D 9/02, C21D 7/06, B21F 35/00. Способ упрочнения цилиндрических винтовых пружин / Шаврин О.И., 2011115786/02; Заявлено 20.04.2011; опубликовано 27.09.2012. Бюл. №27).A known method of hardening cylindrical coil springs, including winding, hardening, tempering, bead-blasting and troweling, and at the final stage, the inner surface of the springs is hardened. Hardening is carried out by pulling the mandrel or by impact on the inner surface of the coil of the spring. The proposed device for implementing the method - the mandrel or reinforcing head with rollers - is installed on a lathe, in the clamping device of which a spring is fixed (Patent RU 2462519, IPC C21D 9/02, C21D 7/06, B21F 35/00. The method of hardening coil springs / Shavrin O.I., 2011115786/02; Stated April 20, 2011; published September 27, 2012. Bull. No. 27).

Недостатком этого способа, принятого в качестве прототипа, является сложность крепления пружины в зажимном приспособлении токарного станка и возможность повреждения ее витков при неравномерном распределении сил зажима и сил от протягивания дорна или от ударного воздействия роликов головки неназванной модели (марки).The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the difficulty of securing the spring in the clamping device of the lathe and the possibility of damage to its coils with an uneven distribution of clamping forces and forces from pulling the mandrel or from the impact of the rollers of the head of an unnamed model (brand).

Недостатками также являются длительность процессов: установки пружины в устройство и удаления из него, приведения во вращение пружины и рабочего инструмента (дорна или головки с роликами), подвода и отвода рабочего инструмента. Не решен вопрос снятия пружины с рабочего инструмента, что также является недостатком.The disadvantages are the duration of the processes: installing the spring in the device and removing from it, bringing the spring and the working tool (mandrel or head with rollers) into rotation, supply and removal of the working tool. The issue of removing the spring from the working tool is not resolved, which is also a drawback.

В этом способе под понятием «заневоливание» указано 3- или 5-кратное сжатие пружины до соприкосновения витков, что на самом деле не является заневоливанием, а считается предварительной осадкой, применяемой с целью обнаружения грубых отклонений от технологического процесса. Основная осадка пружин, в том числе циклических, производится операцией заневоливания, которая происходит за первые 20-30 часов, и затем увеличивается незначительно. (Остроумов В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с., с. 65…68).In this method, the term “regrowing” refers to a 3- or 5-fold compression of the spring until the coils touch, which is not in fact a regression, but is considered as preliminary draft, which is used to detect gross deviations from the process. The main draft of the springs, including cyclic ones, is carried out by the gouging operation, which occurs in the first 20-30 hours, and then increases slightly. (Ostroumov V.P. Production of coil cylindrical springs / V.P. Ostroumov. - M.: Mashinostroenie, 1970. - 135 p., P. 65 ... 68).

Известно, что наибольшую стабильность упругих свойств в зависимости от вида обработки пружины показывают после обработки в напряженном состоянии (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с., с. 93…96). По аналогии с этим наклеп внутренней поверхности пружины в представленном изобретении должен производиться в сжатом состоянии, что не выполнено. Это также является недостатком принятого за прототип способа.It is known that the greatest stability of elastic properties, depending on the type of spring processing, is shown after processing in a stressed state (Ostroumov, V.P. Production of coil cylindrical springs / V.P. Ostroumov. - M.: Mechanical Engineering, 1970. - 135 p., p. 93 ... 96). By analogy with this, the hardening of the inner surface of the spring in the present invention should be carried out in a compressed state, which is not done. This is also a disadvantage of the prototype method.

Недостатком является и то, что данный способ не упрочняет работающих с контактом витков пружин, поскольку при осуществлении данного способа упрочнения наклепом по линии контакта витков между собой не происходит.The disadvantage is that this method does not strengthen the coils of the springs working with the contact, since when this method is implemented, hardening does not occur along the contact line of the coils.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является увеличение стабильности упругих свойств пружины и сокращение времени установки и выемки пружины из устройства и времени упрочнения пружин в сжатом состоянии. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании пластических деформаций наклепом по наружной и по внутренней поверхностям витков сжатой пружины и поверхностей по линии контакта витков между собой.The objective of the invention is to increase the stability of the elastic properties of the spring and reduce the installation time and removal of the spring from the device and the hardening time of the springs in a compressed state. The technical result to which the invention is directed is to create plastic deformations with riveting along the outer and inner surfaces of the coils of a compressed spring and surfaces along the contact line of the coils with each other.

