Технологии производства пружин

Технологии изготовления пружин

Оцените материал
(0 голосов)

Пружина – один из основных элементов множества разнообразных узлов и механизмов, который используется уже не одну сотню лет в любом производстве. Область применения пружин обширна: от обычной шариковой ручки до технических узлов и автоматов на космических станциях.

В современной промышленности применяется несколько технологий изготовления пружин, которые в общих чертах похожи между собой, но и имеют ряд существенных отличий и нюансов в количестве и сути этапов. Эти отличия производственных процессов связаны с особенностями конструкции изделий. От вида, назначения и характеристик упругого элемента зависит срок выполнения заказа, количество этапов изготовления и перечень оборудования, необходимого в процессе.

От грамотного расчета пружины, выбора расходного материала и используемой технологии производства зависит качество, долговечность и безопасность работы как самого изделия, так и механизмов, в которых оно будет применяться в будущем. Поэтому мы уделяем большое внимание контролю производственных процессов на всех этапах, что позволяет нам гарантировать заказчикам 100% результат.

Производство пружин для нас не просто слова, а отработанный производственный процесс. Годами накопленный опыт позволяет осуществлять изготовление пружин точно в срок, по разумной цене. Наша продукция всегда неизменно высокого качества независимо от конфигурации изделий и объема заказанной партии.

Мы используем современное специализированное оборудование, актуальные технологии изготовления пружин и качественное сырье. На этой странице вы можете ознакомиться с технологиями производства упругих элементов, которые мы применяем при выполнении заказов.

Какие типы пружин мы производим

Пружинами называют упругие элементы, накапливающие и отдающие или поглощающие энергию за счет деформации при нагрузке. Рабочим элементом, создающим «пружинистость», может быть металл, жидкость или газ. Мы специализируемся на производстве металлических изделий. По типу принимаемой нагрузки они делятся на пружины сжатия, растяжения, изгиба и кручения, производство каждого из этих подвидов возможно на заказ по выгодным ценам.

По конструкции металлические пружины делятся на следующие типы:

Мы расскажем об особенностях производства каждого из этих видов пружин на нашем предприятии.

Что общего у всех технологий изготовления пружин

В подавляющем большинстве случаев способ изготовления пружины напрямую зависит от назначения, габаритов и особенностей материала изделия, какая требуется потенциальная энергия пружины. Например, мелкие и средних размеров пружины с круглым сечением прутка делают с помощью холодной навивки, а для производства более габаритных аналогов прибегают уже к методу горячей навивки. В некоторых случаях изделия одного и того же типа можно изготовить разными способами – количество вариантов зависит от условий заказа, предполагаемого функционала и требований к конечному продукту.

Также на выбор технологии влияет используемый материал – от его характеристик зависит мощность, продолжительность и/или необходимость термической обработки.

Одна из самых распространенных технологий – навивка. Она проводится вручную (оператор навивает проволоку или пруток на станке) или автоматически (с помощью навивочного автомата), горячим или холодным методом, с отпуском или без. Холодный способ навивки самый распространенный, так как имеет самую низкую себестоимость, но для изготовления крупногабаритных пружин подходит только горячий метод.

Общие этапы всех технологий изготовления пружин:

  • Предварительная подготовка прутков нужного диаметра (как правило, выполняется на прокатных станках).
  • Правка заготовок (выправление геометрии, шлифовка).
  • Расчет пружин при изготовлении на заказ и в штатном режиме выполняется на программах расчета.
  • Возможно покрытие готовых деталей антикоррозийными составами.

Какие варианты антикоррозийного покрытия возможны: фосфатирование + промасливание, оцинковка, кадмирование, хромирование, полимерное порошковое покрытие, электрополировка и т.д. Также возможно нанесение эмалей, лаков с алюминиевой пудрой и краски. При изготовлении пружин на заказ вариант антикоррозийного покрытия согласуется с заказчиком.

Какое оборудование используется при производстве пружин:

  • пружинонавивочные автоматы;
  • гибочные станции;
  • переоборудованные токарные станки;
  • шлифовальные станки;
  • отпускные и закалочные печи (для термообработки);
  • стенды для контроля качества.

Делая заказ на изготовление пружин у нас, будьте уверены: мы выполняем все этапы производства на качественном современном оборудовании, регулярно проходящем тех. осмотр, в соответствии с ГОСТами и высшими европейскими стандартами качества. Мы реализуем продукцию собственного производства, поэтому готовы поручиться за каждую пружинку, сделанную для вас, независимо от ее размеров и материала.

Технологии изготовления винтовых, конических, манометрических трубчатых и торсионных пружин, включая пружины сжатия, кручения и растяжения

Холодная навивка

Отличительная черта этого способа производства пружин – в скручивании заготовки без предварительного прогрева.

В современной промышленности применяются два подвида холодной навивки – с отпуском и закалкой и без закалки. Мы предлагаем оба варианта.

