Тема 2.6 Технологія виготовлення пружин

Як було вказано в проектуванні, існують плоскі пружини та спіральні циліндричні пружини. Плоскі пружини виготовляють штампуванням (холодним), тому розглянемо особливості технології виготовлення навитих циліндричних пружин. В залежності від потужності пружини та її габаритних розмірів розрізняють два методи технології виготовлення, тобто навивка пружин у гарячому та холодному стані.

Звичайно матеріалом для виготовлення пружин є: стальний вуглецевий пружинний холоднотягнутий патентований дріт (для виготовлення пружин в холодному стані); сталь якісна ресорно-пружинна гарячекатана (використовується для великих пружин, що виготовляються в гарячому стані); різноманітні бронзи (алюмінієві, кремнієво-марганцеві, берилові (використовуються тоді, коли пружина повинна працювати в магнітному полі або тоді, коли є додаткові вимоги з корозіостійкості)). Технологічний процес виготовлення пружин в холодному стані складається з наступних операцій:

- навивання заготовок на верстатах-автоматах без оправки або на токарних верстатах з оправкою, що обертається. Навивання може бути з кроком та без кроку. Оправка звичайно має на 10-15% менший діаметр ніж внутрішній діаметр пружини. Таким чином навиваються довгі заготовки;

- заготовки розрізаються на короткі. При серійному та масовому виробництві розрізання відбувається з допомогою вирубних штампів на пресах, а в дрібносерійному та одиничному- з допомогою молотка і зубила;

- робиться заправка кінців пружини. У пружин стиснення торці шліфуються на заточних або спеціальних верстатах. В процесі цієї операції утворюють напівкільця, кільця або крючки у пружин розтягнення. Звичайно з допомогою пресів (для крупносерійного або масового виорбництва) або ж вручну (для одиничного виробництва);

- пружини піддають термообробці (звичайно це відпуск на протязі декількох хвилин при температурі 200-350ºС);

- виконується штучне механічне старіння, тобто пружини піддають дії навантаження на протязі тривалого часу, щоб в майбутньому при експлуатації вони не втрачали свої характеристики;

- проводять захист від корозії способами цинкування, вороніння, кадмування- щоб запобігти наводнення, яке дає крихкість. Після цинкування необхідно проводити ступеневу закалку на протязі декількох годин;

- контроль та випробування пружин.

Технологія виготовлення великих пружин має наступну послідовність:

- відрізаються заготовки необхідної довжини. Обладнання, інструмент, оснащення- як і в першому випадку;

- заготовки нагрівають в електричних пічах;

- проводять відтяжку або вальцовку кінців пружини;

- знову піддають нагріву заготовки;

- пружини навиваються на оправки в гарячому стані на верстатах токарного типу з кроком або без кроку;

- проводять утворення кінців по аналогії з тим, як виконувалась попередня технологія;

- потім виконуються операції: штучного старіння; термообробки у вигляді загартовування або відпуску; захисту від корозії у вигляді лакування або фосфатування (після фосфатування все одно наносять лакування) та наприкінці контроль та випробування.

Контроль та випробування містять:

- технологічний огляд, перевірку розмірів з допомогою штангенциркуля, мікрометрів та калібрів;

- випробування під робочим навантаженням зі зняттям характеристики, тобто залежності сили стиснення або розтягнення від величини деформації пружини;

- динамічне випробування з використанням тривалого навантаження на спеціальних приладах з грузами, шкалами, у яких зусилля виникає з допомогою пресу. Динамічні випробування проводять тільки для окремих пружин з партії відповідно до вимог замовника, тобто вони відносяться до вибіркових або типових.