Как сделать пружину: пошаговая инструкция и рекомендации

Чаще всего вопрос о том, как сделать пружину самостоятельно, используя для этого подручные средства, не возникает. Однако бывают ситуации, когда пружины требуемого диаметра нет под рукой. Именно в таких случаях возникает потребность в изготовлении этого элемента своими руками.

Изготовить небольшую пружину вполне реально

Конечно, пружины для ответственных механизмов, работающих в интенсивном режиме, лучше всего изготавливать в производственных условиях, где есть возможность не только правильно подобрать, но и соблюсти все параметры технологического процесса. Если же нестандартная пружина вам требуется для использования в механизме, который будет эксплуатироваться в щадящем режиме, то можно сделать ее и в домашних условиях.

Технология холодной навивки с закалкой и отпуском

Первые этапы технологии совпадают с предыдущим процессом. На стадии термообработки начинаются изменения. Она проводится в несколько этапов:

• Закалка. Заготовку нагревают до заданной температуры, выдерживают от 2 до 3 часов. Далее подвергают скоростному охлаждению, погружая в емкость с минеральным маслом или солевым раствором. В ходе стадии закалки заготовки должны находиться в горизонтальном положении. Это позволит избежать из деформации
• Отпуск. Заготовку нагревают до 200-300° и выдерживают несколько часов для снятия внутренних напряжений и улучшения упругих свойств.

Далее также проводятся измерительные и контрольные операции. Прошедшие контроль заготовки направляют на пескоструйную обработку для снятия окалины. При необходимости следует сделать также и дробеструйную обработку для повышения прочности поверхностного слоя металла.

Завершает процесс нанесение защитного покрытия.

Как изготовить и закалить пружину в домашних условиях

Практически каждый домашний мастер знает, что почти из любой проволоки возможно сделать пружину и с успехом ее использовать в быту. В основном проблем с самостоятельным изготовлением детали не возникает. Однако иногда возникают ситуации, в которых необходимо сделать либо пружину нестандартных габаритов, либо придать ей повышенную прочность и упругость. Для этого следует прибегнуть к операциям термообработки. Закалить пружину в домашних условиях вполне реально. Само собой, что самодельную деталь не стоит использовать в особо ответственных устройствах, работающих при повышенной нагрузке. Для таких целей рекомендуется использовать пружины, изготовленные в заводских условия. Но для домашнего применения в устройстве, работающем в облегченном режиме рассматриваемая технология вполне подходит.

Необходимые инструменты и материалы

Для того, чтобы изготовить и закалить пружину из проволоки своими руками необходимо:

• Стальная проволока. Диаметр подбирается исходя из необходимых характеристик будущего изделия.
• Обыкновенная газовая горелка.
• Слесарный инструмент: пассатижи, молоток и т.п.
• Тиски.
• Печка. Это может быть, при ее наличии, специальная или же обычная бытовая.

Облегчить процесс навивания спирали способны дополнительные приспособления, которые подбираются индивидуально в соответствии с размерами и жесткостью пружины.

Если использование и закалка предполагается из проволоки диаметром меньше 2 миллиметров, то она может предварительно не нагреваться. Она без проблем будет гнуться и без этой операции. Однако при этом до начала намотки рекомендуется ее разогнуть ее по всей длине и полностью выровнять.

При использовании проволоки диаметром более 2 миллиметров ее следует до начала работы обжечь. Без данной операции выровнять и навить ее будет проблемно.

Особенности операции

• Верно подобранная основа является залогом успеха. В заводских условиях для изготовления применяется сплав цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2), легированная или углеродистая сталь. Во время домашнего изготовления оптимальной основой будет старая пружина необходимого диаметра.
• Для отжига лучше всего подойдет особая печь. При отсутствии таковой подойдет из кирпича или металла.
• Для охлаждения после нагрева рекомендуется применять трансформаторное масло. При его отсутствии подойдет веретенное.

Последовательность действий

1. Прежде, чем закалить проволоку для пружины следует проверить материал основы и убедиться, что используемая проволока углеродистой стали.

2. Процедура отжига, как сказано ранее, способна добавить пластичности. Это облегчит процесс выравнивания и намотки на оправку. Для этого можно особую печь или любую подходящую. В быту закалять возможно в наиболее подходящей конструкции (металлической или кирпичной). Для этого разжигается обычный костер и после в уголь помещается будущая пружина. После нагрева заготовки докрасна проволоку нужно изъять и позволить остыть естественным путем. Остывшая проволока будет существенно мягче и с ней можно будет комфортно работать.

3. Размягченную проволоку следует полностью выровнять и приступить к намотке на оправку подходящего диаметра. Во время проведения процедуры нужно контролировать плотное расположение витков друг к другу. Для упрощения можно пользоваться шуруповертом.

4. Для придания требуемой упругости потребуется провести закаливание. Благодаря этой термической обработке деталь получается более твердая и прочная. Закалка пружин предполагает их прогрев до температуры от 830 до 870 градусов. Для этого допускается пользоваться газовой горелкой. Ранее уже мы говорили про закалку металла в домашних условиях.

Дома вряд ли сыщется подходящий термометр, которым возможно точно определять температуру детали. Поэтому можно ориентироваться по цвету металла. Когда необходимая температура достигнута заготовка станет светло-красной. Рекомендуем посмотреть видео с подробным рассказом о температуре нагрева. После этого пружина помещается в охлаждающую среду (масло).

5. После закаленную пружинку требуется подержать в сжатом состоянии. Для этого необходимо от 20 до 40 часов.

6. В завершение провести обработку и подгонку до требуемых размеров.

Верное проведение подобного упрочнения позволит с успехом использовать пружину в домашних механизмах.

Закалка изделия

Тому, кто интересуется, как сделать пружину самому, опытные мастера советуют также уделить внимание ее закаливанию. Данная процедура заключается в термической обработке изделия с целью придать ему требуемую упругость.

Пружина, прошедшая закалку, по сравнению со своим первоначальным состоянием становится гораздо тверже и прочнее. Термообработка выполняется в специальных печах при температуре от 830 до 870 градусов. Справиться с этой работой можно также и в домашних условиях при помощи обычной газовой горелки. Поскольку температурные датчики в таких устройствах обычно отсутствуют, домашнему умельцу контролировать процесс придется визуально. В качестве ориентира можно использовать цвет раскаляемого изделия. Металл при нагреве до 800 градусов становится вишнево-красным. Это значит, что вынимать изделие из печи пока рано. Если пружина достаточно нагрелась (870 градусов), она станет светло-красной. Теперь ее следует охладить. Для этой цели подойдет трансформаторное или веретенное масло. В специальных заводских термических печах металлы подвергаются нагреву до 1050 градусов. Изделия при таком температурном режиме приобретают оранжевые оттенки.

Производство

Согласно установленным правилам ГОСТ, проволока создается протяжкой или волочением начальных заготовок через отверстия, расположенные в порядке уменьшения диаметра сечения. Для увеличения прочности на разрыв в конце проводится термическая закалка. При волочении на последнем выходном отверстии станка устанавливается специальная форма для калибровки — фильера. Ее устанавливают в том случае, когда материал должен быть изготовлен уже откалиброванным и не иметь на поверхности дефектов.

