Гибкий.ру Изготовление цилиндрических пружин
По своему назначению цилиндрические пружины делятся на работающие на растяжение, на сжатие и на скручивание (рис. 5).
У пружин, работающих на сжатие (рис. 5, а), витки расположены на некотором расстоянии друг от друга, шаг — t; концы пружин прижимают к смежным виткам. Основными размерами являются: внутренний диаметр — Dвн, наружный диаметр — Dнар; шаг навивки — t; диаметр проволоки — d; длина пружины — L.
Рис. 5. Цилиндрические пружины:а — сжатия; б — растяжения; в — скручивания
У пружин, работающих на растяжение (рис. 5, б) витки плотно прилегают один к другому, последние витки отгибают на 90° и загибают в виде полуколец и колец. Основными размерами являются: наружный диаметр — D; диаметр проволоки — d; радиус проушины — r; ширина зацепа — b; длина навивки пружины — L1; полная длина пружины — L2.
У пружин, работающих на скручивание (рис. 5, в), витки плотно прилегают один к другому, на концах имеются зацепы, которые воспринимают закручивающую нагрузку и закручивают пружину в целом. Основные размеры пружин, работающих на скручивание, такие же как у пружин, работающих на растяжение.
Для расчета длины заготовки, потребной для изготовления пружины, необходимо знать средний диаметр пружины D0, который равен:
Длину заготовки f пружины (без учета колец или зацепов на концах) определяют по следующей формуле:
f=πDn , где n — число витков пружины.
При подсчете витков пружины учитываются только рабочие витки. У пружин сжатия с неприжатыми витками число рабочих витков определяют путем вычитания из общего числа витков двух витков (по витку с каждого конца пружины). Если крайние витки прижаты для образования опорной плоскости, то вычитают полтора витка.
Обычно для ремонта машин навивку пружин производят на универсальном токарном станке (рис. 6).
Рис. 6. Навивка пружины на токарном станке
На резцедержателе 1 станка устанавливается держатель для проволоки. В патроне 2 станка устанавливается оправка 3, диаметр которой на 0,85–0,9 меньше внутреннего диаметра пружины. Суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона, затем настраивают частоту вращения шпинделя не более 60 об/мин и подачу 4, соответствующую диаметру d проволоки или шагу t пружины.
Затем суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона. Проволока пропускается через держатель и ее конец закрепляется на оправе хомутом с поводком или в отверстии, как показано на рисунке. Первый виток пружины выполняют вращением патрона от руки и после этого включают станок.
После остановки станка конец проволоки откусывают кусачками.
При навивке пружин на станке необходимо быть предельно внимательным. Освободившаяся проволока или обрыв мятой проволоки может спружинить и нанести травму.
Обычно для пружин растяжения производят непрерывную навивку на всей длине оправки, а затем ее делят на требуемые по длине пружины.
Для пружин сжатия также производят непрерывную навивку, но замечают по линейке или лимбу подачи, в каких местах нужно выключить подачу, сделать два-три сжатых витка и вновь включить подачу.
По окончании навивки вручную производят доделку пружины. При этом удаляют заделочные концы, которыми крепили проволоку в станке, и отделяют нужное число витков для пружины. Для этого делают надрез трехгранным напильником в нужном месте на проволоке и отламывают или разрубают в нужном месте проволоку на зубиле, вертикально закрепленном в тисках.
Чтобы поджать концы пружины, работающей на сжатие, пружину 2 вставляют в направляющую трубку 1 (рис. 7, а) и через отверстие трубки нагревают пламенем газовой горелки или паяльной лампы. Как только виток нагреется до красного цвета, пружину вынимают из трубки и быстро прижимают к плоскости плиты.
Рис. 7. Поджатие концов пружины сжатия:а — подогревом; б — на заточном станке
https://www.youtube.com/watch?v=JtCWceox49k
После поджатия витков пружине придают вертикальное положение на плите. Для этого надевают заготовку пружины на оправку и подшлифовывают металл на торце пружины боковой поверхностью абразивного круга на заточном станке (рис. 7, б).
Если пружину навивали с прерыванием подачи, то достаточно разделить заготовку на части и доработать торцы на заточном станке.
Заделка концов пружин растяжения в виде полуколец выполняется вручную с помощью подставки в тисках (рис. 3, а) или круглогубцев.
