Приспособление для навивки пружин на токарном станке

НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ МОЖНО НАВИТЬ ПРУЖИНУ ДЛИНОЙ С ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ СОСТАВ, А ЕСЛИ ХОТИТЕ, ТО И ДЛИННЕЕ. И ОНА ,К ТОМУ ЖЕ МОЖЕТ БЫТЬ «РАЗНОДИАМЕТРОВОИ».

Пружины у историков техники почему-то не числятся среди великих изобретений, таких, как молоток колесо, порох или бумага. В технику пружины вошли тихо и незаметно, а ныне нет без них ни одного механизма — от часов до шагающего экскаватора. Такие гиганты машиностроения, как московский ЗИЛ или «Ростсельмаш», делают в год десятки миллионов пружин. Там работают автоматы, они буквально выстреливают пружинами: мелкими—сотнями штук в минуту, диаметром побольше—десятками. Но когда пружин нужно немного и держать автомат невыгодно, приходится тратить десятки минут на изготовление одной пружины.

Согласно действующим Общемашиностроительным нормативам на изготовление пружин (М., «Машиностроение», 1974) на навивку одной пружины диаметром 40 миллиметров и длиной 150 миллиметров из пятимиллиметровой проволоки дается 2,05 минуты. Бесспорно, можно уложиться в такое время, если все приготовлено заранее: установлена в патроне токарного станка оправка нужного диаметра, на которую проволока будет навиваться, а сама проволока зажата, например, между деревянными чурбачками в резцедержателе. Вращается патрон, ползет по ходовому винту суппорт, и проволока ровными витками ложится на оправку. И действительно, ровно через

2 минуты последний виток подползает к концу оправки. Снимаем пружину. Но что это? Вместо 40 миллиметров в диаметре все 50, и шаг получился больше, чем нужно. Может быть, слабо была зажата проволока, без должного натяга? Пробуем навить еще раз, зажав ее так, что деревяшки дымятся. Теперь диаметр пружины миллиметра на три уменьшился. Приходится заменить оправку на более тонкую. Проделав все в третий раз, убеждаемся, что пружина стала меньше, чем нужно.

Так можно и час провозиться. Подобрав, наконец, оправку и нужное натяжение, получаем заданную пружину, но нет никакой гарантии, что вторая пружина, навитая вслед за первой, будет такой же. А длинную и вовсе навить нельзя, ограничивает длина оправки.

Так было в дни моей юности, лет 35 назад когда я обучался токарному ремеслу. Может, сейчас все изменилось?

В библиотеке им. Ленина всего треть каталожного ящичка занята «пружинными» карточками (большинство — расчеты пружин и исследования механических свойств пружинных сталей), а среди них совсем уж тощенькая прослойка — всего несколько карточек, касающихся непосредственно технологии и оборудования. А о простых приспособлениях и вовсе одна книга, 1968 г. издания. Видно, уже десять лет в области «индивидуального пружиностроения» никто не изобретает. А что изменилось за предыдущие 20 лет?

Вот приспособление для навивки пружин на токарных станках. Ба! Все та же оправка, поджатая, чтобы не согнулась, центром задней бабки Все те же дощечки на суппорте станка, только не деревянные, а из текстолита, и поджимаются не болтами резцедержателя, а жесткими пружинами. А суть все та же. На одном из рисунков великого Леонардо да Винчи есть пружина растяжения. Можно полагать, что она была навита тем же способом.

А вот другое приспособление. Можно навивать пружины любой длины, хоть десятиметровые, на токарном станке. Только станок здесь ни причем. Взят узел навивки от пружинного автомата, а станок используется лишь как привод. Есть еще одно приспособление простое: три нажимных ролика, нож и несколько сменных конусов. Есть рабочие чертежи и инструкция по эксплуатации собление для навивки пружин бесконечной длины. Здесь токарный станок непосредственно участвует в навивке Но, для того чтобы пружина навивалась бесконечно, нужно остановить станок, разжать кулачки патроне, зажимающие оправку, и протолкнуть навитый участок пружины в шпиндель станка. Снова зажать оправку и навить продолжение пружины. И так каждый раз.

В позапрошлом году в редакцию позвонил изобретатель

— Получил авторское на приспособление для навивки пружин на токарном станке. Можно навивать пружины любой длины, хоть в километр, но в металле еще ничего не сделано

А недавно пришло письмо из Краматорска, где на заводе «Кондиционер» Ананьев работает инженером-инспектором по оборудованию. В конверте любительские фотографии На одной — приспособление, на другой—сам изобретатель, обвитый длиннющей пружиной, как новогодняя елка гирляндой.

Работает приспособление! Если его не остановить, заполнит пружиной, как пеной, весь цех.

