Способ изготовления винтовых пружин

ОП ИСАНИЕИ 306 РЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 15.03.83. Бюллетень 10Дата опубликования описания 25.03.83 пе делам нзееретений в етермтий(72) Авторы изобретения В. М. Друян, Ю. Г. Гуляев, О. И.,Лев н Ю. Г. Квенеяер - - ;,е.е." е, е"; е .у в В е е Днепропетровский ордена Трудового Красного Знайенйе". ".":,рметаллургический институт им. Л. И. Брежнева(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве винтовых, преимущественно крупногабаритных пружин, работающих на сжатие и растяжение. Известен способ изготовления винтовых пружин путем безоправоч ной 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 винтовыхпружин 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 изготовлениявинтовых 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 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 .Недостаток этого способа состоит внизком качестве поверхности кромок витков пружины после прокатки в стане холодной прокатки труб. Это обусловлено тем,что разрыв сплошной заготовки на виткипроисходит во время прокатки под действием растягивающих напряжений, возникающих в теле заготовки вследствие ее деформации и направленных под углом, близкимк 90 к плоскостям винтовых надрезовна заготовке, Так как заготовка разделяется на витки вследствие разрыва, качествокромок витков весьма низкое и необходимадополнительная операция обточки кромок,что снижает эффективность способа и егопроизводительность,Цель изобретения - повышение качест 15ва пружин.Поставленная цель достигается тем, чтов способе изготовления винтовых пружинпрокаткой, включающем деформацию наоправке трубной заготовки с винтовымнадрезом, деформацию осуществляют путемвинтовой прокатки, при этом заготовку задают в валки так, что угол между векторомокружной скорости валка и направлениемподачи заготовки составляет в зоне контакта заготовки с валком 79 - 81. 25На фиг. 1 приведен разрез очага деформации при деформации заготовки встане винтовой прокатки; на фиг. 2 - схема, поясняющая выбор параметров прокатки.30Обозначения на чертежах: 1 - валок(остальные валки для простоты не показаны); 2 - исходная трубная заготовка свинтовыми надрезами; 3 - оправка;4 - получаемая винтовая пружина;7 - угол наклона винтовых надрезов 35на заготовке к плоскости диаметральногосечения заготовки; )" - то же, на готовойпружине; Д, - угол между касательнойк линии винтового надреза на заготовкеи вектором окружной скорости валка вначале очага деформации; ф - то же, в40конце очага деформации; чв - вектор окружной скорости валка; с/ - угол подачивалков. Условно считаем угол /3 отрицательным, если оУ; при о(у считаем Р положительным. Исходя из принятого обозначения, на фиг. 2 - угол / отрицателен,а /Зк - положителен,Производство винтовых пружин по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.50На исходную полую цилиндрическую трубную заготовку 2 с использованием металлорежущих станков наносят винтовой надрез с углом подъема винтовой линии равнымг. Далее в заготовку вводят оправку 3 и задают заготовку с оправкой в очаг двухили многовалкового стана винтовой прокатки труб. Угол подачивалков 1 выбирают таким образом, чтобы (с учетом вытяжки заготовки в результате деформации) углы фи /Зк лежали в пределах + 11. При указанных параметрах углов фи фвозникающие 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 /Зи /, 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 40 хб 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 /3 к 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, град. Фнград., Способ производства Ън 1 град.во Продольная прокатка в калиброванных валках стана ХПТ1,известный ) 62 80 28+2 90 28 ф 2 30 28+2 25 10+1-20 Предлагаемый Предлагаемый Предлагаемый 10+1+26 10+1 Предлагаемый Качество торцовой поверхности витков пружины оценивали по условнойпятибальной шкале, считая за 1 качество при прокатке известным способомс наличием заусенцев и рвании; за 5 баллов принято качество торцовойповерхности, соответствующее черновой обдирке резцом на токарном станке. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеФормула изобретенияСпособ 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 СССР423549, кл. В 21 г 35/00, 1979.2. Книга Батанова М. В. и Петрова В. В.Пружины. Л., Машиностроение, 1968,35 с. 118.3. Авторское свидетельство СССР499926, кл. В 21 Р 35/00, 1975.4, Авторское свидетельство СССР686805, кл. В 2 Р 35/00, 1978,1003981 Ь ес Редактор И. КасардаЗаказ 1657/11ВНИИПИпо113035, МФилиал ППП Составитель Е Техред И. Вер Тираж 684 Государственног елам изобретений сква, Ж - 35, Ра Патент, г. Ужг ком ишскарод,туновКорректорПодписноеитета СССРоткрытийя наб., д, 4/5ул Проектная