Способ изготовления винтовых пружин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)1003981

Союз Советских

СоциалистичеСких

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.06.81 (21) 3308902/25-12 с присоединением заявки №вЂ” (23)- Приоритет— (51) М. Кл з В 21 F 35/00

Гасударственный кемлтет (53) УДК 621.778..27 (088.8) Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.83 ле делам лзееретенлй в етлрмтий (72) Авторы изобретения

В. M. Друян, Ю. Г. Гуляев, О. И..Лев н Ю. Г. Квенеяер —. р °, и .". у в В е-е е

Днепропетровский ордена Трудового Красного Зна 4енй .: ;.;; ". " .-::р металлургический институт им. Л. И. Брежнева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве винтовых, преимущественно крупногабаритных пружин, работающих на сжатие и растяжение.

Ъ

Известен способ изготовления винтовых пружин путем безоправочной навивки длинномерных заготовок, помещенных в зазоре между двумя гладкими плитами, перемещающимися одна относительно другой в двух взаимно противоположных направлениях (1).

Однако способ применим для пружин малых размеров и характеризуется повышенным расходом при отделке их концов.

Кроме того, способ состоит из сравнительно большого количества основных и особенно вспомогательных операций, связанных, в частности, с предварительным образованием первого витка или утолщенного хвостовика, требует приложения значительных усилий и выполнения довольно сложной геометрии формообразующих поверхностей плит.

Известен способ изготовления винтовых пружин навивкой прутков на оправке в холодном состоянии (2).

Недостатками данного способа являются повышенный расход металла при обрубке концов, ограниченность его применения только для малых пружин и большая трудоемкость.

Известен также способ изготовления винтовых пружин навивкой проволоки переменного сечения на оправку с последующим стачиванием ее на конус (3).

Недостатки данного способа состоят в ограниченности его применения только при изготовлении мелких пружин и наличии операции механической обработки-, при кото 5 рой до 50% исходной заготовки идет в отходы в виде стружки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления винтовых пружин прокаткой, уо включающий деформацию на оправке трубной заготовки с винтовым чадрезом. Этот способ упрощает технолог изготовления винтовых пружин, обеспе ает возможность изготовления крупных пружин (4) .

1003981

Недостаток этого способа состоит в низком качестве поверхности кромок витков пружины после прокатки в стане холодной прокатки труб. Это обусловлено тем, что «разрыв» сплошной заготовки на витки происходит во время прокатки под действием растягивающих напряжений, возникающих в теле заготовки вследствие ее деформации и направленных под углом, близким к 90 к плоскостям винтовых надрезов на заготовке. Так как заготовка разделяется на витки вследствие разрыва, качество кромок витков весьма низкое и необходима дополнительная операция обточки кромок, что снижает эффективность способа и его производительность.

Цель изобретения — повышение качест15 ва пружин.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления винтовых пружин прокаткой, включающем деформацию на оправке трубной заготовки с винтовым надрезом, деформацию осуществляют путем винтовой прокатки, при этом заготовку задают в валки так, что угол между вектором окружной скорости валка и направлением подачи заготовки составляет в зоне контакта заготовки с валком 79 — 81 . 25

На фиг. 1 приведен разрез очага деформации при деформации заготовки в стане винтовой прокатки; на фиг. 2 — схема, поясняющая выбор параметров прокатки. зо

Обозначения на чертежах: 1 — валок (остальные валки для простоты не показаны); 2 — исходная трубная заготовка с винтовыми надрезами; 3 — оправка;

4 — получаемая винтовая пружина; — угол наклона винтовых надрезов 35 на заготовке к плоскости диаметрального сечения заготовки; )"„ — то же, на готовой пружине; Д, — угол между касательной к линии винтового надреза на заготовке и вектором окружной скорости валкА в начале очага деформации; ф„— то же, в

40 конце очага деформации; в — вектор окружной скорости валка; с — угол подачи валков. Условно считаем угол /3 отрицательным, если о >У; при d.(у считаем ф положительным. Исходя из принятого обозна- 45 чения, на фиг. 2 — угол jf> отрицателен, а /Зк — положителен.