А устроено оно так. Вокруг неподвижного конуса вращаются нажимные ролики и шаговый нож Перед началом навивки конец проволоки заводят под ближайший ролик и поворачивают корпус приспособления вручную, пока он не будет прижат к поверхности конуса всеми тремя роликами, и устанавливают на заданный шаг разделительный нож. Включают станок и… пошла пружина! Ролики виток за витком навивают проволоку вокруг конуса, и выползает из приспособления, извиваясь змеей, пружина. И действительно, она может быть длиной хоть в километр, если такая пружина понадобится.

Скалка, на которой держится конус, сделана так, что он может перемещаться относительно роликов в продольном направлении, следовательно, на одном конусе можно навивать пружины разных диаметров. Какое сечение окажется под роликами, такого диаметра и будет пружина. И настраивать приспособление очень удобно Пошла, например, пружина диаметром больше чем нужно,— втянул конус в шпиндель и скорректировал размер За несколько минут можно настроить приспособление на любой диаметр в пределах одного конуса, а, имея несколько сменных конусов, можно навивать пружины любого диаметра нормального ряда.

Ананьев на своем приспособлении работает, как фокусник. По нашей просьбе он навил и вовсе чудную пружину, многоступенчатую. Сначала она шла диаметром в 70 миллиметров, затем в 30, потом в 50 и снова в 70 миллиметров. И на каждой ступени был свой шаг Может, и такие пружины кому-нибудь понадобятся?

Идея воплощена в металл, но пока это еще модель, и не очень совершенная. Например, каждый ролик поджимается отдельно, а надо бы одновременно, как кулачки на токарном патроне. Нет устройства, отсекающего от этой пружинной змеи куски нужной длины.

Или не усложнять простое приспособление? Ведь для массовой навивки пружин существуют автоматы.

Навивка пружины на токарном станке

Это техпроцесс, в ходе которого проволока или лента подвергается обработке. В результате чего получаются навивка пружин различной формы: цилиндрической, конической, фасонной или плоской. Основным методом производства считается холодный способ. Навивка пружины выполняется на токарном станке, для этого используется специальное приспособление, вручную или с применением автомата. Производство подобных изделий, возможно и горячим методом, диаметр используемой проволоки от 10 мм. Выбор варианта навивки пружины зависит от размера и типа металла.

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).

Горячий метод изготовления

Навивки пружин на токарных станках таким методом доступны для изготовления изделий из пруткового материала диаметром 10 мм и более. Технологический процесс при этом состоит из ряда этапов:

• обрезка и последующий нагрев;
• оттяжка и вальцовка концов;
• повторный нагрев;
• навивка из нагретого материала;
• отрубаются концы заготовки;
• разводка и правка изделия, последующая термообработка;
• заточка и шлифовка торцов, защита от коррозии, контроль размеров и испытания (прочность, износостойкость и т. п.).

Нагрев заготовки выполняется в короткое время, при этом должно выполниться обязательное условие – равномерный по всему объему прогрев. Для горячей навивки требуется инструмент и оснастка (оправка, молотки, клещи, клинья и т. д.). Все перечисленное навивщику нужно иметь под рукой при выполнении работ по изготовлению пружин. Оправка нужна для навивки пружин на токарных станках, а с помощью клина крепится заготовка на ней. Клещи имеют форму губок обеспечивающих удержание, установку и поворот детали.

В процессе работы нужно руководствоваться технологическими инструкциями, которые обеспечат получение качественных изделий. С целью снижения отходов при изготовлении коротких изделий на оправку укладывается длинная спираль, т. е. делается заготовка на несколько деталей. Процесс навивки пружин на токарных станках большого размера включает практически те же этапы операции, что применяют для средних и мелких заготовок.

Особенности процесса завивки

Полученные после навивки пружины при эксплуатации, находятся в режиме многочисленных повторяющихся нагрузок. Поэтому они должны иметь высокие характеристики по упругости, в процессе работы выдерживать большое количество повторных загрузок без осадки и поломок. Первое означает, что пружины после нагрузки должны быстро восстанавливать заложенную форму и размеры. Практика показывает, что долговечность продукта, изготовленного на станке, напрямую зависит от качества и чистоты обработки проволоки. На поверхности пружин не должны быть царапины, волосовины, риски и другие дефекты, т. к. они приводят к резкому снижению эксплуатационных качеств изделия.

Важным моментом для навивки пружин считается использование оправок (приспособлений), они предупреждают коробление в момент закалки и при отпуске. Даже если деталь покоробилась при закалке, исправить ситуацию можно насадив ее перед процедурой отпуска на оправку. У пружин большого размера дефект, полученный при закалке трудно исправить, т. к. в этом случае затруднена фиксация на оправке. Чтобы этого не случалось нужно термообработку заготовки проводить уже на ней.

