12. Технологические характеристики полуавтоматов для торцовой раскатки

13. Коэффициент упрочнения п для различных материалов

таЛи. Во избежание этого вводятся ограничения на размеры буртов, формируемых за один переход. При раскатке по схеме высадки устойчивость снижается, когда размер ho более чем в 2,5 раза превышает толщину стенки заготовки.

Торцовой раскаткой получают детали двух типов: с высоким буртом, когда h > 0,5*0, и низким буртом. При получении высоких буртов отношение ширины b бурта к толщине Ьд стенки исходной заготовки не должно превышать 2,2. При образовании низких буртов возможность получения необходимых размеров детали, как правило, не лимитируется снижением

устойчивости. Однако в этом случае возникает ограничение, связанное с исчерпанием ресурса пластичности деформируемого материала. Таким образом, максимальная высота бурта ограничивается устойчивостью деформируемой части исходной заготовки, а его максимальная ширина определяется пластичностью материала.

При выборе оборудования (табл. 12) приближенную силу деформирования определяют исходя из того, что ири одинаковых технологических режимах формообразования основными параметрами являются материал детали и ширина бурта. Размеры раскатываемого бурта ограничиваются не только

технологическими возможностями оборудования, но и пластичностью материала. Сила раскатки

PnpJy-\ \ max /

где fcjnax - максимальная ширина бурта, допускаемая технологическими возможностями полуавтомата; b - ширина бурта раскатываемой детали; п - коэффициент, учитывающий упрочнение материала в процессе раскаткн.

Значение п определяется выражением п = -, где Оо =960 МПа- о

сопротивление деформированию стали 40 при е = 0,8; - напряжение течения материала при е = In

Значения коэффициента п для некоторых материалов при различных величинах 8 приведены в табл. 13. Для других материалов значение Oj можно определять по кривым упрочнения.

6. НАВИВКА ПРУЖИН И ГИБКА ПРОВОЛОКИ НА АВТОМАТАХ

Изготовление металлических изделий из проволоки гибкой и навивкой основано на применении различных автоматов: универсально-гибочных, пружинонавивочных, шайбонавивоч-ных, правильно-отрезных, шплинтовых, для навивки колец, для изготовления и склеивания в блок сшивающих скрепок, сеткоплетильных, це-певязальных и др. Универсально-гибочные и навивочные автоматы по техническому уровню конструкций соответствуют наиболее прогрессивному кузнечно-прессовому оборудованию. Это оборудование особенно распространено в автомобильной, электро-и радиотехнической промышленности. Применение автоматов для переработки Проволоки и узкой ленты становится экономически более выгодным при партиях деталей свыше 10-14 тыс. шт. (в зависимости от сложности оснастки и стоимости оборудования) по сравнению с изготовлением на универсальных прессах по переходам

илн навивкой на оправку с помощью универсального металлорежущего оборудования.

Гибка на автоматах. Технология изготовления метизов штамповкой иа универсально-гибочных автоматах позволяет, как правило, получить полностью законченные изделия. Современные гибочные автоматы оснащены поперечной (дополнительной) подачей материала, усиленным ползуном реза, устройстиами для нарезания резьбы, клепки, сварки, вращающимися оправками для навивки пружин, ползунами, резцовыми головками и другими устройствами, значительно повышающими технологические возможности автоматов. Преимущество штамповки на гибочных автоматах - высокая производительность, особенно для мелких деталей с малой подачей.

По типу конструкции н технологическим возможностям универсально-гибочные автоматы можно разделять на четырехползунковые автоматы с горизонтальным движением ползунков и многоползунковые автоматы с движением ползунков в вертикальной или наклонной плоскости.

Навивка пружин на автоматах. Способом холодной навивки можно изготовлять пружины из цроволоки или горячекатаной сортовой стали круглого сечения диаметром до 16 мм. Пружинную проволоку применяют как предварительно упрочненную до навивки, так и в отожженном состоянии. При изготовлении из упрочненной Проволоки пружины после навивкн подвергают низкотемпературному отпуску, при котором уменьшаются остаточные паиряжения изгиба и увеличиваются упругий участок нагружения, стойкость к релаксации нагрузки и динамическая прочность. Прн навивке из неупрочненной цроволоки пружины подвергают закалке и отпуску.