Далее идет отпуск проволоки при температуре 400-480 C. Твердость полотна равна 35-45 единиц (от 1300 до 1600 килограммов на 1 квадратный миллиметр плоскости). Для повышения такого технического свойства, как подавление нагрузок, используется углеродистая или высоколегированная сталь. Обычно производители делают ее из марок сплавов – 50ХФА, 50ХГФА, 55ХГР, 55С2, 60С2, 60С2А, 60С2Н2А, 65Г, 70СЗА, У12А, 70Г.

Особенности и требования

Самый востребованный диаметр — это 6-8 миллиметров. Для изготовления пружинной проволоки применяют катанку из стали. Технические требования устанавливаются по ГОСТу 14963-78 или ГОСТу 9389-75. Иногда допускаются отклонения от норм к требованиям пружинной проволоки. Например, по желанию заказчика, может изменяться количество марганца в составе, но только если при изготовлении не использовались хром и никель.

Во время эксплуатации нагрузка будет создаваться в местах, не устойчивых к изъянам. Поэтому все сырье, перед изготовлением пружин проходит проверку.

Прочность пружинного полотна напрямую зависит от размера диаметра, прочность малого диаметра намного выше. Например, размер сечения 0,2-1 миллиметра почти в два раза превосходит по прочности проволоку с сечением 8 миллиметров. Форма выпуска готовой пружинной проволоки может быть в виде катушек, мотков (допустимый вес 80-120 килограммов) и бухт (500-800 килограммов).

Возможно ли согнуть переднюю пружину?

Возможно ли согнуть переднюю пружину?

Сообщение taar » 25 фев 2012, 01:19

Re: Возможно ли согнуть переднюю пружину?

Сообщение ТВК2011 » 25 фев 2012, 09:04

Re: Возможно ли согнуть переднюю пружину?

Сообщение natan » 26 фев 2012, 11:55

Re: Возможно ли согнуть переднюю пружину?

Сообщение sash_u » 26 фев 2012, 16:09

возможно, если они стойку снимали в первый раз

не просевшая пружина имеет не большое смещение в сторону, так что в вашем случае думаю просто слетела резинка с тарелки стойки, спокойно катайтесь дальше т.к. все исправили и стука нет

Re: Возможно ли согнуть переднюю пружину?

Сообщение taar » 26 фев 2012, 21:06

Источник

Необходимые инструменты и материалы

Для того, чтобы изготовить и закалить пружину из проволоки своими руками необходимо:

• Стальная проволока. Диаметр подбирается исходя из необходимых характеристик будущего изделия.
• Обыкновенная газовая горелка.
• Слесарный инструмент: пассатижи, молоток и т.п.
• Тиски.
• Печка. Это может быть, при ее наличии, специальная или же обычная бытовая.

Облегчить процесс навивания спирали способны дополнительные приспособления, которые подбираются индивидуально в соответствии с размерами и жесткостью пружины.

Если использование и закалка предполагается из проволоки диаметром меньше 2 миллиметров, то она может предварительно не нагреваться. Она без проблем будет гнуться и без этой операции. Однако при этом до начала намотки рекомендуется ее разогнуть ее по всей длине и полностью выровнять.

При использовании проволоки диаметром более 2 миллиметров ее следует до начала работы обжечь. Без данной операции выровнять и навить ее будет проблемно.

Наша продукция

Устройство для выравнивания стальной проволоки диаметром 6-10 мм и полосы 20х3 30-4 мм с ручным приводом. Служит для выпрямления стальной оцинкованной проволоки диаметром 6-10 мм, а так же стальной оцинкованной полосы размером 20х3 мм, 30х4 мм. Круглые и плоские проводники поставляются в бухтах по 40-50 кг.

Для того, чтобы качественно выполнить монтаж молниеприемной «сетки» из стальной проволоки на плоской кровле необходимо уложить проволоку в держатели и соединить узлы при помощи клемм. Проволока укладывается ячейками размером 6х6 м, 10х10, 12х12 м. Для того чтобы ровно уложить проводник «сетки» ее необходимо выпрямить из скрученного состояния. Стальная оцинкованная проволока 8 и 10 мм тяжело поддается ручному выпрямлению, особенно сталь диаметром 10 мм, а так же в выпрямленном состоянии будут иметься неровности от неравномерного выпрямления.

Для прокладки токоотводов от молниеприемников на кровле, дымовых труб и других конструкций зданий и сооружений, установки проводников в держатели требуется проложить его максимально ровно без искривлений. Причина тому, эстетический внешний вид, а так же неровности, вследствие чего, из держателей может высвободиться проволока или повредиться самое крепление держателя.

Для простоты монтажа наша компания предлагает данное устройство для выпрямления проводников из девяти роликов, что позволит Вам сэкономить время на установку молниеприемных «сеток», а так же смонтировать токоотводы в самые кратчайшие сроки без опасения демонтажа неровных участков проволоки и полосы.

Конструкция машинки для выпрямления проволоки позволяет установить на высота 0,5 м от кровли или пола на любой конструкции из дерева или металла, отрегулировать нажатие роликов на проводник и добиться ровности проволоки или стальной полосы.

К примеру:

— установка на деревянные паллеты — 5 минут;

— ввинчивание шурупов в дерево — 2 минуты;

— настройка прижимных роликов под проводник от 5 до 15 минут;

— размотка стандартной бухты 115 м 5-7 минут

— нарезка на требуемые длины от 5 до 20 минут

Итого в среднем до 1 часа можно размотать и подготовить к установке стальную оцинкованную проволоку диаметром 8 мм. Для здания с плоской кровлей размером 50х20 ми высотой 10 м может потребоваться примерно 3 бухты проволоки, это означает, за 3 часа можно подготовить проводник к укладке на кровлю и токоотводы, не тратя на это рабочий день.

Холодный способ изготовления

Технология навивки пружин на токарных станках в России считается более предпочтительной. Обусловлено тем, что горячий способ требует серьезных затрат связанных с приобретением дорогостоящего дополнительного оборудования. Холодный метод имеет ограничения по диаметру проволоки, он не превышает 16 мм. Оснастка для этого техпроцесса состоит из оправок, приспособленных для направления металлической нити на вращающейся катушке.

Вид зависит от формы пружины (цилиндрической, бочкообразной или конической). Приспособление для натяжения и направления проволоки представлено в виде двух вращающихся роликов. Причём верхний имеет винт, который позволяет регулировать натяг и направление. При холодной завивке пружин берется металл с необходимыми качествами, из него делают нужную деталь. В конце проводят термообработку с целью избавления от внутренних напряжений.

Сама технология выглядит так. Стальную проволоку подают через планку, установленную на суппорте оборудования, а конец фиксируется зажимом на оправке. Роликовое приспособление выполняет натяг металлической нити, который важен при изготовлении изделия. После включения станка, начинается намотка пружины, при этом скорость в зависимости от диаметра, используемого материла, находится в пределах 10 – 40 м/мин. Количество витков подсчитывается визуально или счетчиком. По окончании поделка подлежит мехобработке.

