Винахід відноситься до обробки металів тиском і може бути використано при відновленні пружних властивостей пружин на різних підприємствах. Спосіб включає розтягнення, електроконтактні нагрів до температури (400 ... 600) С °, витримку пружини в розтягнутому стані до охолодження і загартування, що відрізняється тим, що пружину розтягують з кроком витків, що перевищує крок витків готової пружини, і виробляють після гарту відпустку, Дробеметная наклеп і пресування пружини осьовим навантаженням, що становить (10 ÷ 300) F3. де F3 - сила пружини при максимальній деформації. Розширюються технологічні можливості процесу, і підвищується якість пружин. 3 з.п. ф-ли.
Область техніки, до якої належить винахід
Винахід відноситься до області обробки металів тиском, зокрема до способів відновлення пружних властивостей пружин, і може бути застосовано на підприємствах по ремонту сільгоспмашин, транспорту, озброєння, вантажопідйомної чи іншої техніки.
Відомий спосіб відновлення пружин, що полягає в розтягуванні пружини, нагріванні і охолодженні, що відрізняється тим, що розтягнення здійснюють послідовно по її витків, при цьому одночасно з розтягуванням кожен виток нагрівають і обжимають [1].
Недоліком цього способу є тривалість технологічного процесу, що залежить від необхідності послідовної обробки кожного витка; неможливо виправити неперпендікулярность торців. Недоліком є і те, що в зазначеному способі не враховані наступні обставини. Леговані пружинні стали мають низьку теплопровідність [2]. У зв'язку з цим місцевий нерівномірне нагрівання пружини при загартовуванні може привести до утворення внутрішніх напружень і гартівних тріщин. В даному випадку слід провести попередній нагрів пружини до температури 400 ... 500 ° С, що не виконано. А для рівномірного загартовування пружин рекомендується [3] використовувати установки для електроконтактного нагріву або установки індукційного нагріву струмами високої частоти з ламповим або з машинним (1500 ... 15000 пер / сек) генератором, що застосовуються для отримання загартованого шару глибиною понад 2 мм, що не виконано. Не вирішено питання необхідного захисту поверхні пружини від зневуглецювання при загартуванню, відсутні обов'язкові для забезпечення довговічності пружини операції відпустки пружини після гарту і дрібоструминного обробки для ліквідації виникаючих після гарту концентраторів напружень. Відсутня обов'язкове для пружин заневоліваніе, що також є недоліком.
Відновлювана пружина закріплюється в пристосуванні і розтягується до первісної довжини відповідно до технічних умов. Витки пружини змочуються відпрацьованим моторним маслом і через пружину пропускають електричний струм напругою 18-36 вольт, сила струму 180-200 ампер (від зварювального трансформатора ВДУ-500). В результаті пружина нагрівається до обгорання масла, що відповідає температурі 350-400 градусів, після чого електричний струм відключається, і пружина остигає в розтягнутому стані. Пружність пружини перевіряють на приладі «МІП-100-2».
Недоліками є: відсутня необхідна захист поверхні пружини від зневуглецювання при нагріванні і загартуванню; відсутні обов'язкові для забезпечення довговічності пружини операції відпустки пружини після гарту і дрібоструминного обробки для ліквідації виникаючих після гарту концентраторів напружень. Відсутня обов'язкове для пружин заневоліваніе, що є недоліком. Спосіб стосується тільки пружин з гартує дроту і не передбачає відновлення пружин з патентованою дроту, що також є недоліком.
Технічний результат, на досягнення якого спрямована винахід, полягає в розробці технологічного процесу, що дозволяє розширити технологічні можливості способу і підвищити якість пружин.
Технічний результат досягається за рахунок наявності нових операцій технологічного процесу і нової їх послідовності, а саме: суть винаходу полягає в тому, що в способі виготовлення пружин, що включає в себе розтягнення, електроконтаткний нагрів в пристосуванні до температури 400 ... 600 С ° і охолодження в розтягнутому стані, загартування, що відрізняється тим, що пружину розтягують з кроком витків, що перевищує крок витків готової пружини, нагрівають в розтягнутому стані до температури 400 ... 600 C °, дають можливість пружині охолонути в ра стягнуті стані, виробляють загартування, відпустка і Дробеметная наклеп. Потім проводять пресування пружини осьовим навантаженням, що становить 10 ... 300F3. де F3 - сила пружини при максимальній деформації, в тому числі з попередніми заневоліваніем, і повторно прессовку навантаженням, збільшеною пропорційно відношенню необхідної опади до осаді від програми першого навантаження. При цьому навантаження можуть бути вібраційними. При досягненні заданої висоти пружини повторна пресування не обов'язкова. При підвищених вимогах до силових параметрах перед термообробкою виробляють правку пружини.
