คู่มือการออกแบบสปริงอัด: สูตร วัสดุ และเคล็ดลับในการผลิต

สิ่งที่คุณต้องมีก่อนในการออกแบบสปริงอัด

ตัวเลขห้าตัวตัดสินประสิทธิภาพของทุกตัว สปริงอัด : เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดเฉลี่ย จำนวนขดลวดที่ทำงานอยู่ ความยาวอิสระ และโมดูลัสแรงเฉือนของวัสดุเส้นลวด เมื่อตั้งค่าเหล่านี้แล้ว อัตราสปริง ความเค้นสูงสุด ความสูงที่มั่นคง และการโก่งตัวที่ใช้ได้จะตามมาเป็นเอาต์พุตคงที่ รับสิทธิ์ห้าประการนี้และงานออกแบบที่เหลือคือการตรวจสอบ หากทำผิดอย่างหนึ่ง สปริงจะนั่งไม่ดีในรู ล้าเร็ว หรือไปไม่ถึงน้ำหนักเป้าหมาย

ข้อสรุปเชิงปฏิบัติจากประสบการณ์กว่า 28 ปีในการสร้างอุปกรณ์การผลิตสปริงนั้นเป็นเรื่องง่าย: เริ่มต้นด้วยพื้นที่ที่ติดตั้งและข้อกำหนดด้านการรับน้ำหนักบรรทุก เลือกดัชนีสปริงระหว่าง 4 ถึง 12 และปล่อยให้สูตรอัตราสปริงทำหน้าที่ยกของหนัก จากนั้น ตรวจสอบความเค้น ตรวจสอบอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง และเว้นระยะห่างไว้เหนือความสูงทึบเสมอ สปริงอัดที่มีความสูงมั่นคงในการให้บริการคือสปริงที่จะรับแรงกดดันอย่างมาก

• เส้นผ่านศูนย์กลางลวด (d) ควบคุมอัตรา ความเครียด และต้นทุน เนื่องจากสูตรใช้กำลังที่สี่ของ d การเปลี่ยนแปลงเส้นผ่านศูนย์กลางลวด 10% จะเปลี่ยนอัตราสปริงประมาณ 46%
• เส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์เฉลี่ย (D) ตั้งค่าความพอดีภายในรูหรือเหนือก้าน นอกจากนี้ยังส่งผลต่อความเครียดโดยตรงด้วย ดังนั้น D ที่น้อยกว่าหมายถึงสปริงที่แข็งขึ้นและความเค้นที่สูงขึ้น
• คอยล์ที่ใช้งานอยู่ (นา) คือขดลวดที่งอได้จริง การเพิ่มคอยล์แบบแอคทีฟจะทำให้สปริงอ่อนตัวลง
• ความยาวฟรีไซส์ (ลฟ) กำหนดการเดินทางที่มีอยู่ ความสูงที่มั่นคง และความเสี่ยงในการโก่งงอ
• โมดูลัสแรงเฉือน (G) เป็นคุณสมบัติของวัสดุที่เลือก สำหรับลวดเหล็ก ค่าจะอยู่ที่ประมาณ 79,300 นิวตัน/มม.² แต่สเตนเลสและทองแดงจะต่ำกว่ามาก

คำสั่งซื้อมีความสำคัญ อย่าเริ่มต้นด้วยความยาวหรือระยะพิทช์ฟรี เริ่มต้นด้วย d, D, Na, Lf และ G — อย่างอื่นได้มาทั้งหมด

สปริงอัดคืออะไร และกักเก็บพลังงานได้อย่างไร

สปริงอัดคือสปริงขดขดเปิดที่เกิดขึ้นจากลวดกลม โดยมีระยะพิทช์ระหว่างขดลวด ดังนั้นสปริงจึงสามารถสั้นลงได้เมื่อใช้แรงอัดตามแนวแกน เมื่อถอดโหลดออก สปริงจะกลับคืนสู่ความยาวอิสระดังเดิม ช่องว่างระหว่างคอยล์ไม่ใช่เรื่องสวยงาม แต่เป็นตัวกำหนดความสามารถในการโก่งตัวของสปริง