Приспособление для навивки пружин на токарном станке

При любом из двух способов навивки пружин на токарных станках должны обеспечиваться следующие параметры:

• внутренний, средний или наружный диаметр продукта;
• общие и рабочие витки, их число;
• высота и шаг пружины с учетом последующей обработки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Изготовление пружин

В настоящее время в магазинах можно без проблем приобрести практически любые необходимые в домашнем хозяйстве изделия. В то же время внимание и творческие усилия самодеятельных конструкторов всё больше направляются на технически сложные объекты: тракторы, вездеходы, легковые автомобили и даже самолёты. Меняется и подход самодельщиков к реализации задуманных проектов; их не пугает необходимость самостоятельного изготовления сложных и точных деталей, к которым к тому же могут предъявляться жёсткие требования по прочности. Одним из таких типичных элементов, присутствующих практически во всех энергоёмких конструкциях, являются винтовые цилиндрические пружины растяжения или сжатия. В связи с этим многим нашим читателям будет интересно и, надеемся, полезно ознакомиться с методикой, разработанной украинским инженером В.В.Виниченко, которая поможет изготовлению ответственных пружин с необходимым качеством и точностью.

Предлагаемый способ навивки винтовых цилиндрических пружин реализуется на токарно-винторезном станке при помощи специального приспособления, состоящего из оправки и копира. В патроне станка крепится оправка с зацепом в виде отверстия в торце фланца для фиксирования начала пружинной проволоки. В резцедержатель устанавливается державка с копиром. Копир — это вал с нарезанной винтовой канавкой переменного шага, который свободно вращается в двух подшипниках. Канавки в начале и в конце копира обеспечивают навивку поджатых витков пружины, а центральная часть — навивку рабочих витков с необходимыми шагом и диаметром.

Державка копира представляет собой конструкцию, сваренную из 40-мм стальной пластины, усиленную ребром из 10-мм полосы, и двух корпусов подшипников. Правый корпус приварен к пластине, а левый крепится болтами М12 (для обеспечения возможности замены копира>. Конкретные чертежи на державку не представлены, поскольку они диктуются типом токарно-винторез-ного станка и размерами навиваемой пружины. Изготовление пружины производится в следующей последовательности. Сначала заготовка — мерный отрезок проволоки отогнутым под 90° концом длиной 4 — 5 d пропускается снизу под копиром и устанавливается в отверстие-зацеп оправки. Затем копир поворачивается вручную до совпадения начала канавки с положением проволоки. Её натяг и постоянный контакт с винтовой канавкой копира обеспечиваются значительным сопротивлением изгибу пружинной стали заготовки. Процесс формирования пружины начинается включением шпинделя станка на минимальных оборотах. Проволока навивается на оправку, а шаг задаётся винтовой канавкой вращающегося в подшипниках копира.
Ниже приводится методика расчёта параметров оправки и копира, обеспечивающих необходимые размеры пружины.

Принятые обозначения при проведении расчётов

Исходные данные <размеры пружины):
п — число рабочих витков;
п. — полное число витков;
t — шаг рабочей части;
Do — внутренний диаметр;
Dcp — средний диаметр.
Параметры копира:
I — длина рабочей части;
DKon — внутренний диаметр канавки;
DHJ1 — диаметр нейтральной линии витков, навиваемых на оправку;
к — ОипЮкоп — поправочный коэффициент;
Т — шаг винтовой линии рабочей части;
Т — шаг винтовой линии заходной и выходной частей.
Оправка:
d —диаметр.
Промежуточные расчётные величины;
L — длина одного витка пружины без учёта шага;
D — средний диаметр витков пружины, навитых на оправку;
X — табличный коэффициент для определения нейтральной линии при изгибе;
B — коэффициент, учитывающий пружинные свойства проволоки;
попр —число рабочих витков пружины, навиваемых на оправку с учётом упругости проволоки;
L1 —длина проволоки, проходящей по рабочей части копира;
L2 — длина проволоки рабочих витков пружины, навитых на оправку;
L3 — длина проволоки, навитой на оправку с учётом поджатых витков;
Lч — длина проволоки пружины согласно чертежу.

Решающее значение при расчёте имеет величина, учитывающая упругость проволоки при изгибе. Она используется при определении диаметра оправки и количества витков поп . Для определения значения этой величины рекомендуется следующая последовательность. В первом приближении изготавливается оправка диаметром D , На токарно-винторезном станке на оправку навивается 5 — 10 витков проволоки с шагом подачи, приблизительно равным шагу пружины. При этом в резцедержатель устанавливается специальный ролик с канавкой. После навивки определяется угол раскручивания всех витков пружины а вычисляется угол, приходящийся на один виток а.1 и в заключение — коэффициент В = а1 /360°/, учитывающий упругость проволоки из заданного материала.

Ниже приведена методика на примере расчёта размеров копира и оправки для навивки пружины из стали 60С2А-В-1-ХН ГОСТ 14963-78 с параметрами: п = 9; nt = 11; t = 14 мм; Do = 42 ± 0,9 мм; d= 8 мм; Dср=50 мм.