Технический результат достигается тем, что способ упрочнения винтовых цилиндрических пружин включает навивку пружины из предварительно упрочненной или из закаливаемой проволоки с шагом, превышающим шаг готовой пружины на величину припуска под заневоливание и штамповку (6-14% от высоты готовой пружины), термообработку - отпуск для пружин из предварительно упрочненной проволоки или закалку и отпуск для пружин из закаливаемой проволоки, люмоконтроль, шлифовку торцов, дробеметную обработку. Наклеп наружной и внутренней поверхностей и наклеп поверхностей пружины по линии контакта витков между собой, находящейся в отверстии матрицы устройства упрочнения сжатой пружины, производят штамповкой, причем наклеп наружной и внутренней поверхностей производят путем распирания ее витков к поверхности отверстия матрицы входящим в пружину пуансоном, причем диаметр отверстия матрицы равен диаметру сжатой пружины, а зазор между отверстием матрицы и поверхностью пуансона выбирают меньше диаметра витка пружины на 0,2…2 мм в зависимости от диаметра витка. Наклеп поверхностей по линии контакта витков между собой производят сжатием пружины усилием 5…300F3. При этом наклеп внутренней и наружной поверхностей пружины и наклеп поверхностей пружины по линии контакта витков между собой осуществляют за одну операцию или раздельно.The technical result is achieved by the fact that the method of hardening coil coil springs includes winding a spring from a pre-hardened or hardened wire with a step exceeding the step of the finished spring by the amount of allowance for tapping and stamping (6-14% of the height of the finished spring), heat treatment is tempering for springs from pre-hardened wire or hardening and tempering for springs from hardened wire, lumocontrol, grinding of the ends, shot blasting. The hardening of the outer and inner surfaces and the hardening of the surfaces of the spring along the contact line of the coils between themselves, located in the hole of the matrix of the device for strengthening the compressed spring, is made by stamping, and the hardening of the outer and inner surfaces is made by bursting its coils to the surface of the hole of the matrix with a punch, the diameter the hole of the matrix is equal to the diameter of the compressed spring, and the gap between the hole of the matrix and the surface of the punch is chosen less than the diameter of the coil of the spring by 0.2 ... 2 mm depending on t of coil diameter. Hardening of the surfaces along the contact line of the coils between each other is done by compressing the spring with a force of 5 ... 300F 3 . In this case, the hardening of the inner and outer surfaces of the spring and the hardening of the surfaces of the spring along the contact line of the coils are carried out in a single operation or separately.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Способ упрочнения винтовых цилиндрических пружин осуществляется следующим образом. Пружину навивают с шагом, превышающим шаг готовой пружины на величину припуска под заневоливание и штамповку (6…14% от высоты готовой пружины), термообрабатывают, осуществляют люмоконтроль, шлифуют торцы, производят дробеметную обработку. Наклеп наружной и внутренней поверхностей пружины и наклеп поверхностей пружины по линии контакта витков между собой производят штамповкой посредством устройства упрочнения при нахождении сжатой до соприкосновения витков пружины в отверстии матрицы, при этом наклеп наружной и внутренней поверхностей пружины производят путем распирания витков пружины к поверхности отверстия матрицы входящим в нее пуансоном, причем диаметр отверстия матрицы равен диаметру сжатой пружины, а зазор между отверстием матрицы и поверхностью пуансона выбирают меньше диаметра витка пружины. Наклеп поверхностей пружины по линии контакта витков между собой производят сжатием пружины осевым усилием 5…300F3.The method of hardening coil springs is as follows. The spring is wound with a step exceeding the step of the finished spring by the amount of allowance for tapping and stamping (6 ... 14% of the height of the finished spring), heat treatment, lumocontrol, grinding the ends, shot blasting. The outer and inner surfaces of the spring are hardened and the spring surfaces are hardened along the contact line of the coils by stamping by means of a hardening device when the spring coils are compressed to the contact in the matrix hole, while the external and internal surfaces of the spring are hardened by bursting the spring coils to the surface of the matrix opening into it with a punch, and the diameter of the hole of the matrix is equal to the diameter of the compressed spring, and the gap between the hole of the matrix and the surface of the punch ayut smaller diameter coil spring. Hardening of the surfaces of the spring along the line of contact between the coils is produced by compressing the spring with an axial force of 5 ... 300F 3 .