สปริงอัดเป็นสปริงที่ผลิตมากที่สุดในโลก ปรากฏในวาล์วเครื่องยนต์ ระบบกันสะเทือน ล็อคประตู หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า กระบอกฉีดยา วาล์วนิรภัยทางอุตสาหกรรม และแอคทูเอเตอร์สำหรับการบินและอวกาศ ในการใช้งานเหล่านี้ สปริงทำหน้าที่หนึ่งในสามงาน: ต้านทานแรง เก็บพลังงานไว้เพื่อปล่อยออกมาในภายหลัง หรือคืนชิ้นส่วนไปยังตำแหน่งที่กำหนดหลังจากการเคลื่อนตัว

หลักการทำงานคือการบิดงอไม่งอ

เมื่อสปริงอัดถูกบีบอัด ลวดจะบิดรอบแกนของมันเอง การบิดนั้นทำให้เกิดแรงเฉือนในหน้าตัดของเส้นลวด และผลที่วัดได้คือแรงอัดตามแนวแกนของสปริง ในการออกแบบปกติ สปริงจะทำงานในช่วงยืดหยุ่นซึ่งการโก่งตัวจะแปรผันตามน้ำหนักบรรทุก อัตราส่วนของโหลดต่อการโก่งตัวคืออัตราสปริง ซึ่งแสดงเป็นนิวตันต่อมิลลิเมตร (N/มม) หรือปอนด์ต่อนิ้ว (lb/in)

ในกรณีที่ระบุสปริงอัด

ผู้ออกแบบระบุสปริงอัดเมื่อแรงจำเป็นต้องคาดเดาได้ตลอดการเคลื่อนที่คงที่ เมื่อพื้นที่ประกอบมีจำกัด หรือเมื่อกลไกต้องการแรงคืนสภาพที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ เมื่อเปรียบเทียบกับสปริงประเภทอื่น สปริงอัดทรงกระบอกมีราคาถูกในการผลิต คำนวณง่าย และผลิตจำนวนมากบนเครื่องขดสปริง CNC ได้อย่างง่ายดาย ข้อเสียคือต้องมีการรองรับด้านข้างหากความยาวอิสระนั้นยาวสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย

พารามิเตอร์หลักที่คุณต้องกำหนดในทุกการออกแบบ

ตารางด้านล่างแสดงรายการพารามิเตอร์มาตรฐานที่ตั้งไว้สำหรับสปริงอัดทรงกระบอก สัญลักษณ์เหล่านี้เป็นไปตามแบบแผนที่ใช้ในการอ้างอิงการออกแบบสปริงทั่วไป ดังนั้นจึงแปลเป็นสูตรได้โดยตรงในส่วนถัดไป

เส้นผ่านศูนย์กลางลวด เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย และดัชนีสปริง

ดัชนีสปริง C คืออัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด สปริงที่มีค่า C ต่ำกว่า 3 จะขดได้ยากมากโดยไม่ทำให้พื้นผิวลวดแตก เนื่องจากด้านในของลวดถูกบีบอัดเกินขีดจำกัดในทางปฏิบัติ สปริงที่มีค่า C มากกว่า 12 จะขดง่ายแต่พันกันง่าย มีความไวต่อความทนทาน และมีแนวโน้มที่จะสั่นสะเทือนหรือกระชากมากกว่า จุดที่น่าสนใจในการออกแบบคือ C ระหว่าง 4 ถึง 12; สำหรับสปริงที่มีความแม่นยำ ให้เล็งไว้ที่ 6 ถึง 10

คอยล์ที่ใช้งานอยู่และคอยล์รวม

เฉพาะคอยล์ที่ใช้งานอยู่เท่านั้นที่โค้งงอระหว่างการบีบอัด คอยล์ปลายที่ถูกกดให้แบนจะสัมผัสกับคอยล์ถัดไปและไม่ทำให้เกิดการโก่งตัวอีกต่อไป ในการออกแบบปลายปิดและกราวด์ที่มีคอยล์ปลายสองอัน จำนวนคอยล์ที่ทำงานอยู่จะเท่ากับคอยล์ทั้งหมดลบด้วยสอง การใช้จำนวนคอยล์ผิดในสูตรทำให้เกิดสปริงต้นแบบที่ล้มเหลวจำนวนมาก