При заданных размерах пружины по вышеописанной методике экспериментально установлено увеличение дуги окружности одного витка на 30° после снятия с оправки диаметром 42 мм, что соответствует увеличению длины витка в 1,083 раза (В = 30° 360° = 0,083). Исходя из этого,
Dcp.onp. = (L — ВL/ тт = L (1 — В)/тт = 157×0,917/3,14 = 46 мм,
где L = тт Dcp = 3,14×50 = 157 мм;
d опр. = Dcp.onp.— d = 46 — 8 =38 мм
nопр = 1,083п + 0,25 = 1,083 + 0,25=

10
где 0,25 — добавочная часть витка с учётом допуска числа рабочих витков.
Диаметр нейтральной линии витка на оправке (рис. 2) вычисляется по формуле:
D нл. = d опр + 2d X.
X — определяется по таблице [1] в зависимости от соотношения donp/2d (в нашем случае 38/ (2×8) = 2,375)
Методом интерполяции и вычисляем X = 0,458 и округляем до 0,46.
Тогда Dнл.45,36 мм.
DKOn в первом приближении принимается равным Do = 42 мм.
Тогда коэффициент к = Dил /Dкоn -45,36/42 = 1,08.
Длина рабочей части копира: = t-n = 14×9 = 126 мм.

Расчётный шаг рабочей части копира:
Т = |/(попр к) = 126/(10×1,08) = 11,67 мм.
Полученный расчётный шаг рабочей части копира округляется до ближайшего шага подачи токарно-винторезного станка (Т = 12 мм), чтобы обеспечить возможность нарезки винтовой канавки. Для сохранения заданного шага пружины внутренний диаметр канавки копира пересчитывается из условия выбранного шага копира:
k = l/(Tnonp) = 126/(12×10) = 1,05.
Тогда DКОП. = Dн л/н = 45,36/1,05 =43,2 мм.

Число витков заходной и выходной частей копира выбрано равным 1,5. Шаг канавки этих частей определяется по экспериментально установленной формуле:
Tn = 0,875d = 0,875×8 = 7 мм, и принимается равным ближайшему шагу подачи на станке (7 мм).
Заходная и выходная части привариваются к оси копира или крепятся двумя штифтами диаметром 8 мм и двумя винтами М8. Сопряжение канавок заходной и выходной частей копира с канавкой рабочей части обрабатывается вручную соответствующим напильником, обеспечивая плавность перехода. Материал копира — сталь 45, термообработка — закалка до твёрдости HRC38. 42.
Для проверки расчётов определяется длина проволоки:

L1= DKon тт 1/Т = 43,2×3,14×126/12 = 1425 мм и сравнивается с длиной проволоки:
L2 = D нл. тт п опр. = 45,36×3,14×10 =1425 мм.
Также сравнивается длина проволоки:
L3 = D нл. тт (п опр. + 2×1,083) =45,36×3,14(10+2×1,083) = 1733 мм

с длиной проволоки:
Lч = (Do +2d X) тт n = (42 + 2x8x0,46) хЗ,14х11 = 1705 мм.
При правильном расчёте погрешность Лямда не должна превышать 2,5%. В нашем случае:
Лямда= (L3 — Lч ) 100%/L4 = (1733 — 1705)100/1705 = 1,6%.

Чертежи навивки пружині при помощи копира

Изготовление пружин видео

Навивка пружин

Пружиной можно назвать любую пластинку или спираль, способную пружинить, т. е. способную под действием определенной силы изменять свое первоначальное положение и восстанавливать его после прекращения действия силы. По форме пружины разделяют на цилиндрические, конические и спиральные, а по роду работы — на пружины, работающие на сжатие, растяжение и скручивание. На рис. 5.32 показаны наиболее часто встречающиеся пружины — цилиндрическая, коническая и специальная.

Рис. 5.32. Пружины: a — цилиндрическая, работающая на сжатие; б — коническая, работающая на растяжение; в — специальная пружина, работающая на скручивание; d — диаметр проволоки; D^_H — внутренний диаметр пружины; /)ц — наружный диаметр пружины; t — шаг пружины

Цилиндрическая пружина замеряется двояко: по внутреннему диаметру, если она должна быть посажена на шток или стержень (внутренний диаметр пружины необходимо также знать для подбора диаметра оправки при навивке пружины), и по наружному диаметру, если пружина должна быть заключена в трубу или в какое-либо отверстие. Наружный диаметр пружины равен внутреннему диаметру плюс два диаметра проволоки, из которой сделана пружина.

Средний диаметр пружины практически не измеряется, он служит лишь для производства технических расчетов.

У пружин различают шаг и длину.

Шагом называется расстояние между средними (осевыми) линиями двух витков, измеренное по оси пружины, или, иначе, расстояние между началом и концом одного витка при свободном положении пружины.