При этом наклеп внутренней и наружной поверхностей сжатой пружины и наклеп поверхностей по линии контакта витков между собой осуществляют за одну операцию или раздельно.In this case, the hardening of the inner and outer surfaces of the compressed spring and the hardening of the surfaces along the contact line of the turns between themselves are carried out in one operation or separately.

Для наклепа штамповкой внутренней и наружной поверхностей пружины и поверхностей в линии контакта витков между собой за одну операцию предлагается использовать устройство, изображенное на фиг. 1 (Патент РФ №2403465 С1, МПК F16F 1/06, B21F 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин. Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2009139101/11; заявл. 22.10.2009; опубл. 10.11.2010. Бюл. 31. - 7 с.). При опускании верхней плиты 1 втулка 7 сжимает находящуюся в расточке матрицы 9 упрочняемую пружину 8 до соприкосновения витков, а оправка 5 входит в сжатую пружину 8 и распирает ее к поверхности расточки матрицы. Поскольку зазор между поверхностью расточки матрицы 9 и поверхностью оправки 5 меньше диаметра витка пружины 8, происходит радиальное сжатие витков пружины, от чего возникает наклеп на внутренней и наружной поверхностях сжатой пружины. После того как пуансон 5 войдет в пружину 8, втулка 7 упрется в торец пуансона 5, передавая от пресса осевое усилие 5…300F3 виткам пружины 8, от чего в линии соприкосновения ее витков между собой возникает наклеп.For hardening by stamping the inner and outer surfaces of the spring and the surfaces in the contact line of the coils with each other in one operation, it is proposed to use the device depicted in FIG. 1 (RF Patent No. 2403465 C1, IPC F16F 1/06, B21F 35/00. Device for contact covering of springs. Tebenko Yu.M., Zemlyanushnova N.Yu., Zemlyanushnov N.A. - No. 2009139101/11; decl. 10/22/2010; publ. 10.11.2010. Bull. 31. - 7 p.). When lowering the top plate 1, the sleeve 7 compresses the hardened spring 8 located in the bore of the matrix 9 until the coils touch, and the mandrel 5 enters the compressed spring 8 and bursts it against the surface of the matrix bore. Since the gap between the surface of the bore of the matrix 9 and the surface of the mandrel 5 is less than the diameter of the coil of the spring 8, there is a radial compression of the coils of the spring, which causes hardening on the inner and outer surfaces of the compressed spring. After the punch 5 enters the spring 8, the sleeve 7 abuts against the end of the punch 5, transmitting from the press an axial force of 5 ... 300F3 to the coils of the spring 8, from which a riveting occurs in the contact line of its coils.

Для наклепа штамповкой внутренней и наружной поверхностей сжатой пружины предлагается использовать устройство, изображенное на фиг. 2 (а.с. 825253 СССР, М. Кл.3 B21F 35/00, F16F 01/00. Устройство для заневоливания пружин / Тебенко Ю.М. - №2822172/25-12; заявл. 06.08.79; опубл. 30.04.81, Бюл. №16 за 1981 г. - 3 с.). Наклеп производят следующим образом. Движением пресса опускают верхнюю плиту 2. Заходная часть оправки, а затем и расправляющая часть входят в заневоливаемую пружину 5, после чего в пружину упирается подвижная втулка 9, сжимая ее до соприкосновения витков. Далее рабочая часть оправки входит вовнутрь пружины 5, распирая ее витки и прижимая их к поверхности расточки стакана 6. Благодаря тому, что зазор между поверхностями расточки стакана и рабочей части оправки меньше диаметра витка пружины, происходит наклеп внутренней и наружной поверхностей сжатой пружины. После выдержки верхнюю плиту 2 с пуансоном 1 поднимают. Подвижная втулка 9, скользя по оправке под действием пружин 10, сталкивает пружину 5 с оправки 4, оставляя пружину 5 в расточке стакана 6, откуда ее удаляют механически или вручную.For hardening by stamping the inner and outer surfaces of the compressed spring, it is proposed to use the device shown in FIG. 2 (AS 825253 USSR, M. Cl. 3 B21F 35/00, F16F 01/00. Device for covering the springs / Tebenko Yu.M. - No. 2822172 / 25-12; decl. 06.08.79; publ. 04/30/81, Bull. No. 16 for 1981 - 3 pp.). Hardening is performed as follows. The upper plate 2 is lowered by the movement of the press. The entrance part of the mandrel, and then the spreading part, enter into the spring that is restrained 5, after which the movable sleeve 9 abuts the spring, compressing it until the coils touch. Next, the working part of the mandrel enters the inside of the spring 5, bursting its coils and pressing them to the surface of the bore of the cup 6. Due to the fact that the gap between the surfaces of the bore of the cup and the working part of the mandrel is less than the diameter of the coil of the spring, the inner and outer surfaces of the compressed spring are riveted. After exposure, the upper plate 2 with the punch 1 is raised. The movable sleeve 9, sliding along the mandrel under the action of the springs 10, pushes the spring 5 from the mandrel 4, leaving the spring 5 in the bore of the glass 6, from where it is removed mechanically or manually.