ความยาวอิสระ ความสูงคงที่ และระยะพิทช์

ความยาวอิสระและความสูงคงที่เป็นตัวกำหนดระยะเคลื่อนที่ที่มีอยู่ สปริงไม่สามารถถูกบีบอัดให้มีความสูงที่มั่นคงในการทำงานปกติ การทำเช่นนั้นจะเพิ่มความเครียดอย่างมาก และมักจะทิ้งความเครียดไว้ถาวร กฎทั่วไปคือรักษาอย่างน้อย 10% ถึง 15% ของการโก่งตัวสูงสุดเป็นระยะห่างเหนือความสูงทึบ จากนั้นจึงตั้งค่าระยะพิทช์เพื่อให้ความยาวอิสระพอดีกับพื้นที่ประกอบในขณะที่ให้ระยะเคลื่อนที่ที่ต้องการ

ประเภทปลายและผลกระทบต่อประสิทธิภาพของสปริง

การบำบัดขั้นสุดท้ายคือการตัดสินใจผลิตครั้งแรกในการออกแบบ โดยจะเปลี่ยนจำนวนคอยล์ที่ใช้งานอยู่ ความเหลี่ยมของสปริง และราคา มีรูปแบบปลายทั่วไปสี่แบบสำหรับสปริงอัด

เหตุใดปลายแบบปิดและแบบกราวด์จึงเป็นมาตรฐานที่แม่นยำ

สปริงแบบปิดและแบบกราวด์ตั้งฉากกับเบาะนั่ง กระจายน้ำหนักได้เท่าๆ กันทั่วพื้นหน้า และไม่หมุนขณะบีบอัด ด้วยเหตุนี้สปริงวาล์ว สปริงอุปกรณ์ทางการแพทย์ และสปริงของอุปกรณ์จึงมักถูกกำหนดให้เป็นแบบปลายปิดและแบบกราวด์เสมอ การเจียรยังช่วยขจัดชั้นผิวลวดที่ปลาย ซึ่งอาจเริ่มต้นการแตกร้าวได้ ต้นทุนเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่การปรับปรุงเสถียรภาพของเบาะนั่งมีนัยสำคัญ

เมื่อจุดจบธรรมดาก็ดีพอ

หากสปริงสั้นและรองรับไว้ในกระเป๋า หรือหากเส้นทางการรับน้ำหนักไม่สำคัญ ปลายเรียบก็ช่วยประหยัดเงินได้ สปริงอัดทางอุตสาหกรรมในกลไกล็อค สวิตช์ไฟฟ้า และเครื่องบรรจุภัณฑ์ มักใช้ปลายธรรมดาหรือแบบปิดและไม่ได้ต่อสายดิน การออกแบบควรตรวจสอบได้ว่าสปริงไม่เอียงไปด้านข้างเมื่อเริ่มการบีบอัด

การเลือกวัสดุ: เริ่มต้นด้วยโมดูลัสแรงเฉือน จากนั้นตรวจสอบสภาพแวดล้อม

สูตรอัตราสปริงจะใช้โมดูลัสแรงเฉือน G ก่อนคุณสมบัติของวัสดุอื่นๆ G เป็นค่าคงที่ของวัสดุและไม่เปลี่ยนแปลงตามการบำบัดความร้อน การทำงานเย็น หรือความแข็ง สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปในการอบชุบด้วยความร้อนคือค่าความต้านทานแรงดึง ซึ่งทำให้เกิดความเค้นที่ยอมรับได้ ดังนั้นการเลือกใช้วัสดุจึงช่วยแก้ไขทั้งอัตราสปริงและความสามารถในการรับน้ำหนักของการออกแบบ

สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ การตัดสินใจเลือกวัสดุขึ้นอยู่กับคำถามสองสามข้อ: สปริงมองเห็นความชื้นหรือสารเคมีหรือไม่ อุณหภูมิในการทำงานคืออะไร? มันจะรอดได้กี่รอบ? การกัดกร่อนหรือการนำไฟฟ้าเกี่ยวข้องหรือไม่? ตารางด้านล่างแสดงรายการวัสดุลวดสปริงที่ใช้กันทั่วไปพร้อมโมดูลัสแรงเฉือนทั่วไปและขีดจำกัดอุณหภูมิ ค่าเหล่านี้เป็นไปตามข้อมูลวัสดุที่เผยแพร่ซึ่งใช้ในการอ้างอิงการออกแบบสปริง เช่น คู่มือการออกแบบสปริง SAE และเอกสารข้อมูลผู้จำหน่ายสายไฟ