Для упрочнения проволоки применяют в основном два способа: деформационное упрочнение в процессе волочения и мартеиситное превращение в результате закалки и отпуска. Для достижения высоких деформаций на последних переходах волочения стальную проволоку-заготовку предварительно подвергают нагреву до аустенитного состояния и охлажде-

Рис. 25. Схемы иавивки пружин

иию в расплавленном свинце или соли ( патентированию ). Из этой группы материалов в машиностроении широко применяют стальную углеродистую пружинную проволоку по ГОСТ 9389-75 круглого сечения диаметром 0,14-8 мм нормальной и повышенной томности. В зависимости от механических свойств установлены четыре класса проволоки: 1, 11, ПА и 111. Проволока класса ПА имеет меньше вредных примесей и повышенную пластичность. Для ответственных (клапанных) пружин применяют проволоку диаметром 1,2-5,5 мм, упрочненную закалкой и отпуском. Такая проволока несмотря на более низкое временное сопротивление стабильнее сохраняет упругую характеристику вследствие более высоких упругих свойств. Для холодной навпвки пружин, подвергающихся затем закалке, применяют стальную легированную пружинную проволоку диаметром 0,5 - 14 мм.

Винтовые пружины можно навивать на оправку по схеме растяжение + изгиб и с помощью подающих роликов на упорные штифты по схеме сжатие + изгиб .

Навивку на вращающуюся оправку (рис. 25, а) как наиболее простой способ применяют в единичном и мелкосерийном производстве; применяют также в автоматах для навивки пружин кручения. Развод витков осуществляют смещением оправки по

стрелке А или смещением направляющей втулки. Если осуществлять скручивание проволоки (по стрелке Б), то можно получить пружины с меж-витковым давлением (с предварительной нагрузкой). Для получения пружин растяжения с большим межвитко-вым давлением применяется способ навивки с отгибом и обкаткой роликом (рис. 25, б). Недостатками навивки на оправку являются трудности в автоматизации изготовления пружин сжатия и невозможность регулирования диаметра без смены оправки. Способы навивки по схеме сжатие -Ь изгиб не имеют этих недостатков и получили наибольшее распространение. Для подачи проволоки можно использовать подающие ролики с канавками или клещевой зажим. В последнем случае подача может быть только прерывистой и на короткие развертки. 1а рис. 25, в приведена одноштифтовая (одноупорпая) схема навивки. Проволока в этом случае перегибается через оправку, т. е. касается ее. Если увеличивать угол ф, установки упора, го при некотором угле Р я: (см. рис. 27) проволока отрывается от оправки и необходим второй упорный штифт (рис. 25, г), т. е. схема докритическая переходит в за критическую, в которой оправка нужна только как внутренний нож. Разведение витков на определенный шаг осуществляется в процессе навивки с помощью клина /, внедряемого между первым витком и направляющей планкой, или шаговой лапкой 2, перемещающейся вдоль оси спирали. Для навивки пружинных шайб часто применяют упорный ролик вместо упорного штифта, а для установочных колец (навивки на ребро) - упорный ролик с глубокой канавкой.

Пружинонавивоч11ые автоматы для холодной навивки пружин, работающие по схеме сжатие + изгиб , могут быть двух типов: кулисные и муфтные. В автоматах кулисного типа длина заготовки навиваемой пружины регулируется изменением радиуса кривошипа, т. е. изменением угла качания зубчатого сектора кулисы. В автоматах муфтного типа подача регулируется изменением времени включе-

14. Основные параметры пружинонавивочных автоматов

ния и выключения муфты подачи, управляемой регулируемыми кулачками. К преимуществам автоматов кулисного типа можно отнести высокую производительность при навивке пружин с небольшой длиной развертки, точность подачи по длине (0,5-2 мм), бесступенчатое и точное регулирование длины подачи, беси]умность работы, надежность. Недостатком их является малая длина подачи, низкий КПД по сравнению с муфтными автоматами. Недостаток автоматов муфтного типа - неточность подачи по длине заготовки (5-30 мм) вследствие неравномерности проскальзывания муфты и проволоки при ударном включении.

Основные параметры и размеры пружинонавивочных автоматов регламентированы ГОСТ 9224-74 (табл. 14). Универсальные автоматы должны обеспечивать навивку цилиндрических, конических и бочкообразных пружин с постоянным и переменным шагом, правой и левой навивки из проволоки круглого сечения. Скорость подачи проволоки устанавливают в зависимости от вида, размера, точности и материала пружин. С увеличением средней скорости подачи до 40 м/мнн и выше (в зависимости от индекса и др.) начинает возрастать разброс геометрических и силовых параметров пружины вследствие разброса меха-

нических свойств проволоки, Проявления запаздывания текучести , увеличения инерционных сил.

При максимально возможной по циклу скорости подачи у ж 95 м/мин этот разброс резко увеличивается. На такой скорости невозможно навивать даже пружины 111 класса точности. Для пружин с малым шагом и большим индексом, с большим или очень малым диаметром проволоки возможные скорости навивки устанавливают экспериментально (у< < 40 м/мин).

