Бесплатная техническая библиотека ДОМАШНЯЯ МАСТЕРСКАЯ
Пружина под копирку. Домашняя мастерская Справочник / Домашняя мастерская 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 все больше направляются на технически сложные объекты: тракторы, вездеходы, легковые автомобили и даже самолеты. 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 жесткие требования по прочности. Одним из таких типичных элементов, присутствующих практически во всех энергоемких конструкциях, являются винтовые цилиндрические пружины растяжения или сжатия. В связи с этим предлагаем методику, 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-винторезного 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. Ее 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 задается винтовой канавкой вращающегося в подшипниках копира.
Ниже приводится методика расчета параметров оправки и копира, обеспечивающих необходимые размеры пружины. Принятые обозначения при проведении расчетов. Исходные данные (размеры пружины): n - число рабочих витков; n1- полное число витков; t - шаг рабочей части; Do - внутренний диаметр; Dср.- средний диаметр. Параметры копира: l - длина рабочей части; Dкоп.- внутренний диаметр канавки; Dнл.- диаметр нейтральной линии витков, навиваемых на оправку; k = Dнл./Dкоп.- поправочный коэффициент; Т - шаг винтовой линии рабочей части; Тn- шаг винтовой линии заходной и выходной частей. Оправка: dопр.- диаметр. Промежуточные расчетные величины: L - длина одного витка пружины без учета шага; Dср.опр.- средний диаметр витков пружины, навитых на оправку; X - табличный коэффициент для определения нейтральной линии при изгибе; β - коэффициент, учитывающий пружинные свойства проволоки; nопр.- число рабочих витков пружины, навиваемых на оправку с учетом 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 учетом поджатых витков; L4- длина проволоки пружины согласно чертежу. Решающее значение при расчете имеет величина, учитывающая упругость проволоки при изгибе. Она используется при определении диаметра оправки и количества витков попр. Для определения значения этой величины рекомендуется следующая последовательность. В первом приближении изготавливается оправка диаметром Dо. На токарновинторезном 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 ą, вычисляется угол, приходящийся на один виток и в заключение - коэффициент В = ą1/360°/, учитывающий упругость проволоки из заданного материала.
Копир, обеспечивающий навивку пружин с рабочими витками в центре и поджатыми - в начале и в конце пружины (нажмите для увеличения): 1 - центральная часть копира для навивки рабочих витков; 2 - концевая часть копира для навивки поджатых витков; 3 - штифт 08 (4 шт.); 4 - винт М8 (4 шт.)Ниже приведена методика на примере расчета размеров копира и оправки для навивки пружины из стали 60С2А-В-1-ХН ГОСТ 14963-78 с параметрами: n = 9; n1= 11; t= 14 мм; Dо= 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 (β = 30° 360° = 0,083). Исходя из этого, Dср.опр.= (L - βL)/ π = L (1 - β)/π = 157x0,917/3,14 = 46 мм, где L = π Dср.= 3,14x50 = 157 мм; dопр.= Dср.опр.- d = 46 - 8 = 38 мм nопр.= 1,083n + 0,25 = 1,083 + 0,25= ~10, где 0,25 - добавочная часть витка с учетом допуска числа рабочих витков. Диаметр нейтральной линии витка на оправке (рис. 2) вычисляется по формуле:Dнл.= dопр.+ 2dX.X - определяется по табл.1 в зависимости от соотношения dопр./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. Таблица 1 Dкоп в первом приближении принимается равным Dо= 42 мм. Тогда коэффициент k = Dил./Dкоп.= 45,36/42= 1,08.Длина рабочей части копира: = t·n = 14x9 = 126 мм. Расчетный шаг рабочей части копира: Т = l/(nопр.k) = 126/(10x1,08) = 11,67 мм. Полученный расчетный 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/(Т nопр.) = 126/(12x10) = 1,05.Тогда Dкоп.= Dнл./к = 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: Т = 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 твердости HRC38...42. Для проверки расчетов определяется длина проволоки:L1= Dкоп.π 1/Т = 43,2x3,14x126/12 = 1425 мми сравнивается с длиной проволоки:L2= Dнл.π nопр.= 45,36x3,14x10 = 1425 мм.Также сравнивается длина проволоки:L3= Dнл.π (nопр.+ 2x1,083) = 45,36x3,14(10+2x1,083) = 1733 мм с длиной проволоки:L4= (Dо+2d X) π n = (42 + 2x8x0,46) хЗ,14x11 = 1705 мм. При правильном расчете погрешность λ не должна превышать 2,5%. В нашем случае:λ = (L3- L4) 100%/L4= (1733 - 1705)100/1705= 1,6%. Автор: В.Виниченко Рекомендуем интересные статьи раздела Домашняя мастерская: ▪ Повышение надежности болгарки ▪ Деревообрабатывающий станок с горизонтальным расположением режущего инструмента Смотрите другие статьи раздела Домашняя мастерская. Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье. Последние новости науки и техники, новинки электроники: Искусственная кожа для эмуляции прикосновений
15.04.2024 Кошачий унитаз Petgugu Global
15.04.2024 Привлекательность заботливых мужчин
14.04.2024
Другие интересные новости: ▪ Рой крошечных кораблей для исследования космоса ▪ 11-нанометровая SoC Snapdragon 675 c поддержкой строенных камер ▪ Электрокар заряжается за 30 минут ▪ Управление стволовыми клетками Лента новостей науки и техники, новинок электроники
Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки: ▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей ▪ статья Действие электрического тока на организм человека. Охрана труда ▪ статья В чем киевляне упрекали своего великого князя Святослава Игоревича? Подробный ответ ▪ статья Парусник из бревен. Личный транспорт ▪ статья Помехоподавляющий сетевой фильтр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники ▪ статья Откуда что взялось? Секрет фокуса
Оставьте свой комментарий к этой статье: All languages of this page Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте www.diagram.com.ua |