Завдяки операції пресування відбувається пластичне зміцнення пружини: створюється сприятливе напружений стан на поверхні і всередині витків пружини, що протидіє виникненню опади при роботі пружини, а використання методу пропорційного прикладання навантаження [5] забезпечує точність виготовлення пружин по висоті і навантаженні. Час прикладання навантаження - секунди. Для більш рівномірного розподілу навантаження по перетину витків пружини її докладають вібраційно [6].
Визначення припуску на осадку пружини і навантаження відомі і висвітлені в літературі - орієнтовно 1,5 ... 2 припуску під звичайне заневоліваніе, і уточнятся випробуваннями пружин [7, 8].
Передбачається збільшення ресурсу відновлених таким чином пружин в 1,4 ... 2 рази відносно ресурсу пружин, відновлених відомими способами, що узгоджується з показаним в роботах [7, 8] збільшенням ресурсу пружин при використанні контактного заневоліванія, в тому числі з попередніми звичайним заневоліваніем.
Спосіб здійснюють наступним чином. Відновлювану пружину закріплюють в пристосуванні і розтягують з кроком, що перевищує крок готової пружини. Нагрівають розтягнуту пружину до температури 400 ... 600 C ° допомогою електроконтактного установки в середовищі захисного газу. Потім дають пружині охолонути в розтягнутому стані. Проводять гарт пружини, відпустку і Дробеметная наклеп. Потім виконують прессовку пружини осьовим навантаженням в межах 10 ÷ 300 F3. в тому числі з попередніми заневоліваніем, і повторно навантаженням, збільшеною пропорційно відношенню необхідної опади до осаді від програми першого навантаження. Далі проводять нанесення захисного покриття і виміри параметрів пружини, консервацію і упаковку або установку в виріб. При відновленні особливо точних по силовим параметрам пружин після розтягування їх правлять.
Спосіб відновлення пружин заснований на низькотемпературної термомеханічної обробці [9].
Нагрівання і термообробку пружини слід проводити за допомогою електроконтактних або т.в.ч. установок в середовищі захисного газу.
Пружини з гартованих марок сталей підлягають загартуванню з наступним відпуском; пружини з патентованою дроту підлягають тільки відпустки відповідно до режимів, прийнятими для певної марки пружинних сталей [9, 10].
У разі відновлення пружини з патентованою дроту нагрів розтягнутої пружини рекомендується проводити при температурі відпустки, переважно в діапазоні 200 ... 260 C ° з допуском ± 10 C °.
1. А.с. SU № 1055574 A, B21F 35/00. Бюл. 43, 1983.
2. Лузгін, Н.П. Виготовлення пружин. - М .; Вища. школа, 1980, - 144 с.
3. Остроумов, В.П. Виробництво гвинтових циліндричних пружин. - М .; «Машинобудування», 1970 - 136 с.
5. А.с. СРСР 554915, М.кл. B21F 35/00, 10.07.75.
6. А.с. СРСР 580474, М.кл. G01M 13/00, B21F 35/00, 1976.
9. Рахштадт А.Г. Пружинні стали і сплави. М. Металургія, 1982, 400 с.
10. Журавльова В.М. Миколаєва О.І. Машинобудівні стали. Довідник. Вид. 3-е, перераб. і доп. - Машинобудування, 1981. - 391 с. мул.
формула винаходу
1. Спосіб відновлення пружин стиснення, що включає розтягнення, електроконтактні нагрів до температури (400 ... 600) ° С, витримку пружини в розтягнутому стані до охолодження і загартування, що відрізняється тим, що пружину розтягують з кроком витків, що перевищує крок витків готової пружини, і виробляють після гарту відпустку, Дробеметная наклеп і пресування пружини осьовим навантаженням, що становить (10 ÷ 300) F3. де F3 - сила пружини при максимальній деформації.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що перед пресуванням виробляють заневоліваніе пружини.
3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що до пружини докладають повторну навантаження, збільшену пропорційно відношенню необхідної опади до осаді від програми початкової навантаження.
4. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що навантаження докладають вібраційно.