Современные отечественные и зарубежные автоматы могут оснащаться приставками для отгиба ушков у пружин растяжения, сортирующими приставками с пассивным и активным контролем длины пружины и нагрузки, различными рычажными приставками, повышающими технологические возможности, например, позволяющими при схеме навивки с упорными штифтами получить пружины кручения с прямыми концами и др.

Для навивки пружинных шайб широкое применение нашли автоматы типа АПШ, работающие по схеме одноупорной навивки с прерывистой роликовой подачей.

Технологические расчеты. Создание предварительной нагрузки Pq (меж-виткового давления) при навивке пру-

i.j,Mna

Ч-ОО

Рис. 26. Зависимость предельно возможного напряжения То от индекса с

жин растяжения имеет большое значение, так как такие пружины позволяют экономить монтажное пространство. Однако для наиболее распространенных схем иавивки (рис. 25, в и г) эти возможности ограничены и зависят в первую очередь от индекса

С = диаметра проволоки а, временного сопротивления разрыву про-

Рис. 27. Критический угол pjp установки упорного ролика

волоки Ов. Предварительное напряжение (рис. 26)

8P D

где D - средний диаметр пружины.

В процессе отпуска пружин после навивки предварительная нагрузка и напряжения уменьшаются. С учетом этого, а также для стабильности навивки можно назначать предварительное напряжение готовой пружины (штрихпунктирные линии / - для одноштифтовой схемы; - для двух-штифтовой). Кривые построены для проволоки I класса. Для других материалов возможности снижаются примерно пропорционально уменьшению

Ов. Кривая Тир = -J- обозначает

границу, выше которой пружина теряет устойчивость (при растяжений перекашиваются витки). Кривая х =

обозначает границу, выше

которой кольца, полученные при разрезке спирали с межвитковым давлением, приобретают отрицательный угол подъема. То есть чтобы получить плоское кольцо из круглой пружинной проволоки, необходимо настроить автомат на навивку спирали с межвитковым давлением, соответствующим т = G

- --. Расположение этой кривой

на графике указывает на серьезные трудности навивки плоских колец при индексах с<: 8.

Устойчивость навивки зависит от правильности расположения упорного штифта или ролика, т. е. от угла р действия силы Р (рис. 27). Критическую величину угла Рр, при котором начинается выпучивание проволоки под штифт (ролик), можно приближенно определить (без учета трения и влияния упругой части сечения)

о Тц.ч.

cos Р,ф =-;:5Xj-,

2Мпл

где Мил и Гдл - изгибающий момент в пластической области и сила подачи, связанная с работой изгиба.

Для проволоки круглого сечения

Мт / 32 Я \

Л d

Для проволоки прямоугольного сечения

Tnj\ -

Мт =

V 2 Ojc )

где Л и 6 - высота и ширина сечения; П - модуль упрочнения.

Для пружинной упрочненной проволоки

0,01;

В реальном механизме навивки действуют значительные силы треиия и критические углы несколько отличаются от рассчитанных. Для навивки пружин 20°< Ркр< 40°; для навивки пружинных шайб 10°<Ркр<20°; для навивки колец большого индекса 30°<Ркр<60°.

Силу подачи при навивке пружин без значительного шага или межвит-кового давления можно определять по следующим формулам:

для двухштифтовой схемы

= ля + л... .оо. (0.29Т л +

0,71 -+ 2,42

-0,29/ D

где f = 0,14-0,15 - коэффициент треиия:

для одноштифтовой схемы при f = = 0,15

Т=1,55Гпл--1,86.

Для навивки пружинных шайб с упорным роликом и перегибом через

Рис. 2 8, Зависимость К от /?, н

1 - проволока круглого сечения; 2 - проволока прямоугольного сечения

оправку при угле ф;, = 30° и / = 0,1

Т = 1,37Т

-0,94

Для навивки колец большого индекса с помощью упорного наружного и внутреннего роликов с канавками (навивка на ребро) при фо = 30° и

Т= 1,17Тпл + 0,54

При навивке пружин с большим шагом или с межвитковым давлением сила подачи может возрасти на 50- 100%.

Упругую отдачу после снятия с оправки можно определять по следующей зависимости (без учета угла подъема витка):

где Dh - средний диаметр пружины при навивке; D - средний диаметр пружины после снятия с оправки;

= -%

-gr---относительный радиус

пружины; = --относительный радиус навивки (определяется по рис. 28 в зависимости от (£- модуль упругости, d - диаметр про-