Длина пружины — расстояние между ее торцами.

При подсчете витков пружины подсчитываются только рабочие витки. У пружин, работающих на сжатие, с неприжатыми концами число рабочих витков определяется путем вычитания из числа всех витков по одному витку с каждого конца, и по 3/4 витка с каждого конца, если крайние витки прижаты и сточены для образования опорной плоскости.

Перед изготовлением пружины определяют длину ее заготовки по формуле

где / — длина заготовки проволоки;

Д, — средний расчетный диаметр пружины; п — число витков пружины.

Пример 1. Определить длину заготовки цилиндрической пружины, если диаметр проволоки d = 3 мм, внутренний диаметр пружины Д>,, равен 20 мм, а число витков пружины 12.

Сначала определяем средний диаметр пружины:

Следовательно, длина заготовки:

Пример 2. Определить длину заготовки цилиндрической пружины, если диаметр проволоки равен 2 мм, наружный диаметр пружины /)_н равен 22 мм, а число витков пружины 10.

Пример 3. Определить длину заготовки для конической пружины, если внутренний диаметр пружины у одного конца равен 22 мм, а наружный диаметр у другого конца равен 32 мм, число витков 16, а диаметр проволоки 3 мм.

Средний диаметр у одного конца:

Средний диаметр у другого конца:

Средний расчетный диаметр:

Рис. 5.33. Навивка пружины: а — в тисках при помощи ручных тисочков или с помощью изогнутого стержня; б — на токарном станке; в — на сверлильном станке

Навивка цилиндрических пружин производится в тисках (рис. 5.33я), на токарном (рис. 5.336) и сверлильном (рис. 5.33

Приспособление для навивки пружин к токарному станку

Изобретение касается изготовления пружин и позволяет расширить технические возможности устройства. Приспособление для навивки пружин к токарному станку включает приводную коническую оправку 20 с прижимным роликом и размещенные вокруг оправки и кинематически связанные с приводом станка механизм 22 задачи шага, механизм предварительного изгиба проволоки и механизм 23 мерной отрезки пружины, 5 ил о

А2 (l9(@ (II( (50 4 В 21 F 3 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1329876 (21) 4200305/25-12 (22) 26. 02 ° 87 (46) 07.10.88. Sion. Ф 37 (75) А.М. Ананьев (53) 621. 778. 28 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1329876, кл. В 21 F 3/04, 1983. (54) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ НАВИВКИ ПРУЖИН К ТОКАРНОМУ СТАНКУ (57) Изобретение касается изготовления пружин и позволяет расширить технические возможности устройства. Приспособление для навивки пружин к токарному станку включает приводную коническую оправку 20 с прижимным роликом и размещенные вокрут оправки и кинематически связанные с приводом станка механизм 22 задачи шага, механизм предварительного изгиба цро» волоки и механизм 23 мерной отрезки пружины. 5 нл.

«Изобретение относится к области обработки металлов давлением, может быть использовано для навивки различных винтовых пружин на токарном станке и является усовершенствованием приспособления по авт. св. У 1329876.

Цель изобретения — расширение технических возможностей.

На фиг. 1 изображено предлагаемое 10 приспособление, общий вид; на фиг. 2 » то же, вид спереди; на фиг. 3 — кинематическая схема механизма задачи шага; на фиг. 4 — кинематическая схема механизма мерной отрезки пружин; 5 на фиг. 5 — кинематическая схема механизма предварительного изгиба про. :волоки.

Приспособление состоит из несущего сборочного корпуса, включающего в се-2р бя ступицу 1 (фиг. 1) и заднюю планшайбу 2. На ступице 1 размещена однобортная катушка 3 на подшипниках

4 для проволочной бухты 5 ° Для удержания бухты служит диск 6, фиксиру- 25 емый поворотными планками 7 (фиг. 2).

Катушка 3 снабжена разжимными кулачками 8 с приводным винтом 9, На борту катушки 3 закреплена стойка 10 с нажимным винтом 11, связанным с колодкой 12, подпружиненной пружиной

13, Для осуществления принудительного вращения прижимного ролика 14 в полости ступицы 1 размещена зубчатая втулка 15, центрируемая подшипником

16. На держателе 17 закреплена шпонка 18, размещенная в шпоночном пазу

19 зубчатой втулки 15. В держателе

17 закреплена конусная оправка 20 для формирования витков пружины 21.

На фланце А в ступице 1 вы40 полнены радиальные пазы для размещения в них блока 22 механизма задачи шага, блока 23 механизма мерной отрезки пружины и блока 24 механизма предварительного изгиба проволоки или свивки нескольких проволочек для пружины.

