Что можно сделать из старых автомобильных пружин. Изготовление пружин. Что нужно для пружины

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 = 157x0,917/3,14 = 46 мм,
где L = тт Dcp = 3,14x50 = 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 в зависимости от соотношения donp/2d (в нашем случае 38/ (2x8) = 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 = 14x9 = 126 мм.

Расчётный шаг рабочей части копира:
Т = |/(попр к) = 126/(10x1,08) = 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/(12x10) = 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 = 0,875x8 = 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 = 43,2x3,14x126/12 = 1425 мм и сравнивается с длиной проволоки:
L2 = D нл. тт п опр. = 45,36x3,14x10 =1425 мм.
Также сравнивается длина проволоки:
L3 = D нл. тт (п опр. + 2x1,083) =45,36x3,14(10+2x1,083) = 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%.

Как утверждают специалисты, изготовить пружину с высокими эксплуатационными характеристиками и с соблюдением всех необходимых параметров возможно только на специальном заводском оборудовании. Тем не менее сам технологический процесс не представляет собой ничего сложного.

Вопрос, как сделать пружину в домашних условиях, достаточно актуальный. Обусловлено это тем, что бывают ситуации, когда под рукой у домашнего мастера может не оказаться пружины нужного диаметра. В таком случае изготавливать ее приходится самостоятельно. Как сделать пружину своими руками? Какие для этого понадобятся инструменты? Информацию о том, как сделать пружину в домашних условиях, вы найдете в данной статье.

Что понадобится для работы?

Перед тем как сделать пружину, нужно обзавестись следующими расходными материалами и оборудованием:

• Стальной проволокой.
• Слесарными тисками.
• Обычной газовой горелкой.
• Оправкой, на которую будет наматываться проволока.
• Термической или бытовой печью.

О проволоке

Желательно, чтобы это была закаленная высокоуглеродистая сталь. Можно воспользоваться специальными углеродистыми и легированными или цветными сплавами: 60ХФА, 70С3А, 65Г, 60С2А и др. Судя по отзывам, многие домашние умельцы переделывают старые ненужные пружины. Данный способ считается самым оптимальным, поскольку в таком изделии обычно используется проволока с отличными техническими характеристиками.

О диаметре

Как сделать пружину? Какой диаметр проволоки выбрать? Специалисты рекомендуют использовать расходный материал с диаметром не более 0,2 см. Ввиду того что такая проволока легко гнется, для нее не требуется предварительная термическая обработка. Перед наматыванием на оправку она разгибается и тщательно выравнивается. При выборе диаметра для оправки следует исходить из размеров будущей пружины. Иными словами, нужно учитывать внутреннее поперечное сечение изделия. Многие мастера компенсируют упругие деформации проволоки, подбирая оправки заведомо меньшего диаметра. При работе с проволокой толще 0,2 см часто возникают трудности при наматывании ее на оправку. В таком случае придется выполнить ее предварительный отжиг.

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.

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.

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.

prim2005 26-01-2013 15:19

Помогите кто чем может

Вот такая

forests spirit 26-01-2013 15:26

Всякие хитрые пружинки делал из пружин от матраса -плюсы в бОльшем диаметре витков-меньше неровностей в итоге. По закалке ничего сказать не могу, не пробовал.

Trident8 26-01-2013 15:27

Нагреть тщательно до красного цвета 810-830 - и в масло. Потом отпустить в духовке при 200 минут 20 - и на воздух. Проверить, если не понравится результат - немного изменить режим в ту или иную сторону.

Romario_omsk 26-01-2013 15:36

когда собирал гриндер встал вопрос по пружине, т.к. от тормозных колодок была слишком длинная, я ее пополам порезал, потом отогнул виток и накалил его на газовой горелке (типа карандаша площадь не большая ей больше не надо), сформовал на горячую "петлю" после чего "закалил" опустив в воду, т.к. не каленая была слишком мягкой....
НО без отпуска она стала хрупкой и обломилась....
тогда повторил процедуру с другой и сделал "отпуск" также, что бы не испортить всю пружину карандашом довел до цветов побежалости и остудил на воздухе....
работает нормально....
у Вас деталь побольше площадью, зато калить и отпускать целиком можно отпустить в духовке, но и нагревать необходимо либо в горне, либо горелкой побольше....

prim2005 26-01-2013 15:36

Из готовой пружины делать, у меня здоровья не хватает, радиусы изгибов ок. 3мм.
Пробовал калить с отпуском - ломается при первой же попытке сжать или растянуть. 200 град. наверное маловато

alex-wolff 26-01-2013 15:38

quote: Originally posted by Trident8:

Потом отпустить в духовке при 200 минут 20 - и на воздух. Проверить, если не понравится результат - немного изменить режим в ту или иную сторону.