Производство винтовых пружин по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

На исходную полую цилиндрическую трубную заготовку 2 с использованием металлорежущих станков наносят винтовой надрез с углом подъема винтовой линии равными„. Далее в заготовку вводят оправку 3 и задают заготовку с оправкой в очаг двухили многовалкового стана винтовой прокатки труб. Угол подачи d валков 1 выбирают таким образом, чтобы (с учетом вытяжки заготовки в результате деформации) углы P„è 3< лежали в пределах

+ 11 . При указанных параметрах углов

P и ф„возникающие в теле заготовки вследствие ее скручивания касательные напряжения практически совпадают с плоскостью витков канавок. Разделение исходной заготовки на пружинные витки происходит не в результате разрыва от нормальных напряжений, как это происходит в известном способе, а в результате скалывания под действием касательных напряжений.

При этом в результате взаимного скольжения торцовых поверхностей пружинных витков происходит сглаживание заусенцев и неровностей на их поверхности и качество торцовых пружинных витков более высокое, чем при производстве пружин по известному способу. При значениях углов /3н и /Зк, отличных от +-11, после разделения заготовки на пружинные витки осевые нормальные растягивающие напряжения не позволяют войти торцовым поверхностям витков в плотный контакт. что предопределяет наличие на изготовленной пружине заусенцев в зоне разделения исходной заготовки на пружинные витки.

Предлагаемый способ опробован в условиях универсального лабораторного стана «15 — 30» ОТЛ ДМетИ. В ходе экспериментов прокатывают в холодном состоянии исходные заготовки 40хб мм с нанесенными под углом ) = 10+ -1 винтовыми канавками треугольного профиля глубиной

3 мм. Прокатку осуществляют в калиброванных валках по известному и по предлагаемому способам, устанавливая различные углы подачи Ф валков трехвалкового стана винтовой прокатки (т.е. меняя углы /3к и,в ). Результаты эксперимента приведены в таблице.

Как следует из приведенных в таблице экспериментальных данных, наилучшее качество торцовой поверхности витков (баллу 4 соответствует отсутствие заусенцев и поверхность с незначительными неровностями) достигается при величине угла ф, колеблющейся в пределах, близких к +-11 (позиция 4 в таблице). Такое значение параметров обработки и принимается в качестве оптимального.

На основании приведенных данных можно сделать вывод о том, что предлагаемый способ позволяет повысить качество пружин, производимых способом прокатки.

-1003981 х

КачестВк град. к град. н град., Способ производства н град.

А, град. во

Продольная прокатка в калиброванных валках стана ХПТ (известный ) 62

28+? 90

28 2 30

28+2 25

1 0+1

-20

Предлагаемый

Предлагаемый

Предлагаемый

10+1

-15

1 О+1

28+ 2

+11

1 О+1

+18

+2) 1 0+1

1 О -1

Предлагаемый

Предлагаемый

28 -2

28+2

+5

28+2

+26

1 О+1

П редла гаемый

Качество торцовой поверхности витков пружины оценивали по условной пятибальной шкале, считая за 1 качество при прокатке известным способом с наличием заусенцев и рвании; за 5 баллов принято качество торцовой поверхности, соответствующее черновой обдирке резцом на токарном станке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения

Способ изготовления винтовых пружин прокаткой, включающий деформацию на оправке трубной заготовки с винтовым надрезом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пружин, деформацию осуществляют путем винтовой прокатки, при этом заготовку задают в валки так, что угол между вектором окружной скорости валка и направлением подачи заготовки составляет в зоне контакта заготовки с валком 79 — 81 .

1. Авторское свидетельство СССР № 423549, кл. В 21 F 35/00, 1979.

2. Книга Батанова М. В. и Петрова В. В.

«Пружины». Л., «Машиностроение», 1968, 35 с. 118.

3. Авторское свидетельство СССР № 499926, кл. В 21 F 35/00, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР № 686805, кл. В 2 F 35/00, 1978.

1003981

Соста в итель Е. Свисту нов

Редактор И. Касарда Техред И. Верес

Заказ 1657/11 Тираж 684

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4