Это может быть технология торцовки для пружин сжатия абразивными кругами на специальных автоматах или на промышленных точилах. На изделиях другого профиля технологические концы подлежат обрубке или обрезке, используя специальное приспособление и соответствующий инструмент. Готовый продукт подвергается термообработке в электрических печах.

Технология термической обработки деталей зависит от материала. Для одних марок сталей отпуск и закалка, для других, в том числе и для бронзы – низкотемпературный отпуск, после которого поделки приобретают пружинящие свойства.

Готовую продукцию проверяют и испытывают на соответствие технологическим параметрам (растяжение, сжатие, изгиб, кручение). При необходимости или с согласия заказчика выполняется дополнительная обработка (гальваническое, лакокрасочное или другое покрытие).

Сварочная проволока

Сварочная проволока – альтернатива электродам для РДС для механизированной и автоматической сварки. В первом случае она подается на аппарат вручную, во втором – весь процесс полностью автоматизирован, сварщик только контролирует и корректирует его при необходимости. Детали варятся под флюсом или в защитных газах, что позволяет получить нужное качества шва. При этом ни проволока, ни прутки из нее не имеют покрытия, как у электродов.

Различают три основных вида этой группы метизов.

Полированная (светлая) сварочная проволока

Полированная проволока для сварки выпускается по ГОСТ 2246-70. В результате обработки имеет гладкую шлифованную поверхность, на которой содержание технологических смазок составляет тысячные доли процента. Оптимальный вариант для механизированной сварки в защитных газах низколегированных и углеродистых сталей. В ряду преимуществ:

• быстрая непрерывная подача;
• наилучший вариант, если сталь легирована молибденом;
• минимальное количество аэрозольных вредных выбросов при сварке.

Полированная проволока позволяет получить качественный сварной шов правильной геометрии. Широко используется в судостроении, мостостроении, машиностроении.

Омедненная проволока для сварки

Для производства омедненной сварочной проволоки применяются низколегированные (Св-08ГС-О, Св-08ГА-О, Св-08Г2С-О) и низкоуглеродистые (Св-08А-О, Св-08-О) стали. Изготавливается по ГОСТ 2246-70. Сварочные работы выполняются в защитной газовой среде – в углекислом газе или его смеси с аргоном.

Преимущества:

• мгновенный поджиг, поскольку медь – великолепный электропроводник;
• устойчивое горение дуги;
• экономно расходуется, благодаря минимальному разбрызгиванию;
• отличное качество шва.

В отличие от обычной и полированной, проволока с омеднением более стойка к коррозии, что выгодно отличает ее при длительном хранении. Назначение – монтаж трубопроводов, сварка изделий, работающих под давлением (резервуары и те же трубы), машиностроение, судостроение.

Порошковая сварочная проволока

Не имеет сплошного сечения, как другие сварочные проволоки, – сердечник наполнен смесью металлических порошков, шлако- и газообразующих компонентов. При сварке они создают защитную среду для сварочной ванны и обеспечивают легирование металла шва. Используется для соединения деталей из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Подробнее о сварочной проволоке мы рассказывали ранее. Читать далее ->

В каталоге металлическая проволока представлена в широким ассортименте самостоятельно и в готовых изделиях:

• сетка рабица, сварная и тканая;
• стальные канаты и тросы;
• гвозди и дюбель-гвозди.

Тактика ловли карася с использованием пружинной кормушки

При использовании пружины для ловли карася подойдет как рассыпчатая, так и вязкая прикормка. Ею наполняется кормушка и делается несколько забросов для стартового закорма. Поводки с крючками при этом не крепятся. Когда закорм произведен, можно установить пружину меньшего размера с поводками.

Прикормку уплотняют в кормушке, чтобы она вымывалась не быстрее 10 минут. Осталось насадить на крючки приманку и забросить оснастку в прикормленное место.

Удочка устанавливается на подставку, леска натягивается, монтируется сигнализатор поклевки. Фрикционный тормоз ослабляется, а при наличии байтраннера его следует включить. Теперь можно удобно располагаться и ожидать поклевку рыбы.

Для ловли карася на небольшой глубине и короткой дистанции лучше применять небольшие пружинки из тонкой проволоки 1-2 мм. Если требуется дальний заброс с большой глубиной в точке ловли, то лучше устанавливать крупные модели из проволоки 2,5-3,5 мм. Имея широкую линейку кормушек, рыболов без труда подберет оптимальную пружину для ужения в конкретном месте ловли.

Специально для Самоделки FISH – Щетько Сергей Викторович , Беларусь, Столбцы

сжимающая, коническая, торсионная и натяжная своими руками

При создании различных устройств очень полезно иметь под рукой пружины. Само собой возникает вопрос: сколько, какого типа и размера могут понадобиться в следующий раз и как сделать пружину своими руками?

При этом иногда возникает ситуация, когда сложно найти пружину, которая идеально соответствует твоим требованиям. Так почему бы не сделать свою собственную?

Создание пружин может показаться пугающим, но при помощи базового инструмента и с простой инструкцией каждый из вас сможет создать ее.

В этой статье я покажу вам, как сделать некоторые из них, сначала самые простые, а затем я перейду к некоторым «продвинутым» инструментам, но это не добавит процессу создания сложности.

Шаг 1: Типы

Вот несколько из множества типов пружин, которые мы научимся делать. Слева направо:

• Натяжная
• Сжимающая
• Коническая
• Торсионная

Шаг 2: Начнём работу при помощи базовых инструментов

Вы сможете начать создавать множество разных типов при помощи инструментов, обозначенных в списке:

• штырь диаметром 1.4 см
• струна для пианино или проволока
• плоскогубцы с кусачками
• пила
• зажимы
• беспроводная дрель

Шаг 3: Обрежем штырь

Сначала возьмите деревянный штырь и обрежьте его до длины примерно 12 см. Затем прорежьте в одном из его концов паз, он будет предназначаться для струны. Штырь диаметром примерно 1.4 см подойдёт лучше всего потому, что он хорошо крепится в патроне дрели.

Шаг 4: Создание натяжной пружины

Беспроводные дрели хороши тем, что можно настраивать скорость их вращения. Для безопасности всегда пользуйтесь плоскогубцами — если провод соскочит, то он может порезать вам руки.

Закрепите дрель на столе при помощи зажимов. Одна рука лежит на кнопке включения дрели, а вторая зажимает плоскогубцы. Проворачивайте дрель столько, сколько вам нужно, пока не добьётесь необходимого количества витков. Во время намотки удерживайте шнур под напряжением, и пружина будет поворачиваться лучше.

Шаг 5: Сгибание струны

После намотки, я согнул плоскогубцами оставшиеся кончики и получил натяжную пружину. Экспериментируя, вы можете добиться различных размеров петелек.

Шаг 6: Сжимающая

Для нее потребуется более длинный штырь, в котором также будет вырезан паз. Во время намотки, отмеряйте расстояние между витками на глаз. Это потребует от вас практики, но занятие на самом деле очень занимательное.