Для наклепа штамповкой поверхностей пружины по линии контакта витков между собой предлагается использовать устройство, изображенное на фиг. 3 (патент RU 2429932 С1, МПК B21F 35/00, F16F 1/02. Устройство для контактного заневоливания пружин. Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2010131731/02, заявл. 28.07.2010, опуб. 27.09.2011. Бюл. 27. - 4 с.). Наклеп производят следующим образом. Пуансон 1 посредством движения пресса опускают, отчего пружина 4, сжимаясь, увеличивает свой наружный диаметр, пока все ее витки не придут в непрерывный контакте с внутренней поверхностью стакана 2. После выдержки под нагрузкой величиной 5…300F3, обеспечивающей наклеп по линии контакта витков, пуансон поднимают, пружину вынимают из устройства.For hardening by stamping the surfaces of the spring along the contact line of the coils with each other, it is proposed to use the device shown in FIG. 3 (patent RU 2429932 C1, IPC B21F 35/00, F16F 1/02. Device for contact covering of springs. Tebenko Yu.M., Zemlyanushnova N.Yu., Zemlyanushnov N.A. - No.2013171731 / 02, claimed 28.07 .2010, publ. 09/27/2011. Bull. 27. - 4 p.). Hardening is performed as follows. The punch 1 is lowered by the movement of the press, causing the spring 4 to compress, increasing its outer diameter until all its coils come into continuous contact with the inner surface of the cup 2. After exposure to a load of 5 ... 300F 3 , which provides riveting along the contact line of the coils, the punch is lifted, the spring is removed from the device.

С помощью представленных устройств возможно создать за одну операцию или раздельно на внутренней и наружной поверхностях сжатой до соприкосновения витков пружины и на поверхностях в линии контакта витков между собой пластические деформации (наклеп), ускоряющие осадку и повышающие ресурс пружины, работающей, в том числе, с силовым или ударным контактом витков в условиях длительного циклического нагружения.Using the presented devices, it is possible to create plastic deformations (hardening), which accelerate the draft and increase the service life of the spring, working, including, with a single operation or separately on the inner and outer surfaces of the spring compressed to the contact of the coil turns and on the surfaces of the contact line of the coils. power or shock contact of the coils under conditions of prolonged cyclic loading.

Представленные операции упрочнения пружин в сжатом состоянии позволяют создать на внутренней и наружной поверхностях витков пружин и на поверхностях в линии контакта витков между собой сжимающие остаточные напряжения, которые складываются с растягивающими напряжениями, возникающими при работе пружины, и уменьшают их.The presented operations of spring hardening in a compressed state make it possible to create compressive residual stresses on the inner and outer surfaces of the coil turns and on the surfaces in the contact line of the coils that add up to tensile stresses arising during the spring operation and reduce them.

Пружина, прошедшая термообработку (закалку и отпуск для пружин из закаливаемой проволоки и отпуск для пружин из предварительно упрочненной проволоки), шлифовку торцов, дробеметную обработку, подвергается дополнительной обработке внутренней и наружной поверхностей витков и поверхностей в линии контакта витков между собой.The heat-treated spring (hardening and tempering for hardened wire springs and tempering for springs from hardened wire), grinding of the ends, shot blasting, is subjected to additional processing of the inner and outer surfaces of the coils and surfaces in the contact line of the coils with each other.

