Патент на изобретение №2346779

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОЖИЛЬНЫХ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к области изготовления многожильных пружин с заданными характеристиками и используется в машиностроении. Способ включает в себя свивку троса и навивку его на оправку с одновременным скручиванием и растяжением проволоки на одной операции, отрезку пружины заданной длины, заварку жил, термообработку, замер геометрических и силовых параметров и нанесение защитного покрытия. Для достижения стойкости пружин и уменьшения отклонений по высоте после термообработки производят прессовку пружины осевой нагрузкой, превышающей F₃ в пределах до 300 F₃, где F₃ – сила пружины при максимальной деформации. При необходимости производят повторную прессовку нагрузкой, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки к осадке от приложения первой нагрузки. При этом нагрузки могут быть вибрационными. Способ позволяет изготовить пружины повышенной динамической прочности, с точными и стабильными во времени упругими характеристиками при их работе с контактом витков. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области изготовления многожильных винтовых пружин сжатия в машиностроении.

Известен способ изготовления многожильных пружин по пат. RU № 2186652 С1, включающий в себя скручивание и растяжение проволоки, свивку троса и навивку его на оправку на одной операции с одновременным скручиванием и растяжением проволоки. Навитая пружина заданной длины отрезается и направляется для заварки жил, термообработки, замера геометрических и силовых параметров, нанесения защитного покрытия. Данный способ позволяет повысить производительность изготовления пружин относительно способа раздельного [6] изготовления каната и навивки каната на оправку.

Однако изготовленные таким или иным способом многожильные пружины при работе в условиях соударения или силового контакта витков и возникновения контактных реакций в витках преждевременно теряют высоту и силовые параметры, несмотря на применение заневоливания сжатием пружин силой максимальной деформации F₃ на 6-48 ч.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании способа, позволяющего изготавливать пружины повышенной динамической прочности, с точными и стабильными во времени упругими характеристиками при их работе с контактом витков.

Технический результат достигается за счет наличия новых операций технологического процесса и новой их последовательности, а именно: сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления пружин, включающий в себя свивку троса и навивку его на оправку, которые осуществляют на одной операции с одновременным скручиванием и растяжением проволоки, отрезку навитой пружины заданной длины, заварку концов проволоки, термообработку пружины, замер ее геометрических и силовых параметров и нанесение защитного покрытия, отличается тем, что после термообработки производят прессовку пружины путем ее осадки осевой нагрузкой, величина которой превышает F₃ и меньше 300 F₃, где F₃ – сила пружины при ее максимальной деформации, и производят повторную прессовку пружины нагрузкой, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки пружины к осадке от приложения первоначальной нагрузки. При этом нагрузки прикладывают посредством вибрации. При достижении заданной высоты пружины повторная прессовка не обязательна.

Благодаря операции прессовки происходит пластическое упрочнение пружины: создается благоприятное напряженное состояние на поверхности и внутри витков пружины, противодействующее возникновению осадки при работе пружины, а использование метода пропорционального приложения нагрузки [2] обеспечивает точность изготовления пружин по высоте и нагрузке. Время приложения нагрузки – секунды или доли секунды. Для более равномерного распределения нагрузки по сечению витков пружины ее прилагают вибрационно [3].

Определение припуска на осадку пружины и нагрузки известно и освещено в литературе: припуск должен быть больше осадки при работе пружины в изделии – ориентировочно 1,5 припуска под обычное заневоливание, и уточняться испытаниями пружин [6].

Для осуществления навивки пружины можно использовать «Устройство для изготовления многожильных витых пружин» по пат. RU № 2210455 С1 [4]; для прессовки пружины можно использовать «Устройство для контактного заневоливания пружин» по пат. RU № 2251036 С1 [5]. Описание их работы представлено в названных патентах.

Способ осуществляют следующим образом. В устройство устанавливают заправленные проволокой катушки по числу жил пружины, закрепляют концы проволок (жил) к оправке для навивки пружины. Включают устройство, посредством которого происходит навивка пружины требуемой длины. Навитую пружину отрезают, производят заварку концов проволоки и термообработку, Выполняют операцию прессовки пружины осевой нагрузкой, величина которой превышает F₃ и меньше 300 F₃, где F₃ – сила пружины при ее максимальной деформации, и производят повторную прессовку пружины нагрузкой, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки пружины к осадке от приложения первоначальной осевой нагрузки. Замеряют геометрические и силовые параметры пружины, наносят защитное покрытие, производят консервацию и упаковку. При осуществлении предложенного способа изготовления многожильных винтовых пружин повышается их стойкость при работе с контактом витков.

Примечание: под термообработкой пружины подразумевается закалка с последующим отпуском в соответствии с режимами, принятыми для определенной марки пружинных сталей [7]. Для патентованной проволоки применяется только отпуск.

Ссылочные материалы

1. Патент RU № 2186652 С1, М.кл. B21F 35/00, 7/00, 01.08.2001.

2. А.c. СССР 554915, М.кл. B21F 35/00, 10.07.1975.

3. А.c. СССР 580474, М.кл. G01M 13/00, B21F 35/00, 19.07.1976.

4. Патент RU № 2210455 С1, М.кл. B21F 35/00, 29.07.2002.

5. Патент RU № 2251036 С1, М.кл. F16F 1/04, B21F 35/00 / 14.10.2003.

6. Землянушнова Н.Ю., Тебенко Ю.М. Повышение качества пружин. Ставрополь: СевКавГТУ, 2001, 93 с.

7. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1982, 400 с.

Формула изобретения

1. Способ изготовления многожильных винтовых пружин, включающий свивку из проволоки троса и навивку его на оправку, которые осуществляют на одной операции с одновременным скручиванием и растяжением проволоки, отрезку навитой пружины требуемой длины, заварку концов проволоки, термообработку пружины, замер ее геометрических и силовых параметров и нанесение защитного покрытия, отличающийся тем, что после термообработки производят прессовку пружины путем ее осадки осевой нагрузкой, величина которой превышает F₃ и меньше 300F₃, где F₃ – сила пружины при ее максимальной деформации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят повторную прессовку пружины нагрузкой, увеличенной пропорционально отношению требуемой осадки пружины к осадке от приложения первоначальной осевой нагрузки.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагрузку прикладывают посредством вибрации.