Когда пружина была готова, я провел тест (см. последнюю фотографию). Я поместил ее на штырь, придавил её сверху небольшим деревянным бруском и быстро отпустил — брусок выстрелил до потолка.

Шаг 7: Коническая

Коническая делается при помощи дрели и ленточной шлифовальной машины.

Используя ту же технику намотки, я посадил струну в пазик на штыре. Когда пружина была полностью намотана, я обрезал её концы, и коническая пружина была готова. Ее я сделал дважды, и второй вариант вышел более хорошим.

Шаг 8: Торсионная

Для изготовления торсионной я использовал латунный стержень, так как деревянный штырь не выдерживал нагрузки и ломался. Чтобы создать пружину, сделайте несколько витков и оставьте прямой участок струны с обоих концов. Изогнув концы струны, вы создадите хорошую торсионную пружину.

Шаг 9: Заключение

На фотографиях вы видите сжимающую и набор различных пружин, которые я сделал в домашних условиях.

Я надеюсь, изготовление окажется для вас простым занятием и поможет вам сделать множество интересных проектов. Если вы используете их постоянно, то это также сэкономит вам деньги.

Требования к материалу

Прочностные параметры и отказоустойчивость изделия во многом определяются материалом, из которого его решили сделать. Металлурги выделяют в классификации сталей специальные рессорно-пружинные стали. Они обладают специфической кристаллической структурой, определяемой как химическим составом, так и проводимой термической обработкой изделий. Высоколегированные сплавы повышенной чистоты и высокого металлургического качества обеспечивают высокую упругость и пластичность, способны сохранять свои физико-механические свойства после многократных деформаций.

Популярность среди конструкторов механизмов приобрели пружинные сплавы 60С2А, 50ХФА и нержавейка 12Х18Н10Т

Где применяется?

Производство пружин бывает холодной и горячей методикой. Для холодной навивки используются специальные пружинонавивочные автоматы и станки. Проволока должна быть из углеродистых сталей, потому что конечная деталь не будет подвергаться закалке. В России холодный метод используется чаще, так как он не такой дорогостоящий и затратный.

Описание процесса.

1. Пружинная проволока подготавливается к работе, проверяется на отсутствие дефектов.
2. Полотно проволоки продевается через кронштейн в суппорте, а конец закрепляется зажимом на оправе.
3. Верхним валом регулируется натяжение.
4. Включается наматывающий валик (его скорость зависит от диаметра проволоки).
5. Полотно обрезается, когда достигнуто нужное количество витков.
6. Последний этап — механическая и термическая обработка готовой детали.

Горячим методом можно изготовить детали только с диаметром сечения от 1 сантиметра. Во время навивки происходит быстрый и равномерный нагрев. Процесс выглядит следующим образом.

1. Полотно проволоки, разогретое докрасна, просовывают через фиксатор и закрепляют концы зажимами.
2. Верхним валиком задается натяжение.
3. Регулируется скорость вращения (также все зависит от диаметра), включается станок.
4. После заготовка снимается.
5. Далее идет термическая закалка — охлаждение в масляном растворе.
6. Механическая обработка готовой детали и нанесение антикоррозийного состава.

Во время горячего способа навивки, разрезание пружины на части не предусматривается, если нужный размер уже достигнут, то есть навивка происходит на полную длину полотна. Уже после этого разрезается на части нужной длины. В данном способе последняя термическая обработка нужна для снятия у детали внутреннего напряжения. Рекомендуется работать с масляным раствором, а не с водой, чтобы во время закалки на стали не пошли трещины.

Как выглядит пружинная проволока, смотрите далее.

Диаметр

Если диаметр проволоки не более 2 мм, то пружину можно сделать, не применяя термическую обработку. Для этого необходимо таким образом разогнуть проволоку, чтобы она стала абсолютно ровной, а затем с усилием намотать ее на оправку.

Что касается диаметра оправки, то он должен быть немного меньше, чем внутренний диаметр пружины, который вы хотите получить. Это необходимо для компенсации упругой деформации. Скорее всего, придется несколько раз разгибать и свивать пружину, попробовать оправки нескольких размеров, чтобы подобрать нужный диаметр. Между витками пружины сжатия расстояние должно быть немного большим, чем уже у готовой пружины. Два крайних витка должны хорошо и плотно прилегать друг к другу.

Если же диаметр пружины, которую вы хотите использовать как исходный материал больше 2 мм, то, прежде чем начинать с ней работу, ее нужно подвергнуть отжигу. Потому что без этой процедуры такую толстую проволоку невозможно выпрямить и навить.

• В первую очередь нужно правильно подобрать материал для будущей пружины — это половина успеха. В производстве используются сплавы цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2 и т.д.) или специальные стали (углеродистые или легированные). Если же вы решили сделать пружину самостоятельно, самым подходящим материалом для этого станет другая пружина нужного размера (обращать внимание нужно на диаметр проволоки, из которой она изготовлена).
• Отжиг лучше всего проводить в специальной термической печи. Если же вам не удалось найти такую, то используйте кирпичную или металлическую. Разведите огонь на березовых дровах и в угли положите пружину. Подождите, пока она не раскалится докрасна, и пусть она продолжает лежать в печи до полного ее охлаждения. После такой процедуры отжига проволока станет пригодной для навивания.
• Выпрямите ее и намотайте на оправку. Делайте это так, как описано выше. При процедуре изготовления пружины витки навивайте вплотную друг к другу.
• Теперь , чтобы она не потеряла форму. Для этого ее необходимо нагреть до температуры 830-870 градусов и опустить в трансформаторное масло (можно использовать и веретенное). Естественно, что вы не сможете по приборам отслеживать нужную температуру, поэтому определяйте ее визуально по цвету нагретого металла. При температуре 830-900°С металл имеет светло-красный цвет. Если такой оттенок появился — пружина дошла до нужного состояния.
• После закалки нужно сжать пружину до сжимания витков и оставить ее, не разжимая, на 20-40 часов. Затем сточите на точильном агрегате концы пружины и изделие готово.

Витые пружины сжатия

Упругие элементы могут иметь различные пространственные формы. Исторически первыми пружинами освоенными человеком, были листовые. Их и сегодня можно видеть — это рессоры у большегрузных грузовиков. С развитием технологий люди научились изготавливать более компактные витые пружины, работающие на сжатие. Кроме них, используются и пространственные упругие элементы.

Особенности конструкции

Такие пружины при работе принимают нагрузку вдоль своей оси. В начальном положении между их витками существуют просветы. Приложенная внешняя сила деформирует пружину, длина ее уменьшается до тех пор, пока витки не соприкоснуться. С этого момента пружина представляет собой абсолютно жесткое тело. По мере уменьшения внешнего усилия форма изделия начинается возвращаться к первоначальной вплоть до полного восстановления при исчезновении нагрузки.

Основными характеристиками, описывающими геометрию детали, считают:

• Диаметр прутка, из которого навита пружина.
• Число витков.
• Навивочный шаг.
• Внешний диаметр детали.

Внешняя форма может отличаться от цилиндрической и представлять собой одну из фигур вращения: конус, бочку (эллипсоид) и другие

Шаг навивки бывает постоянный и переменный. Направление навивки – по часовой стрелке и против нее.