Блок 22 механизма задачи шага (фиг. 3) состоит из несущей планки- 1 основания 25 и фартука 26. На планкеосновании 25 установлена дифференциальная гитара из шестерен 27 и 28, центрируемая подшипником 29. На фартуке 26 размещено червячное колесо 30 с червячным валом 31, один конец которого закреплен на фартуке посредством подшипника 32 и установочного кольца 33 с фиксирующим винтом 34. Второй конец вала 31 имеет форму четырехгранника и размещен в переходной шестерне 35 по скользящей посадке. Червячное колесо

30 имеет двухстороннюю ступицу со шлицевым отверстием и размещенной в нем пинолью. Пиноль выполнена из двух частей: ведущей 36 и ведомой 37, соединенных между собой гибким валом 38.

Ведомая часть 37 пиноли размещена в поворотном шарнире 39, закрепленном на фартуке посредством оси 40 и вин» тов 41. На свободном конце ведомой части пиноли установлен шаговый диск

42, подпружиненный пружиной 43. Рас . порная втулка 44 и гайка 45 на конце ведущей части пиноли служат для перемещения шагового диска 42 перпендикулярно оси конусной оправки 20.

Винт 46 в фартуке 26 служит для перемещения его вместе с диском 42 вдоль оси оправки 20.

Блок 23 механизма мерной отрезки пружины (фиг. 4) состоит из корпусаоснования 47, в котором размещена дифференциальная гитара с подъемносбрасывающим приводом ножа. Гитара состоит иэ паразиткой шестерни 48, блока шестерен 49 и 50, центрируемого подшипником 51, шестерен 52 и 53, центрируемых подшипником 54, шестерен 55 и 56, центрируемых подшипником 57, шестерен 58 и 59, центрируемых подшипником 60, причем шестер» ня 59 находится в зацеплении с зубчатой рейкой 61, закрепленной на штанге 62, которая размещена в цилиндре

63 и подпружинена пружиной 64.

Усилие пружины 64 регулируется гайкой 65 через втулку 66, на нижнем конце штанги 62 закреплен режущий элемент 67.

Цилиндр 63 способен перемещаться в радиальном и осевом направлениях относительно конусной оправки 20 посредством пластин 68 и 69, которые фиксируются между собой через паз с помощью винта 70 и квадратной гайки

71. Пластина 68 закреплена на корпусе

Блок 24 механизма предварительного изгиба проволоки пружины или свивки нескольких проволочек (фиг. 5) состоит из корпуса 73 с размещенной в ней дифференциальной гитарой иэ шестерен

74-76, являющихся приводом веретена

77 через конические шестерни 78 и 79.

Позицией 80 обозначено плечо, на котором размещен ролик 81, служащий для

1428515 направления проволоки из бухты в фильерную протяжку 82.

Плита веретена 77 снабжена регулируемыми роликами 83-85, предназначенными для обраэования проволочной петли с углом подъема закручивания.

Приспособление работает следующим

При навивке пружин сжатия с опорными витками следующей размерности:

I диаметр пружины 30 мм, шаг между витками 8 мм, количество рабочих витков 12, количество опорных витков

4 (по два опорных витка на каждый конец пружины), общая длина пружины.

104 мм, диаметр проволоки 2 мм, блок

22 шагового устройства работает следующим образом. Готовность дифференци- 20 альной гитары. зубчатая втулка 15 (Z — 60), шестерня 27 (Z — 30), шестерня 28 (Z = 15) и переходная шестерня 35 (Z = 30),. При таком наборе шестерен гитара способна уравновешивать передаточное отношение шпинделя станка 1:1, как, например:

Следовательно, переходная шестерня

35 имеет скорость вращения, равную скорости шпинделя станка. Таким образом, поскольку червячный вал 31 контактирует с переходной шестерней

35, скорость вращения червячного вала 31 равна скорости вращения шпинделя станка и переходной шестерни 35, а поэтому эа один оборот вращения 40 шпинделя станка формируется один виток пружины, за один оборот червячного вала 31, который выполнен одноэаходным, червячное колесо 30 провернется на один зубец, т.е. на 1/16 45 часть своей окружности, в это время . пиноль 36, 37 повернет шаговый диск

42 на 1/16 часть своей окружности.

Таким образом, полный поворот шагового диска 42 выполняется за 16 оборотов шпинделя станка. За двенадцатьоборотов шпинделя формируется двенадцать витков пружины, отогнутых на заданный размер шага 8 мм шаговым диском, к началу тринадцатого оборота шпинделя шаговый диск 42 свою диаметральную сферическую поверхность отвернет из .зоны отгибания витков на требуемый размер шага, вместо чего установит лыску-срез. Усилие отгибания витка снимается, виток отходит влево, навивка опорных витков начинается и продолжается, витки навиваются вплотную, т.е ° виток к витку, в количестве четырех витков на протяжении четырех оборотов шпинделя станка. К исходу четвертого оборота или началу пятого оборота вместо лыскисреза установится сферическая поверхность, т.е. шаговый диск 42 восстановлен, происходит отгибание витка пружины, витки навиваются с заданным шагом 8 мм. Так технологический процесс навивки пружин сжатия с опорными витками повторяется в поточном цикле, при этом строго сочетается взаимная связь с отсекающим устройством.