Представленные операции упрочнения внутренней и наружной поверхностей сжатой пружины и поверхностей в линии контакта витков между собой штамповкой более производительны, чем известная операция упрочнения внутренней поверхности токарной обработкой, поскольку происходят на быстроходном штамповочном прессе, и может быть механизирована с помощью применяемых при штамповке устройств для установки в устройство и удаления деталей из него. Время установки пружины в устройство упрочнения и выемки пружины не превышает 1…2 с, в то время как длительность установки пружины в зажимное приспособление токарного станка, время вращения и проталкивания дорна или обкатки роликами внутренней поверхности пружины и время изъятия пружины из зажимного приспособления токарного станка значительно превышает время операции упрочнения по предлагаемому способу.The presented operations of hardening the inner and outer surfaces of the compressed spring and the surfaces in the line of contact between the coils by stamping are more productive than the known operation of hardening the inner surface by turning, since they occur on a high-speed stamping press, and can be mechanized using devices used in stamping for installation in device and removing parts from it. The installation time of the spring in the hardening and recessing device of the spring does not exceed 1 ... 2 s, while the duration of the installation of the spring in the clamping device of the lathe, the rotation and pushing of the mandrel or rolling rollers on the inner surface of the spring and the time of removal of the spring from the clamping device of the lathe is significantly exceeds the time of the hardening operation according to the proposed method.

Предполагается увеличение долговечности (ресурса) упрочненных таким образом пружин в 1,4…2 раза относительно долговечности пружин, упрочненных известными способами, что согласуется с показанным в работе (Тебенко, Ю.М. Проблемы производства высокоскоростных пружин и пути их решения. Монография / Ю.М. Тебенко. - Ставрополь: ОО «Мир данных», 2007. - 152 с.) увеличением долговечности (ресурса) пружин при использовании пластического упрочнения витков нагрузками 10…300F3.It is supposed to increase the durability (resource) of springs hardened in this way by 1.4 ... 2 times relative to the durability of the springs hardened by known methods, which is consistent with that shown in the paper (Tebenko, Yu.M. Problems of production of high-speed springs and ways to solve them. Monograph / Yu .M. Tebenko. - Stavropol: PA "World of Data", 2007. - 152 p.) Increase in durability (resource) of springs when using plastic hardening of coils with loads of 10 ... 300F 3 .

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- упрочнение внутренней и наружной поверхностей пружины и поверхностей в линии контакта витков между собой производят в сжатом состоянии за одну операцию или раздельно;- hardening of the inner and outer surfaces of the spring and the surfaces in the contact line of the coils between themselves is carried out in a compressed state in one operation or separately;

- наибольшая стабильность упругих свойств пружин;- the greatest stability of the elastic properties of the springs;

- высокая производительность упрочнения пружин.- high performance spring hardening.

Claims (3)

1. Способ упрочнения винтовых цилиндрических пружин, включающий навивку пружины с шагом, превышающим шаг готовой пружины, термообработку, дробеметную обработку, люмоконтроль и шлифовку торцов термообработанной пружины, отличающийся тем, что на заключительной стадии производят наклеп наружной и внутренней поверхностей пружины и наклеп поверхности пружины по линии контакта витков между собой, при этом наклеп наружной и внутренней поверхностей пружины производят штамповкой посредством устройства упрочнения при нахождении пружины в отверстии матрицы путем распирания витков пружины к поверхности отверстия матрицы входящим в нее пуансоном, причем зазор между отверстием матрицы и поверхностью пуансона выбирают меньше диаметра витка пружины на 0,2…2 мм, а наклеп поверхности пружины по линии контакта витков между собой производят сжатием пружины с усилием 5…300F3.1. A method of hardening coil cylindrical springs, including winding the spring with a step exceeding the step of the finished spring, heat treatment, shot blasting, light control and grinding of the ends of the heat-treated spring, characterized in that at the final stage the outer and inner surfaces of the spring are hardened and the spring surface is hardened according to contact lines of the coils with each other, while the hardening of the outer and inner surfaces of the spring is produced by stamping by means of a hardening device when the spring is in the hole Holes of the matrix by bursting the coil of the spring to the surface of the hole of the matrix by the punch included in it, and the gap between the hole of the matrix and the surface of the punch is selected 0.2 ... 2 mm less than the diameter of the coil of the spring, and the spring surface is riveted along the contact line of the coils with spring force 5 ... 300F 3 . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наклеп внутренней и наружной поверхностей сжатой пружины и наклеп поверхности пружины по линии контакта витков между собой осуществляют за одну операцию.2. The method according to p. 1, characterized in that the hardening of the inner and outer surfaces of the compressed spring and the hardening of the spring surface along the contact line of the coils between themselves is carried out in one operation. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наклеп внутренней и наружной поверхностей пружины производят раздельно от наклепа поверхности пружины по линии контакта витков между собой. 3. The method according to p. 1, characterized in that the hardening of the inner and outer surfaces of the spring is carried out separately from the hardening of the spring surface along the contact line of the coils with each other.
RU2015108327/02A 2015-03-10 2015-03-10 Method of helical springs hardening RU2601015C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108327/02A RU2601015C2 (en) 2015-03-10 2015-03-10 Method of helical springs hardening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108327/02A RU2601015C2 (en) 2015-03-10 2015-03-10 Method of helical springs hardening

