Изготовление пружин методом горячей навивки

Для производства пружины используются прутки круглого сечения. Горячим методом навиваются пружины с диаметром прутка более 10 мм. Технология производства включает в себя следующие  этапы:

  1. резка прутка требуемого размера;
  2. нагрев прутка;
  3. оттяжка  краев прутка;
  4. повторное нагревание прутка;
  5. навивка пружины в разогретом виде;
  6. обрезка концов пружины;
  7. выправка и подгонка пружины в разогретом состоянии;
  8. термообработка;
  9. механическая обработка опорных витков пружины;
  10. проверка геометрии пружины и проведение испытания пружины под нагрузкой.

Подготовительные работы начинаются с проверки соответствия  заготовки,  визуальном контроле качества заготовки на наличие дефектов и его прямолинейности. Заготовка отрезается по разному: прессами, ножницами или пилами по металлу. Требуемая длина заготовки сохраняется неизменной, движением прутка до упора.

Концы заготовки оттягивают прессами применяя специальный подкладной инструмент. Концы заготовки нагреваются - в специальных щелевых печах или индукционных нагревателях,  располагающихся в близи навивочного  станка. Концы заготовки должны нагреваться при температуре от 950 до 1150 градусов по Цельсию. Нагрев выше 1150 градусов может привести к увеличению зерна в заготовке,  это влечет ухудшение  структуры металла и его физико-механических свойств. При уменьшении температуры нагрева ниже 950 градусов металл имеет низкую пластичность, что может вызвать образование трещины в процессе оттяжки концов заготовки.

Перед навивкой пружины заготовка должна прогреться равномерно по всей длине. Нагретая заготовка подается оператору навивочного станка, устанавливается и закрепляется в специальном приспособлении.

Пружинонавивочный станок позволяет навивать пружины различного диаметра и шага витков. При навивке пружины горячим способом металл, вследствие его остывания, изменяет свою длину примерно на 1,5%, поэтому пружину, которую оператор не успел своевременно снять со станка приходится снимать с усилием, с помощью специальных приспособлений. Оптимальная скорость подачи прутка при навивке составляет 13-20 метров в минуту. Снижение или увеличение скорости навивки  может привести к образованию трещин и высоким остаточным напряжениям, а также к искажению сечения витков.

Опорные поверхности пружины должны располагаться параллельно, поэтому после навивки производится мехобработка торцов пружины. 

После навивки и контроля геометрии пружины, она проходит закалку и отпуск. На всех этапах термообработки необходимо следить за тем, чтобы перпендикулярность опорных поверхностей пружины находилась в пределах допуска, согласованного в чертежно-технической документации.

Последним этапом в производстве пружин является контроль качества. Для пружин, навитых в горячем состоянии  овальность сечения проволоки не должна выходить за пределы поля допуска на диаметр прутка. По требованию заказчика пружину могут подвергнуть контролю глубины обезуглероженного слоя, проверке твердости поверхности. Производится кратковременное обжатие до максимально допустимой рабочей высоты. После последнего испытания, пружина имеет свойство осаживаться, поэтому при навивке пружин учитывается величина осадки. В реальности этот запас составляет от 5 до 10% от требуемой высоты пружины.