Блок 23 механизма мерной резки пружины работает следующим образом.

Дифференциальная гитара оснащена следующими шестернями: зубчатая втулка

15 (Z = 60), паразитная шестерня 48 (Z = 15); шестерня 49 (Z 30), шестерня 50 (Z = 10), шестерня 52 (Z = 40), шестерня 53 (Z = 10), шестерня 55 (Z = 40), шестерня 56 (Z

10) и шестерня 58 (Z = 20) .

Дифференциальная гитара отсекающего устройства предназначена для обеспечения реверсивной передачи вращения подъемно-сбрасывающей шестерни

59, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой 61, закрепленной на штанге 62, при вращении шестерни

59 против часовой стрелки. Одновремен» но производится подъем штанги 62 с режущим элементом 67, в то же время на штанге отжимается нагнетательная пружина 64 для создания силового механического импульса режущему элементу 67.

Сброс штанги 62 в момент предельного сжатия пружины 64 производится посредством лыски, которая расположена на концевой шестерне 59 вместо трех зубцов. Кинематика дифференциальной гитары точно обеспечивает проворот концевой шестерни 59 той стороны, где лыска, в зону контактирования с зубчатой рейкой 61. В результате происходит разобщение зацепления, штанга движется с усилием к оправке, ппоисходит удар режущим элементом, т.е. отсекание мерной пружины, и снова захватывает концевая шестерня зубчатую рейку, поднимает

10 штангу в верхнее крайнее положение и одновременно сжимает нагнетательную пружину. 3а 16 оборотов вращения шпинделя станка изготовляется одна пружина согласно расчету передаточных отношений:

15 50 53 56 Z 60 Z 10, 49525558 Z=30Z40

Z i0Z 10 1442 16 х ° » ив е, ° ай °

Е 40 Е 20 2 1 1 1 1.

3а 16 оборотов вращения шпинделя станка концевая шестерня делает один оборот вокруг своей оси. 115

Блок 24 механизма предварительного изгиба проволоки работает следующим образом, Бухта 5 проволоки установлена ° на катушке 3 (фиг. 1) приспособления, прижимные ролики 14 вы- 20 ставлены на заданный размер .диаметра конусной оправки 20 для навивки цилиндрической пружины растяжения диаметром 30 мм, длиной 45 и..

Берут верхний конец проволочной 25 бухты 5 (фиг. 1), огибают по пазу ролика 81 (фиг. 2), размещенного на плече 80, и протягивают конец проволоки через фильерную протяжку 82.

После этого конец проволоки продева- 30 ют через горловину «хвостика» конусной шестерни 79 с последующей заправкой вокруг роликов 83-85 веретена 77 для создания проволочной петли с углом подъема закручивания. Конец проволоки продевают через заднюю горловину веретена с завершающей заправкой под прижимные ролики 14. Убедившись,, что конец проволоки прижат тремя прижимными роликами и не требуется дополнительной наладки прижимных роликов, не запуская привода станка, проводят контрольный пересчет диф ференциальной гитары, которая оснащена следующими шестернями: зубчатая втулка 15 (Z = 60), шестерня 74 (Z =

20), шестерня 75 (Е = 40), шестерня 76 (Z = 10), коническая шестерня

78 (Z 15), коническая шестерня

79 (Z = 30) . При таком наборе шесте-

6 рен гитара обеспечивает опережающим вращением веретено 77 за один оборот шпинделя станка, веретено делает шесть оборотов, как, например:

157578 Z 60Z 40Z=15

?4 76 79 Е 20 Е 10 Е 30

Предлагаемое техническое решение позволяет расширить технические воэможности приспособления для навивки пружин.

Формула из обр ет ения

Приспособление для навивки пружин к токарному станку по авт. св.

У 1329876, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технических возможностей, оно дополнительно снабжено механизмами задачи шага, предварительного изгиба проволоки и мерной отрезки пружин, выполненными в виде отдельных блоков„ закрепленных на фланце ступицы с размещенными в них дифференциальными гитарами для кинематической связи рабочих органов каж-, дого механизма с приводным шпинделем станка, при этом рабочий орган механизма задачи шага выполнен в виде пи-. нали, состоящей из двух частей, и подпружиненного диска, эксцентрично закрепленного на концевой части пиноли, установленной с возможностью перемещения в плоскости, проходящей через ось оправки, рабочий орган механизма предварительного изгиба проволоки выполнен в виде веретена с размещенными на нем двумя-группами роликов, установленных с возможностью относительного перемещения, а рабочий орган механизма мерной отрезки пружины выполнен в виде подпружиненной рейки с закрепленным на ее торце режущим инструментом и установленного с возможностью взаимодействия с рейкой приводного зубчатого колеса с неполным зубчатым венцом.