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015108327A RU2015108327A (en) 2016-09-27
RU2601015C2 true RU2601015C2 (en) 2016-10-27

Family

ID=57018328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015108327/02A RU2601015C2 (en) 2015-03-10 2015-03-10 Method of helical springs hardening

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2601015C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688028C1 (en) * 2018-04-13 2019-05-17 Андрей Николаевич Скворцов Method of manufacturing helical cylindrical springs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847678A (en) * 1972-11-16 1974-11-12 Bethlehem Steel Corp Helical steel spring and method
SU744047A1 (en) * 1978-02-13 1980-06-30 Предприятие П/Я Г-4695 Method of strengthening carbon and alloyed steel springs
RU2411101C2 (en) * 2009-03-24 2011-02-10 Олег Иванович Шаврин Method of fabricating steel springs (versions)
RU2462519C1 (en) * 2011-04-20 2012-09-27 Олег Иванович Шаврин Method to strengthen cylindrical helical springs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847678A (en) * 1972-11-16 1974-11-12 Bethlehem Steel Corp Helical steel spring and method
SU744047A1 (en) * 1978-02-13 1980-06-30 Предприятие П/Я Г-4695 Method of strengthening carbon and alloyed steel springs
RU2411101C2 (en) * 2009-03-24 2011-02-10 Олег Иванович Шаврин Method of fabricating steel springs (versions)
RU2462519C1 (en) * 2011-04-20 2012-09-27 Олег Иванович Шаврин Method to strengthen cylindrical helical springs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688028C1 (en) * 2018-04-13 2019-05-17 Андрей Николаевич Скворцов Method of manufacturing helical cylindrical springs

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015108327A (en) 2016-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2548876C1 (en) Hardening of helical coil springs
RU2462519C1 (en) Method to strengthen cylindrical helical springs
US10508700B2 (en) High fatigue arcuate spring
RU2629401C1 (en) Method to strengthen cylindrical helical springs
RU2601015C2 (en) Method of helical springs hardening
JP5393281B2 (en) Coil spring manufacturing method
KR20110021702A (en) Coil spring for a suspension of an automobile and manufacturing method thereof
RU2625196C1 (en) Method for hardening helical cylindrical springs
RU2623847C1 (en) Method to strengthen cylindrical helical springs
US8434340B2 (en) Method for forming a stamped metal part
RU2605541C1 (en) Method of helical springs hardening
CN103846610B (en) The isometrical renovation technique of plug
RU2688028C1 (en) Method of manufacturing helical cylindrical springs
CN211304381U (en) Stretching device
CN101165306A (en) Sucker rod cold-drawing recovery production process
CN111992655A (en) Die forging method for integral crankshaft of large internal combustion engine
JP2019124363A (en) Method for manufacturing coil spring
RU2728332C1 (en) Method of hardening conical and paraboloid of springs rotation
CN201133435Y (en) Spring possessing surface reinforcement layer
CN106862477A (en) The forging method of hook bolt
JP4781438B2 (en) Crankshaft manufacturing method and manufacturing apparatus
CN103464965B (en) The renovation technique of furnace roller
RU2007120286A (en) METHOD FOR PRODUCING COMPRESSION SPRINGS
JP2011255401A (en) Method of manufacturing steel pipe for cylinder
RU2464119C1 (en) Method of making high-loaded compression springs