Способ изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из дисперсионно-твердеющих элинварных сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 1511 4 В 21 Р 35/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ,(56) Авторское свидетельство СССР У 1152109, кл. В 21 Г 35/00, 1984. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВА,РИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН ИЗ ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕ 10 ЩИХ ЭЛИНВАР-. .НЫХ СПЛАВОВ, включающий навивку пружин споследующим отпуском при 690 С .в течение 4 ч, а также две перевивки пружин в противоположных направлениях и отпуск при 500-600 ф С, после чего проводят калибровку, стабилизиру;ющий отпуск и заневоливание, о т л ил и ч а ю щ и й с я тем, что, . сцелью уменьшения длины пружины путемувеличенИя предварительного поджатияпружин и повыщения их качества путемповыщения упругих характеристик, пос"ле навивки проводят отпуск при 500600 С в течение 0,5-1 ч,а перевивкипроводят соответственно после отпуска при 500-600 С, причем перевивкипроводят с шагом, составляющим 1,33,0 диаметра проволоки,127167 10 5 мм на токарном станке на вращающуюся со скоростью 14 об/мин оправку 4 Одиаметром 28 мм при помощи латунногоупора, Изготовленные пружины калибруют растяжением под действием грузавесом 14 - 16 кгс. Откалиброванныепружины насажинают на оправки диаметром 33 мм, поджимают витки до соприэлектрополирования пружины трижды по 55ворачивают в приспособлении. Изобретение относится к способам изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из цисперсионнотвердеющих элинварных сплавов, обладающих высокой стабильностью упругих характеристик, которые могут использоваться в уравновешивающих устройствах маятников длиннопериодных сейсмометров,Целью изобретения является уменьшение длины пружины путем увеличенияпредварительного поджатия пружин иповышения их качества путем повьппения упругих характеристик,П р и м е р. Из проволоки сплава44 НХТЮ диаметром 3,0 мм изготавливают пружины с наружным диаметром 39 мм,длиной 171 мм, Пружину навинают на токарном станке на вращающуЮся оправку диаметром34 мм с шагом 3 мм с помощью латунно 1"о упора, закрепленного в резцедержателе, Полученные пружиныобеэжиривают и насаживают на оправки диаметром 41 мм, поджимают витки до соприкосновения и проводят отпуск в вакуо,уме при 550 С,в течение 1 ч.После отпуска пружины перенинают в противоположную сторону с шагом 8 мм на токарном станке на вращающуюся со ЗО скоростью 14 об/мин оправку диаметром 30 мм при помощи латунного упора. Затем пружины обезжиривают, насаживают на оправки диаметром 25 мм и проводят отпуск в вакууме при 690 С в течение 4 ч,Полученные пружины после осветления дополнительно перевивают с шагом коснонения и проводят стабилизирующийотпуск при 450 С в течение 2 ч. Послеотпуска пружины электрополируют. Дляравномерного снятия слоя металла 510 мкм электрополиронание пружин проводят на приспособлении, обеспечивающим зазор между витками3 мм и подвод тока к каждому витку, и процессе Затем проводят тепловое заневолинание, пружины растягивают на длину 210 мм и выдерживают н таком состояонии и течение 10 ч при 150 С, Окончательное стабилизирующее старениеп ужин проводят при напряжениио30 кгс/мм с выдержкой при 120 С нтечение 10 ч.При исследовании пружин, изготонленных из сплавов 44 НХТЮ предлагаемым способом, их отрицательная длина50-170 мм, усилие преднарительногоподжатия /,5-8,2 кгс, удлинение иэза изменения упругих свойств в течение 1 года при рабочих напряжениях20-25 кгс/ммсоставляет не более1,11 О м, т.е, суммарная нестабильность пружин составляет менее 0,00062н год.Перевивка пружин с шагом, составляющим 1,3-3,0 диаметра проволоки,увеличивает степень деформации материала, способствует созданию равномерной мелкозернистой структуры, увеличению усилия поджатия и,. соответственно, отрицательной длины 1, равной 0,5-1,0 2 что иллюстрируетсясиловой характеристикой таких пружин.В табл, показано изменение усилия поджатия и отрицательной длиныот шага перенивки пружины.Увеличивать шаг перевинки пружины более 3 диаметров проволоки нецелесообразно, так как усилие предвари-,тельного поджатия остается на том жеуровне, вместе с тем наблюдается повышенный износ латунного упора, кроме того, пружина получается неравиомерной.по диаметруПри шаге перевивки меньше 1,3 диаметра проволоки усилие предварительного поджатия практически не изменяется,Предел упругости (7,проволоки сплава 44 НХТЮ,циаметром 3,0 мм взависимости от температуры дополнительного отпуска и его продолжительности приведен в табл.2,Как видно из табл.2, выход за нижний предел укаэанного интервала времени 0,5 ч и температуры 1500 Сне обеспечивает понышения пределаУпРУгости спиа Увеличение вРемени выдержки болееч и температуры более 700 С нецелесообразно, таккак значения предела упругости илиостаются постоянными, или уменьшаются,В табл.3 приведены характеристики пружин, изготовленных разными способами,з271617 Из табл.3 видно, что предлагаемый способ не только увеличивает усилие, поджатия, но и позволяет снизитьсуммарную нестабильность,Таблица 1 Показатели при шаге перевивки пружины в диаметрах проволоки,25 О,00 10 60 5 9 00 10 О О 102 Характеристики пружин Усилиепредвари"тельногоподжатия,кгс ФОтрицатель ная длина пружины, мм Температурадополнительно" Времявыдержки, ч 96 . 9996 10 99 99 94 941271617 Продолжение табл,2. Времявыдержки, ч Температурадополни"тельно 1 4,0 4,5 3,5 2,5 3,0 го от,пуска С 99 102 102 10198 97102 102 100 98 99 9799 97 98 98 97 97 0,25 98 99 0,5 100 00 101 700 0,75 102 102 1,О 101 01 1,25 97 98 97 0,25 97 0,5 96 97 727 0,75 95 96 1,0 95 95 95 96 1,25 93 93 Таблица 3 Наименование характеристикипружин пособ изготовления пружин Известный Предлагаемый Суммарнаянестабильность,7/год 0,003 0,0008 0,0006 Усилие предварительного поджатия,кгс 3,0 8,0 Отрицательная длина пружины,мм 0