Для этого вручную зубилом на плите отгибают на 30–40° один виток на торце у отрубленной заготовки пружины. Затем отогнутый виток пружины отгибают далее с опорой на подставку (рис. 8) на 90° с помощью молотка. Если проволока не жесткая, то эту операцию можно выполнить круглогубцами.
Рис. 8. Заделка концов у пружины растяжения
Источник
Как правильно рассчитать размер заготовки перед гибкой металла
На любом гибочном производстве регулярно возникают ситуации, при которых необходимо произвести предварительный расчет для точной гибки металла. Зачастую необходимость в подобных вычислениях возникает в небольших цехах, располагающих ресурсами малой и средней механизации. Под малыми и средними ресурсами подразумевается применение полуавтоматических, или ручных листогибочных механизмов.
Ситуация может сложиться таким образом, что оператор, проведя сбор данных о длине полок, суммирует длину необходимых заготовок, производит их резку и после завершения этапа гибки в результате получает изделие, не соответствующее точным данным. В зависимости от степени сложности изготавливаемого изделия и количества произведенных гибов погрешности могут быть достаточно значительными.
Причина полученных неточностей может крыться в отсутствии учета таких показателей, как толщина используемого металла, радиус производимой гибки и так называемый К-фактор (коэффициент положения нейтральной линии).
Вот об этом и будет рассказано в этой статье.
На самом деле проведение расчетов необходимых размеров заготовки не составляет труда. Главное понимать, что для проведения расчетов требуется знать не только длину полок (именно прямых участков), но и учитывать длину криволинейных отрезков, образующихся в результате пластической деформации металла в процессе гибки.
Для этих целей можно воспользоваться специальными формулами из книг и ресурсов, которые будут указаны в конце статьи. Оттуда можно почерпнуть все необходимые сведения, прописанные там “умными людьми”.
Далее следует, что для правильного расчета развертки детали (длины заготовки), который позволит после гибки получить заготовку заданных размеров, необходимо понять правильный алгоритм проведения расчета.
Lt — общая длина плоской заготовки; А и В — см. рисунок; ВА — припуск
Lt — общая длина плоской заготовки; А и В — см. рисунок; ВD — вычет
Отсюда следует, что если требуется поверхность полки А без деформаций (если там вдруг потребуется просверлить отверстия), то производить расчет необходимо по варианту 1. Если имеется необходимость в расчете общей высоты полки А, то расчет производится по варианту 2.
Вариант 1 (с припуском)
Для этого потребуется:
- Определить К-фактор, основываясь на справочной информации;
- Разделить контур изгибаемой заготовки на элементы, которые будут представлять собой отрезки прямой и части окружности;
- Далее необходимо суммировать длины полученных отрезков. При этом суммирование прямых участков производится без изменений, а размеры криволинейных участков — с учетом деформации материала и, как следствие, смещения нейтрального слоя.
К примеру, для заготовки с одним гибом формула будет следующая:
Где X1 – длина первого прямого участка, Y1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
При этом следует учитывать, что длина каждой полки просчитывается по отдельности, прежде чем задавать точку перемещения заднего упора станка.
В этом случае расчет будет производиться следующим образом.
Y1 BA1 X1 BA2 . т.д.
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
Как показывает практика, это самый распространенный вариант проведения расчетов для проведения операции на гибочных станках с поворотной балкой
Для расчета по такому варианту нам потребуется:
- Определить К-фактор, основываясь на справочной информации;
- Разделить контур изгибаемой заготовки на элементы, которые будут представлять собой отрезки прямой и части окружности;
- Далее производятся соответствующие расчеты: длины прямых участков суммируются без изменения, а длины вычетов – соответственно, вычитаются.
В этом варианте возникает новое понятие: внешняя граница гибки, обозначенная на рисунке ниже пунктирной линией.
В этом случае для определения длины вычета нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Формула длины заготовки по варианту 2 выглядит следующим образом:
Где Y2, X2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Внешняя граница гибки (OS):
Как и в прошлых вариантах расчет каждой операции производится последовательно. Это позволит точно определить длину каждой полки.
(Y2 – BD1 / 2) (X2 – (BD1 / 2 BD2 / 2)) (M2 – (BD2 / 2 BD3 /2)) .. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
Важный момент заключается в том, что размер вычета (BD) при последовательном расчете производить нужно правильно. Здесь не просто сокращается двойка. В начале высчитывается весь BD, а уже замет полученный результат делится пополам.