Сечение витков бывает круглым, плоским, квадратным и др.

Концы витков стачиваются до плоской формы.

Область эксплуатации

Шире других используются цилиндрические винтовые пружины постоянного внешнего диаметра и постоянного шага. Они применяются в таких областях, как

• Машиностроение.
• Приборостроение.
• Транспортные средства.
• Добыча полезных ископаемых промышленность.
• Бытовая техника.

и в других отраслях.

С чего нужно начать?

Специалисты рекомендуют использовать проволоку от какой-либо старой пружины, диаметр которой не устраивает владельца. Мастеру останется только ее выровнять и намотать на оправку с сечением нужного размера. Для этого проволока должна быть абсолютно ровной. Она будет намного пластичнее, если ее обработать в специальной печи. При отсутствии таковой подойдет любое другое устройство, которое можно растопить с помощью дров. Как утверждают опытные мастера, достаточное количество тепла для обжига дает береза. После растопки печи нужно дождаться, чтобы в ней прогорели дрова. Оставаться должны одни угли. В них следует положить старую пружину. Если изделие достаточно раскалилось, оно приобретет красный цвет. Теперь пружину можно отодвигать в сторону, чтобы она остывала на воздухе. После этой процедуры метал станет пластичным и с ним легко будет работать.

Как сделать пружину?

Дождавшись, когда старое изделие достаточно остынет, приступают к его разматыванию. На оправку следует наматывать абсолютно ровную проволоку. Тем, кто не знает, как сделать пружину, специалисты рекомендуют располагать витки вплотную. На данном этапе мастеру придется приложить физическое усилие. Оправка зажимается в слесарных тисках.

Работать будет гораздо легче, если использовать плоскогубцы. Судя по отзывам опытных мастеров, очень часто у новичков возникают трудности при подборе размера оправки. Не исключено, что работать придется не с одной оправкой, а с несколькими с различными сечениями. Диаметр для самодельной пружины в таком случае подбирается опытным путем.

Технология изготовления пружин и требования к ним

Технология изготовления пружин играет важную роль и имеет большое значение для их беспроблемной долгосрочной эксплуатации. Упругие элементы – это высокотехнологичные изделия, требующие наличия квалификации и опыта от инженеров-конструкторов и технологов, а также хорошего парка оборудования на предприятии-производителе.

От того, насколько правильными были расчеты пружины, подбор материала с учетом требуемых характеристик и особенностей ее применения, а также используемые технологии и точность изготовления, зависит работа целого агрегата, где эта деталь будет комплектующей.

Витые пружины сжатия: особенности конструкции и эксплуатации

Данный тип пружин в процессе эксплуатации воспринимает нагрузки, прилагаемые в продольно-осевом направлении. Пружины сжатия изначально имеют просветы между витками, приложение внешней силы приводит к деформации, характеризующейся уменьшением длины изделия, и ограничивается тем моментом, когда витки соприкасаются. При отмене воздействия пружина должна восстановить свою форму и геометрические размеры, какими они были до приложения нагрузки.

Основными размерами, определяющими вид отдельной детали, являются:

• — Диаметр проволоки (прутков).
• — Количество витков.
• — Шаг навивки.
• — Диаметр изделия.

Наиболее распространенными являются цилиндрические винтовые пружины сжатия, у которых диаметр изделия одинаков по всей длине. Эти детали широко используются в разных отраслях промышленности: приборо- и машиностроении, горношахтной отрасли, газонефтедобыче, других.

Вообще же пружины сжатия могут иметь не только цилиндрическую форму, но и конусную, бочкообразную, более сложную. Шаг витков может быть постоянный и переменный, а навивка – по или против направления движения часовой стрелки.

Это вносит особенности в общепринятую технологию их изготовления.

Требования к пружинам

Чтобы выполнять свою работу эффективно и правильно, эти элементы должны обладать хорошей прочностью, пластичностью, упругостью, выносливостью и релаксационной стойкостью.

Достижение этих качеств возможно при соблюдении многих факторов, в том числе:

— Правильном выборе материала. — Грамотно проведенных расчетах. — Соблюдении технологии изготовления.

Качественные пружины должны соответствовать требованиям ГОСТ и техническому заданию конкретного заказчика.

Согласно стандарту предусмотрены три группы точности по контролируемым деформациям:

• — С допускаемым отклонениями до 5% (+/-).
• — До 10%.
• — До 20%.

В соответствии с этим определены три группы точности по геометрическим параметрам.

Важное требование к этим деталям – чистота поверхности, здесь не допускаются царапины и другие дефекты, так как они приводят к снижению прочности и надежности

Неподходящий тип

Среди обилия конструкций следует выбирать изделия, которые максимально соответствует оригинальным элементам по форме, высоте, жесткости:

1. Количество витков, высота может отличаться. Главное – это полное совпадение посадочного места, наружного диаметра. Легче всего правильно подобрать пружины с помощью фирменных каталогов, предлагающих свою продукцию для различных авто.
2. Долговечность пружин зависит от отсутствия технологического брака. Кроме того, на этот параметр напрямую влияет нарушение рекомендаций по их подбору, использование неподходящих амортизаторов.
3. Цветовая маркировка у разных производителей может отличаться. Диаметр прутка пружин может также отличаться. При выборе этого элемента подвески важно ориентироваться на производителя, тип изделия, который определяется с помощью маркировки, жесткость.

Изменение конструкции подвески кустарными методами крайне негативно сказывается на работе пружин.

Например, установка элементов от универсалов на седаны в случае проседания кузова авто оправдана. С другой стороны, если это делается для повышения грузоподъемности, то это неоправданный шаг, поскольку усиленные конструкции могут со временем повредить кузов.

Неподходящий тип может привести к потере управляемости, ухудшению устойчивости на дороге, повреждениям кузова, амортизаторов.

Кроме того, неправильный тип изделий, установленный на авто, нередко приводит к сбоям электронных систем ABS и ESP. Это может привести даже к выходу ЭБУ из строя.

Неправильные пружины изменяют дорожный просвет, углы установки колес. В результате детали, узлы ходовой части, шины изнашиваются гораздо быстрей.

Технология холодной навивки без закалки

Сначала необходимо сделать подготовительные операции. Перед тем, как из проволоки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она заключается в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.

В ходе операции навивки должны быть выдержаны следующие параметры:

• Внешний диаметр изделия (для некоторых деталей нормируется внутренний диаметр).
• Число витков.
• Шаг навивки.
• Общая длина детали с учетом последующих операций.
• Соблюдение геометрии концевых витков.

Холодная навивка без отпуска

Далее проводится стачивание концевых витков до плоского состояния. Это необходимо сделать для обеспечения качественного упора в другие детали конструкции, предотвращения их разрушения и выскальзывания пружины.

Следующий этап технологического процесса — термообработка. Холодная навивка пружин предусматривает только отпуск при низких температурах. Он позволяет усилить упругость и снять механические напряжения, возникшие в ходе навивки.

После термообработки необходимо сделать испытательные и контрольные операции.