เนื่องจากสูตรอัตราสปริงใช้กำลังที่สี่ของเส้นผ่านศูนย์กลางลวด การเปลี่ยนจากเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมจึงไม่เปลี่ยนอัตราสปริงมากเท่าที่ผู้คนคาดหวัง G ที่ลดลง 10% ถึง 15% สามารถชดเชยได้ด้วยการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยใน d ตารางเปรียบเทียบวัสดุด้านบนเป็นจุดเริ่มต้น และตรรกะในการเลือกทั้งหมด รวมถึงคุณสมบัติการตกแต่งพื้นผิวและการป้อนลวดสำหรับการผลิตมีระบุไว้ในคำแนะนำของเรา การเลือกวัสดุสปริงสำหรับการผลิตเครื่องสปริง .

สูตรหลัก: อัตราสปริง ความเครียด และการโก่งตัว

สูตรอัตราสปริง

อัตราสปริงของสปริงอัดทรงกระบอกคือ:

k = G × d ⁴ / (8 × ล ³ × นา)

โดยที่ k คืออัตราสปริงในหน่วย N/mm, G คือโมดูลัสแรงเฉือนในหน่วย N/mm², d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดในหน่วย mm, D คือเส้นผ่านศูนย์กลางขดลวดเฉลี่ยในหน่วย mm และ Na คือจำนวนขดลวดที่ทำงานอยู่ ทำให้ทุกหน่วยสอดคล้องกัน การผสมมิลลิเมตรและเมตรเป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด

ปัจจัย Wahl และความเครียดเฉือน

สูตรความเค้นเฉือนโดยตรงสำหรับสปริงเกลียวภายใต้ภาระ F คือ 8FD/(πd³) สิ่งนี้จะละเลยความโค้งของเส้นลวด ซึ่งเน้นความเค้นที่ด้านในของขดลวด ปัจจัย Wahl K_w แก้ไขสำหรับเอฟเฟกต์นั้น:

K_w = (4C − 1)/(4C − 4) 0.615/C

โดยที่ C คือดัชนีสปริง ความเค้นเฉือนที่แก้ไขคือ τ = K_w × 8FD/(πd³) ที่ดัชนีสปริงที่ 7 ปัจจัย Wahl จะอยู่ที่ประมาณ 1.21 เท่านั้น ที่ดัชนี 3 จะไต่ระดับเหนือ 1.62 ด้วยเหตุนี้คุณจึงต้องตรวจสอบความเค้นที่ดัชนีสปริงต่ำอยู่เสมอ

ตัวอย่างการทำงาน: ลวด 2 มม., เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 14 มม

ออกแบบสปริงอัดด้วยลวดดนตรี (G = 79,300 นิวตัน/มม.²) เส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟ d = 2.0 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางขดลวดเฉลี่ย D = 14 มม. และ Na = 8 คอยล์ที่ทำงานอยู่ ขดลวดรวมที่มีปลายปิดและกราวด์: Nt = Na 2 = 10

ขั้นตอนที่ 1 - ดัชนีสปริง: C = D/d = 14/2 = 7 ภายในช่วงที่แนะนำ 4 ถึง 12

ขั้นตอนที่ 2 — อัตราสปริง: k = 79,300 × 16 / (8 × 2,744 × 8) = 1,268,800 / 175,616 = 7.22 นิวตัน/มม .

ขั้นตอนที่ 3 — การโก่งตัวที่โหลด 120 นิวตัน: ส = 120 / 7.22 = 16.6 มม . ความยาวอิสระคือ 45 มม. ดังนั้นความยาวเมื่อบีบอัดที่โหลดคือ 28.4 มม.