Шалим 26-01-2013 16:29

У попа была... Короче, была хитрая пружинка, но я её по ходу где-то пролюбил. Подобрать другую нереально, нужно делать. Попробовал из обычной витой пружинки выгнуть, как то не очень получается. Отжег заготовку, выгибать получается веселее, но нужно калить. Вот и вопрос: как в домашних условиях при минимуме теплового оборудования закалить правильно пружинку.
Диаметр прутка 1,5мм, габаритный размер пружины 40мм Х 15мм (в одной плоскости).
Помогите кто чем может

Из какого металла пружина то?

prim2005 26-01-2013 16:40

quote: Из какого металла пружина то?

dru029 26-01-2013 16:56

quote: Originally posted by prim2005:

Самая распространенная - Х.З.

TEA737 26-01-2013 17:13

quote: Originally posted by Шалим:

Из какого металла пружина то?

Va-78 26-01-2013 17:51

Учитывая что вопрос на удивление часто повторяется, зацытирую сам себя - из того что в ПМ общался:

%username% привет!
Обыкновенные застегивающиеся булавки очень хорошо подходят для изготовления всяких мелких пружинок типа ножевых. За счет того что они выпускаются в разных размерах и с разной толщиной прутка, почти всегда можно подобрать себе нужное. Плюс, если их расклепывать чуть-чуть, то можно получать плоские пружинки - тоже иногда полезно.

Суть: берем булавку, нагреваем ее на газовой плите до красного (даже чуть в оранжевый) цвета и аккуратно распрямляем плоскогубцами. Пусть булавка остынет сама собой - она тогда стенет мягкая. Получится более-менее прямой прутик.
Далее, когда железка мягкая, откусываем кусачками ненужные нам ушко и острие. Еще раз нагреваем (до того-же цвета) и на какой-нибудь наковаленке (напр. плоская часть блина гантели) осторожно молоточком выпрямляем прутик окончательно. Он нагретый очень легко деформируется, поэтому тюкаем помаленьку.
Когда мы совершенно выпрямили железку, измеряем и выгибаем нужную форму пружины с помощью плоскогубцев. Перед сгибанием, хорошо будет еще раз нагреть и естественно остудить - там пружина послужит дольше, поскольку этим мы подстрахуемся от возможного появления микротрещин.
Теперь, когда прутику придана нужная форма, нужно вернуть ему пружинные свойства. Для этого, опять разогреваем его до уже знакомого цвета и резко охлаждаем. Можно охладить просто в воде.
После этого, наша заготовка будет очень твердой, но хрупкой. Поэтому, берем мелкую наждачку (прим. #300-400) и зачищаем деталь от окалины - так, чтобы видеть блестящий металл.
Снова подностим к огню - на этот раз не прямо в пламя, а чуть со стороны. Задача - уловить тот момент, когда по пружинке покатится цветовая волна, т.н. "побежалость". Нас интересует желтый цвет.
Как только железка чуть пожелтела (не от "накаливания", а именно "от нагрева") - тут-же ее в сторону и даем естественно остыть.
Все, сталь снова приобрела пружинные свойства.

Если желательно получить нержавеющую пружинку, то после нагрева опускаем деталь в любое машинное масло, чтобы она там совсем остыла (прутик тонкий и это буквально минута времени). Затем ее нужно подержать над пламенем, на такой высоте, где загорится масло. Важно не перегреть, иначе пружина будет слишком слабой. Т.е. помещаем высоко над огнем, и потом понемногу опускаем (сначала масло задымиться - это хороший знак, значит рядом уже) - как вспыхнуло - пару-тройку секунд выдерживаем и железку в сторону от огня. Когда масло сгорит, оно образует прочную пленку на металле, которая не позволит ему окисляться. Чтобы еще усилить этот эффект, разводим пару капелек эпоксидки, и смочив в ней кусочек тряпочки или кожи, протираем нашу готовую пружину. Эпоксидка зацепиться за слой сгоревшего маса насмерть, а за счет тонкого-претонкого слоя,не будет трескаться. Это усилит антикоррозийные свойства.

Вот в общем и все. Дольше описать чем делать.
Да, - если диаметров булавок не хватает, то можно таким-же способом обрабатывать и любые другие тонкие пружинистые ништяки - например отличные результаты дают пружины с советских раскладушек . Одна выпрямленая пружина оттуда - это прим. 40см. прутка.
С первого раза у вас наверное не получится, но пара попыток (чтобы глаз привык ловить цвет и время нагрева) и все будет ОК.