Далее по необходимости могут наноситься защитные покрытия, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвергаются повторному нагреву для снижения содержания водорода в приповерхностном слое.

воскресенье, 23 августа 2022 г.

Как самостоятельно сделать пружину

При необходимости пружину можно изготовить самостоятельно. Стальная проволока для изготовления пружины, которая впоследствии будет подвергаться закалке, должна соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 14963-78. Там много условий, но главное что проволока должна быть марок 51ХВА, 60С2А, 65С2ВА, 70С3А. Хотя, конечно, вам никто не мешает использовать и другую сталь.

Чтобы изготовить пружину в домашних условиях, необходимо определиться с характеристиками:

• маркой стали
• диаметром проволоки
• количеством навиваемых витков
• шагом витка

При изготовлении пружины необходимо придерживаться следующих простых правил:

• проволока должна быть абсолютно ровной. Если пружину изготавливают из неровной или старой пружины, она обязательно должна быть выровнена.
• проволока должна быть очищена от ржавчины, масел и других загрязнений. Для этого используют содовый раствор или химические средства, позволяющие растворить масла и снять ржавчину. Протирать проволоку рекомендуется опилками.
• проволока диаметром более 2 мм перед навивкой должна быть подвергнута процедуре отжига путем нагрева докрасна (температура в пределах 400 °C) и охлаждения на воздухе.
• при намотке необходимо контролировать положение витков относительно друг друга. Они должны плотно прилегать один к одному.Для этого можно использовать подходящий болт или шпильку в качестве оправки. Конец проволоки на болте удерживайте ручными клещами или зажмите вместе с болтом в тисках.
• в процессе намотки нужно стараться постоянно держать проволоку в натяжении и наматывать виток к витку.
• для намотки можно использовать различные приспособления.
• после намотки проволоки, если пружина должна работать на сжатие, нужно с помощью отвертки сделать необходимое расстояние между витками. Если пружина должна работать на растяжение, то на ее концах делаются проушины.

После изготовления пружины её надо закалить. Закалка пружин в домашних условиях может выполняться несколькими способами: с помощью газовой горелки, нагревом в печи, изготовленной из кирпича или камня, или просто в костре. Нагрев должен производиться до температуры около 870 °C. На глаз это определяется цветом проволоки: она в процессе нагрева делается красного оранжевого цвета. Затем ее необходимо поместить в масло (трансформаторное, веретенное или другую жидкую среду), которое обеспечит медленное охлаждение: быстрое охлаждение может вызвать возникновение трещин, которые отрицательно скажутся на качестве пружины.

Закаленная пружина хрупкая. Чтобы она получила оптимальный баланс между твердостью и эластичностью, требуется отпуск. Для этого заготовка разогревается до температуры 400-500 градусов Цельсия. Определить, что она раскалена достаточно можно по цвету. Сначала пружина станет светло-василькового цвета, а потом светло-серой, что и сигнализирует о достижении нужной температуры. После разогрева она охлаждается на воздухе. Этот пункт многие в интернете не упоминают.

Изготовленную кустарным способом пружину рекомендуется выдержать на протяжении некоторого времени в сжатом состоянии. Обычно время выдержки лежит в пределах от 20 до 40 часов.

Обратите внимание, что самостоятельно изготовленная пружина (т.е. изготовленную без жесткой технологии) может в любой момент лопнуть, сжаться, растянуться, вытянуться

Поэтому лучше постараться избегать использовать такую пружину в ответственных местах.

Несколько полезных видео

Технология холодной навивки без закалки

Сначала необходимо сделать подготовительные операции. Перед тем, как из проволоки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она заключается в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.

В ходе операции навивки должны быть выдержаны следующие параметры:

• Внешний диаметр изделия (для некоторых деталей нормируется внутренний диаметр).
• Число витков.
• Шаг навивки.
• Общая длина детали с учетом последующих операций.
• Соблюдение геометрии концевых витков.

Далее проводится стачивание концевых витков до плоского состояния. Это необходимо сделать для обеспечения качественного упора в другие детали конструкции, предотвращения их разрушения и выскальзывания пружины.

Следующий этап технологического процесса — термообработка. Холодная навивка пружин предусматривает только отпуск при низких температурах. Он позволяет усилить упругость и снять механические напряжения, возникшие в ходе навивки.

После термообработки необходимо сделать испытательные и контрольные операции.

Далее по необходимости могут наноситься защитные покрытия, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвергаются повторному нагреву для снижения содержания водорода в приповерхностном слое.

Особенности технологии

Технологический процесс изготовления упругих элементов зависит от технических требований, предъявляемых к конструкции. Сделать пружину не так просто, как обычную деталь, которая не должна обладать особыми упругими свойствами. Для этого требуется специальное оборудование и оснастка.

Навивка пружин с круглым сечением витка проводится следующими методами:

• Холодная. Применяется для малых и средних размеров (диаметр проволоки до 8 миллиметров).
• Горячая. Для больших диаметров.

Технология навивки пружины

После навивки упругие элементы подвергают различным видам термообработки. В ее ходе изделие приобретает заданные свойства.

Технология горячей навивки с закалкой и отпуском

Перед навивкой заготовку нагревают до температуры пластичности одним из следующих методов

• муфельная печь;
• газовая горелка;
• высокочастотный нагрев.

Графики термообработки строятся исходя из свойств материала и размеров заготовки.

Чтобы сделать упругий элемент, требуется специализированное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на обычном токарном станке, но потребуется его дооборудование специальной оснасткой. Средние и крупные серии изготавливают на полуавтоматических установках, работающих с минимальным вмешательством оператора. Сделать пружину из проволоки можно и вручную. Для этого также потребуется специальная оснастка.

На следующем этапе механической обработки торцы шлифуются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно сделать шлифовальном круге.

Термообработка проводится с применением оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специализированных печах для закалки и отпуска. Обе операции можно сделать и в универсальной печи.

Для контроля качества используются нагрузочные установки и измерительные комплексы. При единичном производстве измерения можно сделать и универсальным инструментом.

Пружину, которая будет долго служить и максимально эффективно выполнять свои задачи, можно изготовить не только на производстве. Да, там есть возможность полностью соблюсти весь производственный процесс, все его параметры, правильно выбрать характеристики всех технологических процессов (например, температуру закалки). Однако простую пружину для механизма, который работает в щадящем режиме, можно сделать и своими руками.

Для этого понадобятся следующие материалы:

• непосредственно пружина и проволока подходящего для задуманного агрегата размера;
• газовая горелка;
• слесарный инструмент;
• тиски;
• бытовая или термическая печь.

Завершающий этап

После процедуры закаливания пружину следует сжать и оставить в таком положении на двое суток. Затем, используя точильный станок, обрабатываются ее концы. Это придаст кустарному изделию требуемый размер. После выполнения всех вышеперечисленных действий пружина считается готовой к эксплуатации. Как утверждают специалисты, кустарные самоделки не сравнить с аналогичными изделиями заводского производства.

Тем не менее нестандартные пружины широко используются в различных механизмах. Если их эксплуатировать в щадящем режиме, то пружины прослужат достаточно долго.