ขั้นตอนที่ 4 — ความสูงทึบ: Ls µ Nt × d = 10 × 2 = 20 มม . ระยะห่างเหนือของแข็งคือ 28.4 − 20 = 8.4 มม. ซึ่งเป็นประมาณ 28% ของระยะโก่ง — สูงกว่าระยะขอบที่แนะนำ 10% ถึง 15% อย่างปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 5 — การตรวจสอบความเครียด: K_w = 1.21; τ = 1.21 × 8 × 120 × 14 / (π × 8) = 647 นิวตัน/ตร.มม . ความเค้นเฉือนที่อนุญาตโดยทั่วไปสำหรับสายดนตรีที่เส้นผ่านศูนย์กลางนี้คือประมาณ 45% ของความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ หรือประมาณ 900 นิวตัน/มม.² ดังนั้นการออกแบบจึงทำงานโดยมีระยะขอบที่สะดวกสบายแต่ไม่มากเกินไป เปอร์เซ็นต์ความเค้นที่ยอมรับได้เหล่านี้มาจากการอ้างอิงการออกแบบสปริงมาตรฐาน และตัวเลขที่แน่นอนขึ้นอยู่กับเกรดแรงดึงของลวดที่จัดส่งโดยซัพพลายเออร์

กฎการออกแบบเชิงปฏิบัติจากมุมมองการผลิต

สปริงที่ดูสมบูรณ์แบบบนกระดาษอาจผลิตได้ยากหรือมีราคาแพง กฎด้านล่างมาจากประสบการณ์จริงเกี่ยวกับอุปกรณ์การขด การบด และการอบคืนตัว แทนที่จะมาจากทฤษฎีในตำราเรียนเพียงอย่างเดียว

เก็บ Spring Index ไว้ระหว่าง 3 ถึง 12

ต่ำกว่า 3 พื้นผิวเส้นลวดในรัศมีด้านในจะตึงมากเกินไปในระหว่างการขด และแกนหมุนจะมองเห็นแรงกดของเครื่องมือมากเกินไป เมื่อค่า 12 ขึ้นไป สปริงจะเปราะบางในการจัดการ ความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางจะยากขึ้น และคอยล์ที่อยู่ติดกันอาจสัมผัสกันภายใต้โหลดด้านข้างที่เบา เครื่องสปริง CNC ส่วนใหญ่ให้คุณภาพที่เสถียรที่สุดระหว่างดัชนี 4 ถึง 10

ดูอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสำหรับการโก่งงอ

สปริงอัดมีลักษณะเหมือนเสาเรียว: เหนืออัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางอิสระที่กำหนด สปริงจะโค้งงอไปด้านข้างเมื่อรับน้ำหนัก สำหรับสปริงที่รองรับแบบขนาน อัตราส่วนวิกฤตจะอยู่ที่ประมาณ 4 หาก Lf/D เกิน 4 การออกแบบจะต้องมีแกนนำ ปลอกด้านนอก หรือสปริงรูปทรงกรวย การโก่งงอเป็นปัญหาทางเรขาคณิต ไม่ใช่ปัญหาด้านวัตถุ การเปลี่ยนเกรดลวดก็ไม่สามารถแก้ไขได้

ระบุพิกัดความเผื่อที่เครื่องจักรสามารถจับได้จริง

ความคลาดเคลื่อนในการผลิตโดยทั่วไปสำหรับสเกลสปริงอัดที่มีดัชนีสปริง สมมติฐานการทำงานที่สมเหตุสมผลคือค่าเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกประมาณ ±1% สำหรับดัชนีไม่เกิน 8 และ ±1.5% ถึง ±2% สำหรับดัชนีที่สูงกว่า 10 ค่าเผื่อความยาวอิสระ ±1% ถึง ±2% นั้นเป็นไปตามความเป็นจริง ความทนทานต่อความยาวอิสระที่เข้มงวดมากขึ้นมักต้องมีการคัดแยกหรือเจียรเพิ่มเติม ความคลาดเคลื่อนของอัตราสปริงต่อจากความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ดังนั้นหากคุณต้องการอัตราที่แม่นยำมาก คุณต้องควบคุมต้นทางให้แน่น

• ระบุเส้นผ่านศูนย์กลางแบบควบคุม: OD หากสปริงอยู่ในรู และ ID หากเลื่อนผ่านก้าน
• ไม่ต้องการความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดเกินความจำเป็นในการใช้งาน ความแม่นยำพิเศษทุกๆ 0.1 มม. จะเพิ่มต้นทุนให้กับเครื่องมือและการตรวจสอบคอยล์
• สำหรับสปริงรับเค้นสูง ให้เพิ่มการทดสอบแบบถาวรที่จะบีบอัดสปริงให้มีความสูงที่มั่นคงตามจำนวนครั้งที่ระบุก่อนการตรวจสอบความยาวอิสระขั้นสุดท้าย

