Как выполнить пружину из проволки

Пружины – упругие детали конструкций, работающие для накопления или рассеяния механической энергии. Они окружают нас с каждой стороны — под клавишами компьютерные клавиатуры, в подвеске автомобиля и в подъемнике дивана. Самые популярные витые пружины сжатия. Есть несколько вариантов их сделать.

Витые пружины сжатия

Упругие детали могут иметь разные пространственные формы. Исторически первыми пружинами освоенными человеком, были листовые. Их и сейчас можно видеть — это рессоры у большегрузных грузовиков. С появлением технологий люди научились делать очень компактные витые пружины, которые работают на сжатие. Помимо них, применяются и пространственные упругие детали.

Конструкционные особенности

Такие пружины во время работы принимают нагрузку вдоль собственной оси. В начальном положении между их виточками есть просветы. Приложенная внешняя сила деформирует пружину, длина ее уменьшается до той поры, пока витки не столкнуться. С этого периода пружина собой представляет полностью жёсткое тело. По мере уменьшения внешнего усилия форма изделия начинается возвращаться к начальной аж до полного восстановления при исчезновении нагрузки.

Ключевыми свойствами, описывающими геометрию детали, считают:

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

Внешняя форма отличается от цилиндрической и собой представлять одну из фигур вращения: конус, бочку (эллипсоид) и остальные

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

Сечение витков бывает круглым, плоским, квадратным и др.

Концы витков стачиваются до плоской формы.

Область эксплуатации

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

• Автомобилестроение.
• Приборостроение.
• ТС.
• Добыча полезных ископаемых промышленность.
• Техника для дома .

и в остальных отраслях.

Использование пружины в бытовых условиях

Требования к пружинам

Для хорошего функционирования работы нужны следующие свойства:

• большая прочность;
• эластичность;
• упругость;
• устойчивость к износу.

Чтобы обеспечить проектные значения таких параметров, требуется правильно подобрать материал, точно высчитать размеры, создать и соблюсти производственную технологию.

Гос. стандартами определяются требования к изготовлению пружин. По возможным отклонениям они относятся к одной из точностных групп:

Схематическое изображение пружины

Жёсткие требования предъявляют к точности выполнения геометрии, чистоте поверхности.

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

Требования к материалу

Параметры прочности и устойчивость к отказам изделия в большинстве случаев определяются материалом, из которого его захотели выполнить. Металлурги выделяют в спецификации сталей специализированные рессорно-пружинные стали. Они обладают неординарной кристаллической структурой, определяемой как химическим составом, так и проводимой термообработкой изделий. Высоколегированные сплавы очень высокой чистоты и высокого металлургического качества предоставляют большую упругость и эластичность, могут хранить собственные физико-механические свойства после многократных деформирований.

Востребовательность среди конструкторов механизмов приобрели пружинные сплавы 60С2А, 50ХФА и нержавеющая сталь 12Х18Н10Т

Технологические особенности

Технологический производственный процесс упругих компонентов зависит от технических требований, которые предъявляются к конструкции. Сделать пружину не очень просто, как обыкновенную деталь, которая не должна владеть особенными упругими качествами. Для этого понадобится особенное оборудование и оснастка.

Навивка пружин с круглым сечением витка проходит следующими методами:

• Холодная. Используется для малых и усредненных размеров (диаметр проволки до 8 миллиметров).
• Горячая. Для больших диаметров.

Технология навивки пружины

После навивки упругие детали подвергают разным видам термические обработки. В ее ходе изделие приобретает заданные свойства.

Технология холодной навивки без закалки

В первую очередь нужно сделать операции по подготовке. Прежде чем из проволки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она состоит в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.

В ходе операции навивки обязаны быть выдержаны следующие параметры:

• Внешний диаметр изделия (для отдельных деталей нормируется диаметр внутри).
• Число витков.
• Шаг навивки.
• Вся длина детали с учетом дальнейших операций.
• Соблюдение геометрии концевых витков.

Холодная навивка без отпуска

Дальше проходит стачивание концевых витков до плоского состояния. Это нужно выполнить для обеспечения хорошего упора в прочие детали конструкции, устранения их разрушения и выскальзывания пружины.

Другой этап тех. процесса — термическая обработка. Холодная навивка пружин учитывает только отпуск при низкой температуре. Он дает возможность увеличить упругость и снять механичные напряжения, появившиеся в ходе навивки.

Исключительно важно точно исполнять проектный график термические обработки, тщательно контролируя температуру и время выдержки.

После термической обработки нужно выполнить испытательные и контрольные операции.

Дальше по надобности наносят покрытия с защитным эффектом, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвержены повторному нагреву для уменьшения содержания водорода в приповерхностном слое.

Технология холодной навивки с закалкой и отпуском

Начальные этапы технологии совпадают с идущим до этого процессом. На стадии термические обработки начинаются изменения. Она проходит поэтапно:

• Закалка. Заготовку греют до температуры которая задана, могут выдержать от 2 до 3 часов. Дальше подвергают скоростному охлаждению, погружая в емкость с минеральным маслом или раствором с применением соли. В ходе стадии закалки заготовки должны находиться горизонтально. Это даст возможность избежать из деформации
• Отпуск. Заготовку греют до 200-300° и могут выдержать пару часов для снимания внутренних стрессов и улучшения упругих параметров.

Дальше также проводятся измерительные и контрольные операции. Минувшие контроль заготовки направляют на пескоструйную обработку для снимания окалины. Если понадобится нужно сделать также и дробеструйную обработку для увеличения прочности слоя поверхности металла.

Оканьчивает процесс нанесение покрытия для защиты.

Технология горячей навивки с закалкой и отпуском

Перед навивкой заготовку греют до температуры пластичности одним из следующих методов

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

Дальше заготовка поступает на навивочное оборудование, Проходит корректировка геометрии и формирование плоских торцов.

Термообработка в себя включает закалку и низкотемпературный отпуск.

Графики термические обработки строятся исходя из параметров материала и размеров заготовки.

Режим функционирования линии печи закалки и отпуска

Дальше следует контрольно- измерительный этап. Завершается изготовление нанесением противокоррозионной защиты.

Применяемое оборудование и оснастка

Чтобы выполнить упругий компонент, требуется специальное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на самом обыкновенном токарном станке, но потребуется его дооборудование специализированной оснасткой. Средние и большие серии делают на полуавтоматических установках, работающих с очень маленьким вмешательством оператора. Сделать пружину из проволки можно и ручным способом. Еще для этого потребуется специализированная оснастка.

На другом шаге обработки механическим способом торцы зашлифовыются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно создать круге для шлифования.

Термическая обработка проходит с использованием оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специальных печах для закалки и отпуска. Две операции можно создать и в многофункциональной печи.

Применяемое оборудование и оснастка

Для контроля качества применяются нагрузочные установки и измерительные комплексы. При единичном производстве измерения можно создать и многофункциональным инструментом.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.