Холодная навивка может проводиться в ручном или автоматическом режиме, так как не требует нагревания деталей.

Технология холодной навивки пружин без закалки

Навивочный станок имеет два валика, один из которых контролирует уровень натяжения прутка и направление навивки с помощью винта.

Суть процесса изготовления:

  • Пруток продевается в станок через планку, конец фиксируется зажимом на оправе.
  • Верхним валиком задается уровень натяжения и скорость вращения.
  • Запускается валик, отвечающий за наматывание пружины.
  • После намотки нужного количества витков пруток обрезают.
  • Деталь обрабатывают механически (от сколов и неровностей) и термически (для устранения внутренних напряжений, полученных изделием в ходе навивки).
  • Наносится антикоррозийное покрытие (опциональный этап).

Нюанс: холодная навивка подходит для пружин из металла диаметром до 16 мм. Форма пружины при такой технологии изготовления может быть бочкообразной, конической, цилиндрической и т.д.

Технология холодной навивки пружин с закалкой и отпуском

Отличие холодной технологии навивки с закалкой и отпуском от предыдущего типа холодной навивки начинается на этапе термообработки – все предшествующие этапы (навивка и механическая подготовка) идентичны.

Этап термической обработки при производстве пружин этим способом состоит из двух шагов:

  • Закалка (деталь нагревают, выдерживают и быстро охлаждают в соответствии с характеристиками используемого материала в масле, солевом растворе, воде и т.д.). Нюанс: при нагреве заготовка должна находиться в горизонтальном положении, это предотвращает проседание и деформацию детали под собственным весом.
  • Второй шаг – отпуск (прогревание детали и финальная формовка при необходимости).

Тип термической обработки зависит от материала: для некоторых марок стали используют отпуск и закалку, для бронзы применим только низкотемпературный отпуск.

Иногда упругие элементы дополнительно подвергают пескоструйной обработке, упрочняют дробью или покрывают антикоррозийными составами. При изготовлении пружин на заказ эти этапы можно включить в производственный процесс или исключить из него.

Горячая навивка

В отличие от холодного способа производства, при горячем способе пружина не отрезается после достижения нужного количества витков на станке. Вся заготовка навивается целиком в предварительно прогретом состоянии, затем режется на нужное количество деталей. Такой подход позволяет оптимизировать расход материала и снизить себестоимость производства конечной продукции.

Изготовление пружин методом горячей навивки возможно только в автоматическом режиме на специальном оборудовании. Закалка и отпуск – неотъемлемые этапы этой технологии. Метод позволяет работать с прутками больших диаметров.

Нюанс: горячая технология изготовления пружин подходит для производства деталей диаметром строго от 10 мм.

Технология горячей навивки пружин с закалкой и отпуском

Суть процесса изготовления:

  • Пруток быстро и равномерно нагревают до рабочей температуры, чтобы увеличить эффективность холодной пластической деформации (нагревают в газовой/электрической печи или токами высокой частоты).
  • Затем разогретая заготовка продевается в навивочный станок, фиксируется в зажимах. Через верхний валик навивочного станка задаются натяжение и скорость вращения.
  • Пруток навивают на станке после предварительной обработки концов заготовки (концы оттягивают кузнечными вальцами или шлифуют на специальных станках).
  • Формируют нужный диаметр, количество витков, шаг по высоте (расстояние между витками), поджатие крайних витков (для пружин сжатия).
  • Упругий элемент подвергают закалке и отпуску – нагревают, выдерживают и быстро охлаждают в масле (так как в воде материал может треснуть, или сначала выдерживают в воде 1-3 секунды и затем отправляют пружину остывать в масле). Затем упругий элемент повторно прогревается.
  • После очистки детали от масла следует этап механической обработки. Пружины сжатия торцуют, обрабатывая нерабочие концы. Пружинам кручения придают зацепы и т.д.
  • Последний этап – нанесение антикоррозийного покрытия, пескоструйная обработка, упрочнение дробью (опционально).

По этой же технологии производятся волнистые/волновые пружины, пружины изгиба, пружины с зазором и перекрытием.

Нюанс: если технологические концы оттягивались перед навивкой пружины, ее можно сразу отправлять на закалку без дополнительного разогрева.

Технология изготовления: тарельчатые, плоские, спиральные и пластинчатые пружины

Суть технологии производства:

  • Заготовки предварительно обрабатывают – резка/ фрезеровка/ штамповка (вырубка по контуру, создание отверстий) – зависит от типа пружины, используемого материала и пожеланий заказчика + закалка.
  • Затем детали механически очищают от неровностей и заусенцев.
  • Изделиям придают требуемую геометрию (их загибают, сверлят в них отверстия, зачищают и т.д.).
  • Затем следует этап термической обработки (стальные детали обычно подвергают закаливанию и отпуску, бронзовые – дисперсионному твердению в вакуумной печи).
  • Следующий этап – механическая обработка (пескоструйное покрытие, обработка дробью для прочности).
  • Нанесение антикоррозийного покрытия (опционально).
  • Старение детали для прочности.