การออกแบบสำหรับคอยล์ CNC

เครื่องคอยล์ CNC แบบหลายแกนควบคุมระยะพิทช์ เส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาวป้อน และมุมตัดในรอบเดียว นั่นหมายความว่าการออกแบบอาจรวมถึงระยะพิทช์ที่แปรผัน คอยล์ปลายที่ลดลง หรือมุมเกลียวที่เปลี่ยนแปลงโดยไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องมือ เครื่องขึ้นรูปสปริง CNC แบบ 5 แกนรักษาความแม่นยำของพิทช์ในช่วงที่จำเป็นสำหรับสปริงเฮลิคอลที่มีความแม่นยำส่วนใหญ่ ดังนั้นผู้ออกแบบจึงควรระบุพิทช์เป็นมิติที่ควบคุมแทนที่จะเป็นค่าที่ได้รับ หากระดับเสียงมีความสำคัญต่อพฤติกรรมการกระชาก ให้สังเกตว่าในภาพวาด การออกแบบระยะพิทช์คงที่นั้นง่ายต่อการตรวจสอบในการผลิตเสมอ

การเจียรปลาย การบรรเทาความเครียด และขั้นตอนการตกแต่งขั้นสุดท้าย

เหตุใดการเจียรแบบปิดและการกราวด์จึงจำเป็นต้องมีการเจียร

เมื่อปิดคอยล์ปลาย พื้นผิวปลายยังคงไม่สม่ำเสมอ การเจียรทำให้ปลายแบนราบตลอดความกว้างของลวดและทำให้สปริงตั้งฉากในแนวตั้งฉาก คุณภาพการเจียรจะถูกตัดสินโดยสองเอาท์พุต: ความกว้างเรียบของหน้ากราวด์และความเหลี่ยมของปลายเทียบกับแกนสปริง สำหรับการประกอบที่แม่นยำ โดยทั่วไปข้อกำหนดกำหนดให้อย่างน้อย 75% ของเส้นรอบวงปลายสายต้องต่อสายดินให้เรียบ ก เครื่องเจียรสปริง CNC ควบคุมการป้อนของล้อเจียรและเวลาพักเพื่อให้ความร้อนที่เกิดขึ้นไม่ทำให้พื้นผิวลวดไหม้ การเจียรมากเกินไปจะช่วยลดหน้าตัดของลวดและทำให้ขดลวดส่วนปลายอ่อนตัวลง ในขณะที่การเจียรต่ำกว่าจะทำให้เบาะนั่งโยกได้

ผู้ผลิตเครื่องเจียรสปริง CNC, ซัพพลายเออร์ OEM/ODM - เครื่อง WNJ ในฐานะผู้ผลิตเครื่องเจียรสปริง CNC OEM/ODM ของจีนและซัพพลายเออร์เครื่องเจียรสปริง บริษัท Omnipotent Spring Machine Co., ltd เสนอ... ดูผลิตภัณฑ์ →

การบรรเทาความเครียดและการแบ่งเบาบรรเทาหลังจากการขดตัว

การขดลวดเย็นทำให้เกิดความเค้นตกค้างที่สำคัญ โดยเฉพาะในรัศมีภายในของแต่ละขดลวด การบรรเทาความเครียดทำได้โดยการทำความร้อนสปริงที่เสร็จแล้วในช่วงเวลาสั้นๆ ที่อุณหภูมิซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุ: โดยทั่วไปลวดดนตรีจะคลายความร้อนประมาณ 180°C ถึง 230°C, ลวดอบอุณหภูมิน้ำมันประมาณ 230°C ถึง 260°C และโลหะผสมโครเมียม-ซิลิคอนประมาณ 350°C ถึง 430°C เป้าหมายคือการรักษาขนาดให้คงที่และปรับปรุงอายุการใช้งานของความล้าโดยไม่ทำให้สายไฟอ่อนตัวลง เตาแบ่งเบาที่ใช้ในร้านขายสปริงจะรักษาอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วทั้งโหลด ดังนั้นสปริงทุกตัวในชุดจะได้รับการบำบัดแบบเดียวกัน การแบ่งเบาบรรเทาที่ไม่สม่ำเสมอเป็นสาเหตุทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงแบบแบตช์ต่อแบทช์ในความยาวอิสระ