Источник
Процессом гибки называют слесарную операцию, с помощью которой заготовка из металла при деформации принимает требуемую пространственную форму. В практике слесарного дела слесарю часто приходится изгибать заготовки из листового, полосового и круглого материала под углом, с определенным радиусом, выгибать разной формы кривые (угольники, петли, скобы и т.д). Для выполнения данной работы необходимо предварительно определить длину развернутой заготовки.
Когда толщина заготовки превышает 4 мм применяют горячую гибку.
В процессе гибки металл подвергается одновременному воздействию растягивающих и сжимающих усилий. На наружной стороне детали в месте изгиба волокна металла растягиваются и длина их увеличивается; на внутренней же, наоборот, волокна сжимаются и длина их укорачивается.
При гибке металла приходится преодолевать силы упругости заготовки из металла.
Упругостьюназывается свойство заготовки из металла, благодаря которому деталь восстанавливает после снятия нагрузки свои первоначальные форму и размеры. При нормальных температурах, ограниченных скоростью и продолжительностью деформации, деталь с достаточной точностью можно считать
упругой до тех пор, пока возникающие в ней напряжения и деформации не превзошли определенного значения предела упругости. Поэтому согнутая на определенный угол деталь после снятия напряжения стремится, как пружина, расправиться, т.е. угол загиба всегда несколько увеличивается, а деталь немного выпрямляется. Поэтому при изготовлении деталей гибкой следует учитывать пружинящие свойства металла.
Пластичностьюназывается способность материала сохранять полностью или частично деформацию, получившуюся под действием приложенных сил и по прекращении действия этих сил. В зависимости от соотношения величин остаточной и упругой деформаций, получаемых перед наступлением разрушения, материал можно считать пластичным или хрупким.
Различают следующие стадии пластических деформаций:
- а) начало текучести — пластические деформации одного порядка с упругими;
- б) пластическое состояние при малых деформациях — пластические деформации велики по сравнению с упругими, но малы по сравнению с первоначальными изменениями размеров или формы детали;
- в) пластическое состояние при больших деформациях (технологические пластические деформации) — размеры или формы детали меняются значительно.
Гибка сопровождается упругими и пластическими деформациями, что вызывает искажения первоначальной формы поперечного сечения заготовки, и уменьшением ее площади (утяжка) в зоне изгиба (рис. 1).
Рис. 1. Искажение формы заготовки при изгибе:а — круглого сечения; б — прямоугольного сечения; в — утяжка
Кроме того, возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Напряжения внешних волокон при относительно малом r в этих волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).
Минимальный радиус гибки приближенно определяется по формуле: r=S·k, где r — радиус гибки, k — коэффициент, зависящий от материала и направления проката, S — толщина материала. При гибке поперек волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k=0,25–0,3, для стали мягкой — k=0,5 и для стали средней твердости — k=0,8.
Длина заготовки L при гибке определяется суммой длин прямых участков и длин нейтральных осей изогнутых участков, например, L= l1 l2 l (рис. 2).
где φ — угол дуги f в градусах (φ=180° – β ); x — расстояние от внутренней плоскости до нейтральной оси в мм.
Рис. 2. Схема составляющих длины согнутой полосы
При относительно малом r растяжение материала в наружных волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).
Смотрите видео
Возникла необходимость изготовить несколько колец из металлической полосы толщиной 8мм и шириной 55мм. Внешний диаметр кольца — 400мм, а внутренний -300мм. После гибки и сварки окончательно обрабатывается на токарном станке. Может быть кто-то сталкивался с подобной задачей и может подсказать технологию гибки. Может быть имеются приспособления для гибки аналогичных деталей. Буду благодарен за советы и предложения.
Дурацкий вопрос, а тонкая лента не пойдет? Вообще бы я с этим вопросом обратился в приличную кузницу.
eug28 написал :
Возникла необходимость изготовить несколько колец из металлической полосы толщиной 8мм и шириной 55мм. Внешний диаметр кольца — 400мм, а внутренний -300мм.
Что-то непонятно,как такое может быть,наружный диаметр 400 мм.,внутренний 300 мм.,при толщине стенки 8 мм.? (400-300):2=50мм,должна быть толщина стенки, а не 8мм,если речь о кольце идет.Обрезки труб необходимого диаметра не подойдут?