Плоские, тарельчатые, пластинчатые и спиральные пружины производят на эксцентриковых прессах из стали различных марок и бериллиевых бронз. Как правило, для создания пружин этих типов за основу берут листовой, ленточный или полосовой прокат.

Мы предлагаем изготовление пружин этого типа на заказ, у нас большой ассортимент упругих элементов всех видов.

 

Как технологии производства пружин зависят от диаметров проволоки:

Малый диаметр

Пружины с поперечным сечением в диапазоне 0,2-4 мм

Холодная навивка, торцевание, термообработка, обжатие, заневоливание (горячее или холодное).

Средний диаметр

Пружины с поперечным сечением в диапазоне 4-12 мм

Холодная и горячая навивка с технологией, аналогичной вышеописанной технологии производства пружин с малым сечением.

Большой диаметр

Пружины с поперечным сечением в диапазоне 12-50 мм

Подходит только горячий способ навивки с предварительной оттяжкой концов или без. Остальные манипуляции аналогичны вышеописанным.

Нестандартные пружины на заказ

В эту категорию попадают упругие элементы нетипичных форм и размеров с поперечным сечением 0,2-50 мм.

 

Обходится такой «штучный товар» дороже, ведь необходимо перенастраивать оборудование под нетипичный формат деталей. Сюда относятся пружины для экспериментального, узкоспециализированного или единичного оборудования. Как пример «неформата» – пружины сжатия из прутков с квадратным сечением или полосового проката.

Как правило, для создания нетипичных упругих элементов используют не стандартные пружинонавивочные автоматы, а переоборудованные токарно-винторезные станки или оборудование, разработанное под конкретную партию. Такое происходит реже, но мы выполняем изготовление пружин на заказ не первый год – даже самые нестандартные требования и пожелания – для нас не помеха, детали уточняйте у наших консультантов.

Из каких материалов делают пружины

Перечень материалов, из которых изготавливают пружины, очень разнообразен. Он зависит от назначения, размеров, типа изделия. Материалы – от средне-, высокоуглеродистых марок стали и низколегированных стальных сплавов до резины, дерева, пластмассы, фанеры и даже картона. Мы специализируемся на металлических пружинах.

К техническим характеристикам стали, использующейся при изготовлении пружин, предъявляются очень высокие требования, так как пружины часто служат для гашения нагрузок различной интенсивности. В зависимости от предназначения упругих элементов, для их создания могут применяться самые разные марки стали. Чаще всего при производстве пружин используется углеродистая и высоколегированная сталь таких марок, как:

50ХФА, 50ХГФА, 55ХГР, 55С2, 60С2, 60С2А, 60С2Н2А, 65Г, 70СЗА, У12А, 70Г, но спросом пользуется продукция и из других стальных сплавов.

Как материалы связаны с назначением пружины:

  • Упругие элементы общего назначения производят из высокоуглеродистых сталей, легированных ванадием, марганцем и кремнием.
  • Детали, которые будут использоваться в агрессивных средах, делают из нержавеющей стали, бериллиевой, кремнемарганцевой, оловянноцинковой бронзы, а также из титановых и никелевых сплавов.

Контроль качества: как пружины проверяются на соответствие

Последний этап производства пружин – выходной контроль качества, включающий проверку химического состава и физических свойств продукции.

Кроме контроля качества исходного сырья, навивки пристрелочной партии с контролем на соответствие геометрическим и силовым параметрам, контроля качества продукции после каждого этапа обработки (механической, термической, окрашивания/гальванизации) мы проверяем конченый продукт на соответствие на стендовом оборудовании, подвергая его разнообразным нагрузкам.

После изготовления партии пружин продукция проходит несколько этапов проверки на соответствие. Изделия испытывают на сжатие/растяжение, кручение, усталость, усилие. Все пружины из проволоки с сечением от 12 мм проходят процесс обжатия (технологического упрочнения).

Также каждая пружина замеряется на соответствие размеров (по длине, количеству витков, внутреннему и внешнему диаметру, равномерности шага, перпендикулярности опорных плоскостей к оси пружины).

Стенды гарантируют точность и стандартизацию измерений по всем техническим параметрам пружин различных типов и габаритов. Благодаря такой многоступенчатой системе контроля на измерительных инструментах и измерительно-разрывных автоматах вы получаете на 100% качественный продукт, соответствующий условиям заказа и стандартам ГОСТов.

Собственное производство пружин, современное оборудование, строгое соблюдение технологий изготовления и опытные мастера – наши гарантии качества всей представленной продукции. За подробной информацией о технологиях производства пружин и вариантах заказа обращайтесь к нашим консультантам.