Дьявольски vаш...

П.С. технология многократно опробована, но использовал только старые булавки, сейчас китайцы могут делать из черт знает чего - покупал китайские иголки - гнутся как пипец. Есть смысл потрошить "бабушкины запасы", а то бяка совсем.

Шалим 26-01-2013 17:53

quote: Originally posted by TEA737:

У буржуев 1095 самая распространенная, у нас вероятно У8-У10 судя по составу.С ув

Я имел в виду Т.С. из какой железки хочет пружину сделать.
У8 так калится на пружину, 60с2а - по другому, 65г по третьему.
А то смотрю спецы уже насоветовали. Нагрей, окуни в масло...)))))

Va-78 26-01-2013 18:19

quote: У8 так калится на пружину, 60с2а - по другому, 65г по третьему.

Шалим 26-01-2013 18:25

Ну да, с температурой хрен угодаешь, ибо такой деаметр на газу раскалится мгновенно до неконтролируемо высокой температуры. Чё то я этот момент упустил из виду))))Тут уж только методом научного тыка, по другому ни как.

Romario_omsk 26-01-2013 20:07

VA прав, цвет который он назвал желтым я бы назвал соломенным...

Шалим 26-01-2013 20:18

Пружину отпускать до фиолетового - около 400 гр. Меньше низззя - лопнет)))

Trident8 26-01-2013 20:32

Я дал режим для 65Г. Температуру отпуска можно и до 400 повысить, если ломаться будет.

max12312 26-01-2013 20:38

alex-wolff 26-01-2013 20:46

quote: Originally posted by max12312:

чтобы не зевнуть побежалость на такой мелкой детали. я зачищенную после закалки железячку кладу на болваночку 10мм стальную чёрноржавую)) и грею болванку, цвет пойдёт очень не спеша и вы не напрягаясь получите то что надо

Шалим 26-01-2013 20:49

Ну дык так и клинки тонкие калят, вот тока дома на газу отпустить, нагреть болванку хватит, а на закалить - вряд ли. Да и сечение настолько мало, что повторить вряд ли удастся, так как углерод выгорит моментом.

max12312 26-01-2013 21:12

quote: у дык так и клинки тонкие калят,

Шалим 26-01-2013 21:35

quote: я Вам говорил о плавном, равномерном отпуске без лишних усилий, ибо правильный отпуск для пружины критичен. а закалить можно классически.1,5 не такая уж и тонкая деталь, закалку таких мелких деталюх я обычно делаю так привязываю тоненькой проволокой и грею горелочкой прям над закалочной средой (налитой в высокую пивную банку)и как нагрелось просто роняю деталь в банку.С уважением.

Я про закалку в горне))))
Кстати при нагреве под закалку, тоже не стоит форсировать события)))))

max12312 26-01-2013 21:44

quote: Я про закалку в горне))))
Кстати при нагреве под закалку, тоже не стоит форсировать события)))))

Шалим 26-01-2013 21:57

quote: есть у меня чудеснейшая книга..справочник термиста.. очень помогает, вот только тонкости у всех свои.

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 .

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.

Пружины – упругие элементы конструкций, служащие для накопления или рассеяния механической энергии. Они окружают нас со всех сторон — под клавишами клавиатуры компьютера, в подвеске автомобиля и в подъемном механизме дивана. Наиболее распространены витые пружины сжатия. Существует несколько способов сделать их.

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.

Требования к пружинам

Для эффективного функционирования работы требуются следующие свойства:

• высокая прочность;
• пластичность;
• упругость;
• износостойкость.

Чтобы обеспечить проектные значения этих параметров, требуется правильно выбрать материал, точно рассчитать размеры, разработать и соблюсти технологию изготовления.

Государственными стандартами определяются требования к изготовлению пружин. По допустимым отклонениям они относятся к одной из точностных групп:

• менее 5%;
• менее 10%;
• менее 20%.

Строгие требования предъявляются к точности соблюдения геометрии, чистоте поверхности.

Не соответствуют стандарту изделия с царапинами и прочими наружными дефектами, снижающими ресурс изделия и срок его эксплуатации

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

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.

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

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.

Исключительно важно точно соблюдать проектный график термообработки, тщательно контролируя температуру и время выдержки.

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.

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.

Технология горячей навивки с закалкой и отпуском

Перед навивкой заготовку нагревают до температуры пластичности одним из следующих методов

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

Термическая обработка включает в себя закалку и низкотемпературный отпуск.

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.