Совершенствование технологических процессов изготовления и пластического упрочнения малоиндексных и специальных пружин

• Автор: Храмыцких, Надежда Юрьевна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1* ВВЕДЕНИЕ

1. Современное состояние производства специальных пружин.

Обзор литературы. Постановка задач исследования

1.1. Пружинные материалы и их свойства

1.2. Технология изготовления обычных и малоиндексных пружин

•# 1.3. Способы упрочнения пружин

1.4. Особенности изготовления и упрочнения тарельчатых пружин

1.5. Обзор теоретических и экспериментальных работ по литературным источникам

1.6. Выводы и постановка задач исследования

2. Исследование силовых и геометрических параметров навивки малоиндексных спирален из проволоки прямоугольного сечения
2.1. Критический угол и главные силовые факторы при навивке
2.2. Влияние индекса спирали на геометрические, силовые
и функциональные параметры по известным решениям
2.3. Постановка задачи и решение уравнения равновесия
• при линейном напряженном состоянии
2.4. Решение уравнения равновесия при плоском напряженном состоянии
2.5. Определение силовых параметров навивки
2.6. Выводы

3. Исследование силовых и геометрических параметров навивки малоиндексных спиралей и пружин из проволоки круглого сечения
3.1. Эволюция нейтральной поверхности при изгибе стержня круглого сечения на малый радиус
3.2. Определение силовых параметров без учета и с учетом различных условий формообразования
4. Предельные технологические возможности навивки малоиндексных спиралей и пружин
4.1. Навивка круглой проволоки на оправку
4.2. Безоправочная навивка на специальном станке с роликовой головкой
5. Упрочнение специальных пружин
5.1. Упрочнение пластической осадкой крупных пружин, закаливаемых после навивки
5.2. Упрочнение осадкой тарельчатых пружин
5.2.1. Особенности нагружения, нелинейность задачи и гистерезисные явления
5.2.2. Экспериментальная работа по осадке тарельчатых пружин
5.2.3. Расчет силовой характеристики с учетом сил трения
5.2.4. Методика проектирования технологического процесса
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Принятые обозначения
Н0;НХ;Н2',Н3;Н3 - длина пружины в свободном состоянии, длина
пружины при первой, второй и третьей нагрузках, длина пружины сжатой в блок до соприкосновения витков;

РХ;Р2;Р3;Р3 - нагрузки, при сжатии пружины на соответствующую
длину Н/ и при сжатии в блок;
0,0ср,Р,11ср - наружный и срединный диаметры и радиусы
цилиндрической пружины;
И, 4,Я, г - наружный и внутренний диаметры и радиусы
тарельчатой пружины; г - радиус круглого сечения;
О,,;лО - диаметр пружины при навивке до разгрузки и снятия ее с
оправки; упругая отдача; д/;д? - изменение длины пружины и шага витков после снятия
пружины с оправки;
^ - коэффициент, определяемый по графику;
°ср °ср
с = —— ;с = ——;с - индекс спирали из круглой или прямоугольной
с1 к
проволоки; радиус оси поворота сечения тарельчатой
пружины;
/г;в - высота и ширина прямоугольного сечения;
Их - высота упругой части сечения;
Я;гв;р - радиусы кривизны наружного, внутреннего и
промежуточного волокон при изгибе;

Х = — - кривизна;

где Ф3 - функция пластичности (2.4).
График по формуле (2.10) для той же пружинной проволоки представлен на рис.2.6 кривой 8. Анализ этого графика позволяет сделать заключение, что в районе малых индексов 2 < с < 4 упругая отдача составит 3%<У<7%, т.е. она незначительна.
2.3. Постановка задачи и решение уравнения равновесия при линейном напряженном состоянии
Одним из важных выводов по предыдущему параграфу является то, что радиальные напряжения при изгибе на малый радиус значительны и при индексе с -2 составляют сг'ах = 0,5(Т5. Поэтому для решения такой задачи по
определению силовых факторов навивки в принципе необходимо учитывать надавливание слоев. Но, чтобы правильно расставить знаки перед многими отдельными интегралами, рассмотрим сначала задачу для линейного напряженного состояния, и, в целях упрощения принимаем в этом промежуточном случае материал жестко-пластическим без упрочнения. Следует отметить, что для изгиба с растяжением или сжатием, но без учета надавливания слоев (т.е. при линейном напряженном состоянии) также имеются решения других авторов [27], [36], [37], но они решены в другой постановке, т.е. не для навивки, а для комбинированного нагружения стержня в пластической области.
Как уже было отмечено, одним из основных уравнений равновесия для нашей работы является уравнение (2.1) и соответствующие ему схемы действия сил на рис 1.8 и рис.2.3.
Крс=Ми, где рс - срединный слой сечения.