Shot Peening และตั้งค่าล่วงหน้า

สำหรับสปริงที่ต้องทนทานหลายล้านรอบ การขัดแบบยิงจะบีบอัดพื้นผิวลวดและผลักต้นกำเนิดของรอยแตกเมื่อยล้าให้อยู่ใต้สนามความเครียด การตั้งค่าล่วงหน้าหรือที่เรียกว่าการตั้งค่าความเค้นตกค้างของแรงอัด เกี่ยวข้องกับการอัดสปริงให้มีความสูงที่มั่นคงหนึ่งครั้งหรือหลายครั้งเพื่อกระตุ้นให้เกิดความเค้นตกค้างที่เป็นประโยชน์ต่อเส้นใยชั้นใน กระบวนการทั้งสองเป็นมาตรฐานสำหรับสปริงวาล์วและสปริงกันสะเทือน แต่จะมีค่าใช้จ่ายเพิ่ม ใช้เมื่อชีวิตต้องการความเหนื่อยล้าเท่านั้น

รับออกแบบตั้งแต่เขียนแบบไปจนถึงการผลิต

ต้นแบบและการทดสอบตัวอย่าง

ก่อนที่จะดำเนินการผลิตเต็มรูปแบบ ให้ดำเนินการเป็นชุดเล็กๆ เพื่อตรวจสอบสามสิ่ง ได้แก่ อัตราสปริงที่วัดได้ ความยาวอิสระหลังคลายความเค้น และความสูงที่มั่นคง หากอัตราที่วัดปิดอยู่ ให้ตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดจริงก่อน เนื่องจากกำลังที่สี่จะขยายแม้กระทั่งพิกัดความเผื่อของเส้นลวด 0.02 มม. จนเป็นการเปลี่ยนแปลงอัตราที่มองเห็นได้ จากนั้นตรวจสอบว่าจำนวนคอยล์ที่ใช้งานอยู่ตรงกับการรักษาขั้นสุดท้ายที่เกิดขึ้นในเครื่องหรือไม่ สปริงแบบปิดและกราวด์ที่สร้างด้วยคอยล์ปลายพิเศษหนึ่งอันจะทำงานได้นุ่มนวลกว่าที่คำนวณไว้

การเลือกประเภทเครื่องจักรสำหรับการผลิต

ประเภทของเครื่องมีความสำคัญพอๆ กับการวาดแบบ สปริงอัดทรงกระบอกบริสุทธิ์ที่มีระยะพิทช์และปลายกราวด์คงที่เป็นงานมาตรฐานสำหรับเครื่องขดสปริงตามด้วยเครื่องเจียรส่วนปลาย สปริงที่มีระยะพิทช์แปรผัน มีรูปทรงกรวย หรือขางอ ต้องใช้แกนมากกว่านี้ ก เครื่อง CNC สปริง camless 12 แกน จัดการกับรูปทรงที่ซับซ้อนได้เนื่องจากทุกแกนการทำงานจะเคลื่อนที่อย่างอิสระ และไม่มีลูกเบี้ยวให้เปลี่ยนระหว่างตระกูลผลิตภัณฑ์ เส้นทางการผลิตตั้งแต่ลวดไปจนถึงสปริงสำเร็จรูป รวมถึงการขด การเจียรปลาย และการบำบัดความร้อน มีอธิบายไว้ทีละขั้นตอนในบทความของเราเกี่ยวกับ วิธีการผลิตสปริง .

Custom CNC-1225 12AXES CNC SPRING CAMLESS MACHINE Factory, Comapny - เครื่อง WNJ Zhejiang Omnipotent Spring Machine Co.,ltd ( WNJ Machine ) เป็นโรงงานขายส่ง CNC-1225 12AXES CNC SPRING CAMLESS MACHINE ของจีนและร่วม... ดูผลิตภัณฑ์ →

การตรวจสอบเฉพาะแอปพลิเคชัน

สปริงอัดที่ทำงานในสลักประตูอาจทำงานล้มเหลวในหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์ เนื่องจากความถี่ในการทำงานแตกต่างกัน และพฤติกรรมแบบไดนามิกของสปริงจะเปลี่ยนไป สปริงอัดที่ใช้ใน การใช้งานด้านยานยนต์และการเคลื่อนย้าย จะต้องตรวจสอบความถี่ไฟกระชาก อายุความล้า และการผ่อนคลายที่อุณหภูมิการทำงาน ภาพวาดที่ออกแบบโดยนักออกแบบเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น อุปกรณ์การผลิตจะต้องยึดรูปทรงเรขาคณิตอย่างสม่ำเสมอมากกว่าหลายพันชิ้น

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการออกแบบสปริงอัด

1. วิธีใดคือวิธีที่เร็วที่สุดในการคำนวณอัตราสปริงของสปริงอัด?