Витые пружины сжатия

Упругие элементы могут иметь различные пространственные формы. Исторически первыми пружинами освоенными человеком, были листовые. Их и сегодня можно видеть — это рессоры у большегрузных грузовиков. С развитием технологий люди научились изготавливать более компактные витые пружины, работающие на сжатие. Кроме них, используются и пространственные упругие элементы.

Витые пружины

Особенности конструкции

Такие пружины при работе принимают нагрузку вдоль своей оси. В начальном положении между их витками существуют просветы. Приложенная внешняя сила деформирует пружину, длина ее уменьшается до тех пор, пока витки не соприкоснуться. С этого момента пружина представляет собой абсолютно жесткое тело. По мере уменьшения внешнего усилия форма изделия начинается возвращаться к первоначальной вплоть до полного восстановления при исчезновении нагрузки.

Основными характеристиками, описывающими геометрию детали, считают:

• Диаметр прутка, из которого навита пружина.
• Число витков.
• Навивочный шаг.
• Внешний диаметр детали.

Внешняя форма может отличаться от цилиндрической и представлять собой одну из фигур вращения: конус, бочку (эллипсоид) и другие

Шаг навивки бывает постоянный и переменный. Направление навивки – по часовой стрелке и против нее.

Устройство пружины

Сечение витков бывает круглым, плоским, квадратным и др.

Концы витков стачиваются до плоской формы.

Область эксплуатации

Шире других используются цилиндрические винтовые пружины постоянного внешнего диаметра и постоянного шага. Они применяются в таких областях, как

• Машиностроение.
• Приборостроение.
• Транспортные средства.
• Добыча полезных ископаемых промышленность.
• Бытовая техника .

и в других отраслях.

Применение пружины в быту

Как сделать пружину своими руками из проволоки и на производстве: описываем досконально

Стальные пружины могут быть разных конфигураций и не всегда можно приобрести нужного вида – товар достаточно редкий на рынке. По этой причине для своих нужд я их делаю самостоятельно.

Требования к проволоке и ее диаметру

Стальная проволока для изготовления пружины, которая впоследствии будет подвергаться закалке, должна соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 14963-78. Согласно документу она классифицируется по таким признакам:

• способу навивки (холодным способом и горячим);
• способу отделки поверхности (без отделки и с отделкой);
• точности изготовления (нормальная и повышенная);
• классу механических свойств (общего и ответственного назначения);
• диаметру (от 0,5 до 14 мм);
• виду поставки (в прутках или мотках).

На промышленных предприятиях методом холодной навивки изготавливают пружины из проволоки, диаметр которой не превышает 16 мм, горячим способом – вплоть до 80 мм. При этом на производстве они навиваются с помощью вращающейся оправки, подающих роликов и одного или двух упорных штифтов.

Изготавливают изделия из проволоки марок 51ХВА, 70С3А, 65С2ВА, 60С2А, 65Г, 60ХВА с поверхностью шлифованной, полированной или без шлифования и полировки. По этому признаку и способу изготовления проволока выпускается в прутках или мотках таких групп:

• А, Б, В, Г, Е – со специальной отделкой;
• Н – без отделки.

Условное обозначение проволоки в технической документации и на сопроводительных бирках состоит из цифр и букв:

ХХХХХ (1) – Х (2) – Х (3) – Х (4) – ХХ (5) – ХХ (6) ГОСТ 14963-78 (7)

где:

• 1 – марка стали;
• 2 – способ отделки поверхности;
• 3 – точность изготовления;
• 4 — класс механической точности;
• 5 — способ навивки;
• 6 — диаметр в мм;
• 7 — обозначение стандарта.

Например, проволока с полированной поверхностью, изготовленная из стали 60С2А повышенной точности I класса для пружин горячей навивки диаметром 2,0 мм будет иметь следующее обозначение:

60С2А – А – П – I – ГН – 2,0 ГОСТ 14963-78

В государственном стандарте оговариваются допустимые предельные отклонения, овальность и недопустимость наличия определенных видов дефектов, а также способы упаковки и транспортировки.

Расчет пружины

Для этого необходимо воспользоваться таблицей в разделе пружины, чтобы правильно выбрать диаметр стальной проволоки, количество витков и шаг. При этом огромную роль играет то, как должна работать новая пружина – на сжатие или растяжение.

Последняя разновидность пружин может иметь довольно сложную конструкцию, но и ее можно сделать самостоятельно.

Выполнив предварительные расчеты и выяснив толщину проволоки для стальной пружины, шаг и количество витков, а также определив конструкционные особенности и создав чертеж будущей пружины, можно переходить к практическим действиям.

Так же есть специальный софт для расчета всех параметров:

Типичные ошибки

Зажимаем оправку в патроне токарного станка. Вставляем конец стальной проволоки в отверстие в оправке, запускаем вращение и плотно наматываем стальную струну.

Проверив толщину пружины штангенциркулем, кусачками обрезаем проволоку и наблюдаем, как наша пружина увеличивается в диаметре.

К тому же снять ее с оправки будет довольно проблематично – для этого придется обрезать струну в самом начале витка.

Делаем правильно

Зажимаем проволоку на оправке с помощью винта.

Теперь нам необходимо создать натяжение стальной струны перед намоткой.

При помощи обычного куска плотного пластика зажать проволоку в держателе резцов будет недостаточно. Нам понадобится специальное приспособление с направляющей, в котором натяжение проволоки можно регулировать прижимной пластиной из мягкого металла (медь или бронза).

Также необходимо отрегулировать скорость вращения патрона токарного станка и перемещение рабочей платформы для получения нужного шага пружины.

Термообработка пружин

Пружины и рессоры испытывают в работе многократные знакопеременные нагрузки и после снятия нагрузки должны полностью восстанавливать свои первоначальные размеры. В связи с такими условиями работы металл, применяемый для изготовления пружин и рессор, должен обладать, кроме необходимой прочности в условиях статического, динамического или циклического нагружений, достаточно хорошей пластичности, высокими пределами упругости и выносливости и высокой релаксационной стойкостью, а при работе в агрессивных средах (атмосфере пара, морской воде и др.) должен быть также и коррозионностойким.

Не менее важны для металла пружин и рессор также технологические свойства — малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию в процессе термической обработки, глубокая прокаливаемость, низкая критическая скорость закалки, малая чувствительность к отпускной хрупкости.

На качество пружин и рессор влияет состояние поверхности прутков, проволоки и полос. Наличие наружных дефектов (трещин, закатов, плен, волосовин, раковин, заусенцев, вдавленной окалины и др.), а также обезуглероженного слоя снижает упругие и циклические свойства металла. Поэтому наружные дефекты на поверхности прутков и полос должны быть удалены зачисткой или шлифованием, а глубина обезуглероженного слоя не должна превышать определенной нормы, установленной ГОСТом на рессорно-пружинную сталь.

Высокие свойства (максимальные пределы упругости и выносливости) пружины и рессоры имеют при твердости HRC 40-45 (структура-троостит), которая достигается после закалки (с равномерным и полным мартенситным превращением по всему объему металла) и среднего отпуска при 400-500° С (в зависимости от стали).