Suever написал :
Что-то непонятно,как такое может быть,
Полоса должна гнуться по ширине, а не толщине, если я правильно понял. Надо использовать для таких параметром что-то типа промышленного трубогиба с мощным электроприводом с соответствующими оправками.
Проще из листа 8 мм вырезать газом, подравнять на станке. Если нет такой возможности — действительно к кузнецу.
Madman написал :
Надо использовать для таких параметром что-то типа промышленного трубогиба с мощным электроприводом с соответствующими оправками.
__________________
В таком случае гнуть надо на «ребро», 8мм на ребро что-то не айс,тогда проще на листе 8мм нарисовать это, и хоть лобзиком выпиливай. Понимаю,но раз надо.
Вообще попробуйте это проделать с картонным макетом,вручную гнуть на ребро,правильно он либо складывается,либо рвется,имхо такое же будет и с металлом,так что лучше резать из листа.
Янн:- Согнуть ,сложно . Обычно режут из листа. Вы сходите в местную котельную или в водоканал,возьмите бутылку и к слесарям . Они в курсе этих вопросов. У меня дома несколько пятаков 400 *10 мм валяются ,это заглушки от оборудования. Но как Вам их отдать ?
2eug28 Никогда и ни на каком оборудовании не согнете эту полосу в плоское, гладкое кольцо. Резать надо из цельного листа газом, ЭДС, лобзом болгаркой или прямо на токарнике
Vidis написал :
Резать надо из цельного листа газом,
Думаю,после газа его так поведет,что только в металлолом.
Согнуть не удастся. Если цельного листа под кольцо нет, можно сварить из полосы — секторами (хордами) с разделкой и потом на станок. Как-то так, если ширина 55:
Suever написал :
Думаю,после газа его так поведет
уверяю , не поведет.
Надо то всего лишь сделать кольцо Х мм шириной У мм, потом вырезать кусочек (сектор) получится этакая буква С и гнуть на наковальне по диаметру пока не сойдутся края.. соответственно проделать всё на макете из картона.. плюс припуски на ручную обработку, и вперёд.. Конус так обычно делают.. а вообще, на трубный завод..просто заказать то, что нужно..
Suever написал :
Думаю,после газа его так поведет,что только в металлолом.
Янн:- Не чего не ведёт ,так обычно везде делают,да и собственно работа эта хорошо знакомая сварщикам. Можете и сами сделать ,найдите резак и нужное железо. Ну можно пруток согнуть,сварить и в кузню ,там его нагреют и расплющат. Выход вижу такой :
Если кузница и ковать — то толщина может получиться неравномерной.
Проще вырезать из листа. да хоть лобзиком. (сколько пилок уйдет — промолчу 
Medtech написал :
Надо то всего лишь сделать кольцо Х мм шириной У мм, потом вырезать кусочек (сектор) получится этакая буква С и гнуть на наковальне по диаметру пока не сойдутся края.. соответственно проделать всё на макете из картона.. плюс припуски на ручную обработку, и вперёд.. Конус так обычно делают..
Ничего не понял: зачем из готового кольца «вырезать кусочек» и затем гнуть? У автора есть полоса 55х8, а сделать ему нужно фланцы (похоже, на 299-ю трубу).
Янн написал :
найдите резак и нужное железо.
Вы еще про нормального резчика забыли.
Янн написал :
Не чего не ведёт ,так обычно везде делают
Когда-то резали,лист 8 мм,для ворот,вело,при сплошном резе.Стали резать пунктирами,чуть лучше результат.
Suever написал :
Что-то непонятно,как такое может быть,наружный диаметр 400 мм.,внутренний 300 мм.,при толщине стенки 8 мм.?
Откуда взялась стенка? Я просил поделиться технологией. А таковая есть. Если нечего предложить лучше промолчать. ИМХО.
Malevich написал :
можно сварить из полосы — секторами (хордами) с разделкой и потом на станок.
Сварить из сегментов теоретически конечно можно,но практически 12(на Вашем чертеже) сегментов,в одной плоскости,да как не разделывай, не сваришь,имхо.
В процессе строительства дома или дачи зачастую появляется необходимость в оборудовании водостоков, канализации, каркасов из металла.
При изготовлении подобных изделий необходимо придать плоской заготовке необходимую пространственную форму. Советы опытных мастеров, как загнуть лист металла в домашних условиях, позволят изготавливать конструкции хорошего качества, которые прослужат долгое время.