ใช้ k = G × d⁴ / (8 × D³ × Na) วัด d, D และ Na ในหน่วยที่สอดคล้องกัน ผลลัพธ์จะเป็น N/mm โดยตรง เมื่อ G อยู่ใน N/mm² และขนาดทั้งหมดอยู่ในหน่วย mm ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดคือการผสมเกจลวดกับเส้นผ่านศูนย์กลางลวดทางกายภาพ

2. ฉันควรตั้งเป้าไปที่ดัชนีสปริงใด

เล็งไปที่ดัชนีสปริงระหว่าง 4 ถึง 12 โดยที่ 6 ถึง 10 เป็นโซนที่ต้องการสำหรับสปริงที่มีความแม่นยำ ต่ำกว่า 4 ลวดมีแรงเกินที่รัศมีด้านใน สปริงที่สูงกว่า 12 จะถือได้ยาก ขดได้อย่างแม่นยำ และวัดได้สม่ำเสมอ

3. เมื่อใดที่ฉันควรระบุการปิดและการสิ้นสุดแบบกราวด์?

ระบุปลายแบบปิดและแบบกราวด์เมื่อสปริงต้องตั้งฉาก ตั้งฉาก นั่งในช่องที่มีเบาะนั่งเรียบ หรือบรรทุกสัมภาระแบบวน สปริงวาล์ว โหลดเซลล์ และสปริงเครื่องมือแพทย์ใช้ปลายปิดและกราวด์ ปลายธรรมดาเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานรอบต่ำที่มีต้นทุนต่ำ โดยที่สปริงจะถูกนำทางด้วยแกนหรือกระเป๋า

4. ลวดดนตรีหรือสแตนเลส – ฉันควรเลือกอันไหน

เลือกสายไฟดนตรีเพื่อความแข็งแรงสูงสุดและอายุการใช้งานความล้าที่ดีที่สุดในสภาพแวดล้อมที่แห้ง ภายใน และไม่กัดกร่อน เลือกสเตนเลส 302 หรือ 304 เมื่อสปริงเห็นความชื้น สารเคมี หรือการชะล้าง และยอมรับว่าโมดูลัสแรงเฉือนที่ต่ำกว่าหมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อยสำหรับอัตราสปริงเท่ากัน สเตนเลสยังคงรักษาความแข็งแกร่งที่เป็นประโยชน์ไว้ที่ประมาณ 260°C ในขณะที่สายดนตรีจะสูญเสียประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงกว่า 120°C

5. ฉันจะป้องกันไม่ให้สปริงอัดโก่งงอได้อย่างไร?

รักษาอัตราส่วนความยาวอิสระต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยให้ต่ำกว่าประมาณ 4 สำหรับสปริงที่มีปลายขนานกัน หากอัตราส่วนสูงกว่า ให้ใช้ไกด์ร็อดหรือปลอกด้านนอก หรือเปลี่ยนเป็นสปริงทรงกรวยหรือทรงกระบอก การโก่งงอไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการเลือกวัสดุที่แข็งแรงกว่า มันเป็นปัญหาเรขาคณิต

6. เครื่องสปริง CNC สามารถผลิตสปริงอัดแบบแปรผันได้หรือไม่?

ใช่. ตัวสร้างสปริง CNC แบบหลายแกนจะเคลื่อนเครื่องมือพิทช์และการป้อนลวดอย่างอิสระ ดังนั้นระยะพิทช์จึงสามารถเปลี่ยนแปลงไปตามแกนสปริงในส่วนเดียวกันได้ ระยะพิทช์แปรผันใช้เพื่อควบคุมความถี่ธรรมชาติและเพื่อลดความสูงที่มั่นคงของสปริงระยะยุบตัวยาว เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน ให้ระบุโปรไฟล์ระดับเสียงเป็นตารางคะแนนบนภาพวาด แทนที่จะเป็นค่าที่ระบุเพียงค่าเดียว