Для изготовления пружин применяют углеродистые и легированные стали, а для приборов — сплавы цветных металлов, главным образом бериллиевую бронзу. Рессоры изготовляют только из легированных сталей.

Пружины и рессорные листы упрочняют следующими способами:

1) холодной пластической деформацией с последующим низкотемпературным нагревом (отпуском, старением);

2) закалкой с последующим отпуском (упрочнение в результате мартенситного превращения);

3) закалкой с последующим старением (упрочнение в результате дисперсионного твердения).

Упрочнение холодной пластической деформацией.

Для изготовления средних и мелких витых пружин широко применяют патентированную проволоку (диаметром до 8 мм), изготовляемую из среднеуглеродистых сталей с содержанием марганца 0,3-0,6% и сталей 65Г и 70Г с содержанием марганца 0,7-1,0%, а также из углеродистых инструментальных сталей. После навивки в холодном состоянии пружины подвергают низкому отпуску (175- 250° С, выдержка 15-20 мин в зависимости от диаметра проволоки) для снятия напряжений, повышения пределов упругости и выносливости, релаксационной стойкости и обеспечения стабильности размеров пружины.

Вместо патентирования экономически более выгодно применять метод деформационного упрочнения нормализованной стали. Данный метод, разработанный на Горьковском автомобильном заводе, заключается в следующем. Проволоку, прутки, полосы из сталей 45, 65Г, 50ХГ подвергают нормализации, а затем холодной пластической деформации волочением или прокаткой со степенью деформации 40-60%. Из полученного полуфабриката навивкой, штамповкой или вырубкой изготовляют пластинчатые и витые пружины, рессорные листы, которые подвергают нагреву при 280-300° С в течение 20-40 мин.

При нагреве происходят процессы деформационного старения, вызывающие упрочнение. Предел выносливости при этом выше, чем после закалки и отпуска. Например, предел выносливости пластинчатых пружин из стали 65Г после деформационного старения б = 96 кгс/мм2 (960 МН/м2), а после закалки и отпуска б = 77 кгс/мм2 (770 МН/м2). Преимуществом данного метода является также то, что обеспечиваются размеры и форма упругих элементов, что особенно важно для тонких пластинчатых пружин, сильно деформирующихся при закалке. Для устранения коробления таких пружин необходимо применять при отпуске специальные штампы.

Упрочнение закалкой с последующим отпуском.

Для изготовления пружин, упрочняемых термической обработкой (закалкой и отпуском), применяют углеродистые (65, 75) и легированные (60С2А, 50ХФА, 60С2Н2А и др.) стали, для рессор — только легированные стали, для пружин, работающих в агрессивных средах,- нержавеющие стали 30X13, 40X13, 12Х18Н10Т и др.

Углеродистые стали в связи с их малой прокаливаемостью применяют для изготовления пружин из проволоки диаметром до 6 мм. Преимущество кремнистой стали по сравнению с углеродистой — ее повышенная прокаливаемость и более высокие прочность и пластичность. Недостатком этой стали является повышенная склонность к образованию поверхностных дефектов при горячей обработке, обезуглероживанию и графитизации. В результате обезуглероживания наружной поверхности пружин или рессор резко снижается их сопротивляемость длительным нагрузкам. Поэтому нагрев пружин и рессор необходимо проводить с предохранением от обезуглероживания или (для устранения вредного влияния обезуглероженного слоя) подвергать их после термической обработки обдувке дробью.

Широкое применение для изготовления рессор автомашин и пружин подвижного состава железнодорожного транспорта имеют кремнистые стали 55С2 (А) и 60С2 (А). Сталь 60С2 (А) применяют также для изготовления пружин, работающих при температурах до 250° С. Сталь 70СЗА обладает высокими механическими свойствами, но склонна к графитизации.

Марганцевая сталь (65Г) по сравнению с кремнистой сталью обладает некоторыми особенностями, к которым относятся получение менее шероховатой поверхности при горячей обработке, большая прокаливаемость и меньшая склонность к обезуглероживанию. Недостатками марганцевой стали являются повышенная чувствительность к перегреву, образованию закалочных трещин, склонность к отпускной хрупкости; применяют эту сталь для пружин механизмов и машин.

Детали из стали 55ГС сечением до 25 мм имеют сквозную закалку, а поэтому ее применяют для изготовления рессор толщиной до 10 мм, цилиндрических пружин с диаметром прутка до 25 мм и буферных пружин; эта сталь малосклонна к обезуглероживанию и отпускной хрупкости.

Хромомарганцевая сталь (50ХГ (А)) обладает глубокой прокаливаемостью, высокой прочностью и относительно малой чувствительностью к перегреву; ее применяют для изготовления пружин и рессор большого сечения; сталь хорошо закаливается в масле; недостатком этой стали является склонность к отпускной хрупкости.

Небольшая присадка к хромистой стали ванадия положительно влияет на структуру и пластичность стали, а также уменьшает ее склонность к перегреву, вследствие чего значительно облегчается термическая обработка; поэтому хромованадиевая (50ХФА) и хромомарганцеванадиевая (50ХГФА) стали хорошо закаливаются в масле и малосклонны к росту зерна. Применяют эти стали для изготовления пружин особо ответственного назначения, а также рессор легковых автомобилей.

Стали 60С2ХФА, 65С2ВА и 60С2Н2А используют для крупных пружин ответственного назначения. Детали из этих сталей малосклонны к росту зерна и прокаливаются в сечениях до 50 мм. Особенно высокими качествами обладает никелькремнистая сталь 60С2Н2А, легко отжигающаяся на структуру зернистого перлита, имеющая высокую пластичность, не подкаливающаяся при охлаждении на воздухе после горячей прокатки.

Нержавеющие стали применяют для изготовления пружин, работающих в коррозионной среде и повышенных (до 400° С) температурах. Пружины из высокохромистых нержавеющих сталей мартенситного класса (30X13, 40X13 и др.) закаливают от температуры 1000-1050° С в масле (пружины из стали 40X13 можно охлаждать также и на воздухе); структура после закалки — мартенсит. Отпуск после закалки проводят в зависимости от условий работы пружин: при 550-500° С для пружин, работающих при повышенных температурах, и при 300-350° С — для пружин, работающих при температуре 20° С (при более высокой температуре отпуска понижается стойкость к коррозии под напряжением). Очень высокая прокаливаемость этих сталей позволяет изготовлять из них пружины больших сечений.

Используемое оборудование и оснастка

Чтобы сделать упругий элемент, требуется специализированное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на обычном токарном станке, но потребуется его дооборудование специальной оснасткой. Средние и крупные серии изготавливают на полуавтоматических установках, работающих с минимальным вмешательством оператора. Сделать пружину из проволоки можно и вручную. Для этого также потребуется специальная оснастка.

На следующем этапе механической обработки торцы шлифуются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно сделать шлифовальном круге.

Термообработка проводится с применением оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специализированных печах для закалки и отпуска. Обе операции можно сделать и в универсальной печи.

Используемое оборудование и оснастка

Для контроля качества используются нагрузочные установки и измерительные комплексы. При единичном производстве измерения можно сделать и универсальным инструментом.