Составитель В. Бужинский

ТехредА.Кравчук Корректор Н.Король

Редактор Н. Тупица

Тиралс 589 Подписное

И1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

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.

Что потребуется

Чтобы сделать пружину своими руками, подготовьте следующие расходные материалы и оборудование:

• стальную проволоку, диаметр которой должен соответствовать размеру поперечного сечения витков вашего будущего пружинного изделия;
• обычную газовую горелку;
• инструмент, который обязательно есть в каждой слесарной мастерской;
• слесарные тиски;
• печь, в качестве которой может быть использовано и нагревательное устройство бытового назначения.

Навивать спираль легче с помощью приспособлений, конструкция которых зависит от размеров и жесткости пружины

Проволоку, если ее диаметр не превышает 2 мм, можно не подвергать предварительной термической обработке, так как ее легко согнуть и без этого. Перед тем как наматывать такую проволоку на оправку требуемого диаметра, ее необходимо разогнуть и тщательно выровнять по всей длине намотки.

Выбирая диаметр оправки, следует учитывать размеры пружины, которую вы собираетесь сделать в домашних условиях. Чтобы компенсировать упругую деформацию проволоки, диаметр оправки выбирают несколько меньше, чем требуемый размер внутреннего поперечного сечения будущего изделия.

Приспособление для навивки спиральной пружины

В том случае, если диаметр проволоки, из которой вы своими руками собираетесь сделать пружину, больше 2 мм, ее необходимо предварительно отжечь, так как без такой процедуры выравнивать ее и навивать на оправку будет затруднительно.

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)

• 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:

Пошаговая инструкция

Первое, что необходимо сделать, если вы собираетесь изготовить пружину своими руками, – это подобрать материал для такого изделия. Оптимальным материалом в данном случае является другая пружина (главное, чтобы диаметр проволоки, из которой она изготовлена, соответствовал поперечному сечению витков пружины, которую вам надо сделать).

Подбирая материал от старой пружины, вы будите уверены, что проволока сделана из закаленной высокоуглеродистой стали

Отжиг проволоки для пружины, как уже говорилось выше, позволит вам сделать ее более пластичной, и вы без особого труда сможете выровнять ее и намотать на оправку. Для выполнения такой процедуры лучше всего использовать специальную печь, но если таковой нет в вашем распоряжении, то можно воспользоваться любым другим устройством, растапливаемым дровами.

В такой печи необходимо разжечь березовые дрова и, когда они прогорят до углей, положить в них пружину, проволоку от которой вы собираетесь использовать. После того как пружина раскалится докрасна, угли надо сдвинуть в сторону и дать нагретому изделию остыть вместе с печью. После остывания проволока станет значительно пластичней, и вы без труда сможете работать с ней в домашних условиях.

Ставшую мягкой проволоку следует тщательно выровнять и начать наматывать на оправку требуемого диаметра. При выполнении такой процедуры важно следить за тем, чтобы витки располагались вплотную друг к другу. Если вы никогда не занимались намоткой пружин ранее, можно предварительно посмотреть обучающее видео, которое несложно найти в интернете.

Для намотки небольшой пружины можно использовать шуруповерт

Чтобы ваша новая пружина обладала требуемой упругостью, ее необходимо закалить. Такая термическая обработка, как закалка, сделает материал более твердым и прочным. Для выполнения закалки готовую пружину надо нагреть до температуры 830–870°, для чего можно использовать газовую горелку. Ориентироваться на то, что требуемая температура закалки достигнута, можно по цвету раскаленной пружины: он должен стать светло-красным. Чтобы точно определить такой цвет, также ориентируйтесь на видео. После нагрева до требуемой температуры пружину необходимо охладить в трансформаторном или веретенном масле.

Цвета каления стали

После закалки пружину следует выдержать в сжатом состоянии на протяжении 20–40 часов, а затем обработать ее концы на точильном станке, чтобы сделать изделие требуемого размера.

После выполнения всех вышеописанных процедур пружину, которую вы сделали своими руками, можно начинать использовать по назначению.

Изготовление пружины

У нас имеется чертеж, стальная струна нужной толщины и подходящего диаметра стальная трубка для намотки пружины.

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.

Намотка

Медленно вращая станок, делаем намотку первых двух витков один к одному – это начало нашей пружины. Далее активируем вращение с перемещением рабочей платформы и выполняем расчетное количество витков.

В конце также делаем два оборота с плотной намоткой. Отрезаем кусачками проволоку и ослабляем зажимной болт. Проверяем шаг при помощи линейки.

В пружине, работающей на сжатие, кусачками обрезаем оставшиеся концы проволоки и стачиваем края, чтобы они стали плоскими.