4 Технология изготовления специфических деталей конструкций рэа

4.1 Изготовление шкал и надписей. Маркировка (см. старый конспект).

4.2 Изготовление шкал упругих элементов

В зависимости от назначения и рода воспринимаемой нагрузки упругие элементы приборов делятся на ІІІ класса:

І – силоизмерительные пружины;

ІІ – теплоизмерительные пружины;

ІІІ – манометрические упругие элементы.

Класс І – включает шесть групп: винтовые цилиндрические, винт конические, плоские прямые и спиральные, тарельчатые, ленточные.

Класс ІІ – биметаллические плоские и спиральные.

Класс ІІІ мембранные , сыльфонные и трубчтиые.

Упругая характеристика виниловых пружин определяется величиной осевого усилия Р на заданной длине Н, или той же величиной Р на заданной величине деформации λ.

Из теории известно, что при расчёте на плоскость, полный угол закручивания φ будет:

(54)

(55)

(56)

(57)

Для круглого вала: (58)

Тогда: , (59)

Упругая характеристика, например, для цилиндрических пружин сжатия задаётс в виде графика, для пружин плоских даётся зависимость усилия Р от прогиба конца f, здесь:

(60)

где b, h и l – сечение и длина;

с – коэффициент, зависящий от крепления.

Для пружин спиральных даётся зависимость φ от М, при этом:

; (61)

Тепло-измерительные пружины, отнесённые к классу II известны под названием термо-биметаллические. Это полоска из двух материалов с разными коэффициентами линейного расширения. Она изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом линейного расширения. Используется в чувствительных элементах термометров. Им предают спиральную форму для увеличения рабочей длины.

Манометрические упругие элементы, отнесённые к классу III, выполняют функции измерения давления жидкостей или газов.

К упругим элементам часто предъявляют высокие требования и контролируются многие параметры:

1) Точность упругих характеристик;

2) Гистерезис;

3) Остаточные деформации;

4) Температурная погрешность;

5) Погрешность, герметичность, коррозионная стойкость.

Гистерезис и остаточные деформации характеризуют стабильность упругих элементов. Таким образом точность и стабильность являются основными параметрами.

Допуски на точность колеблются от 2 до 40%, на гистерезис 0,05-1,5%.

Материалы для упругих элементов: закалённая стальная лента или проволока – У8А; У12А; 65Г; 50ХФА; 1Х18Н9Т; Л62; БрБ2 и др.

В практике применяют разные методы и режимы стабилизации, например, циклическое нагружение, заневоливание. Первое состоит в том, что нагружают от 0 до максимума и дают от 500 до 10000 циклов на прессе. Заневоливают путём выдержки в нагруженном состоянии до 48 часов, а если при повышенных температурах, то выдержка сокращается до 2 часов.

При стабилизации обеспечивается технологическим путём определённый запас стабильности. Для уменьшения упругого последствия до 0,2-0,5% рекомендуется не разгружать пружины после стабилизации, и хранить их в сжатом или растянутом состоянии.

Имеют место деформации пружин при термообработке. Установлено, что при этом диаметр уменьшается, а число витков увеличивается. Значит это надо учитывать при намотке.

Если рассмотреть основную расчётную формулу:

(62)

и обозначить: , то Р = j · λ;

здесь j – жёсткость или тангенс угла наклона характеристики.

Погрешности осевого усилия могут быть от:

1) Отклонения диаметра проволоки; допуски: d = 0,3 ÷ 0,6 → ± 0,02;

d = 3,0 ÷ 6,0 → ± 0,04.

2) Отклонения диаметра пружин; допуски: D = 12 ÷ 20 → ± 0.3;

D = 32 ÷ 50 → ± 0,8.

3) Отклонения числа витков; допуски при n = 7 ÷ 12 Δn = ±1/2.

4) Отклонения модуля упругости.

Различные партии мотков проволоки имеют колебания G в пределах 1 ÷ 2%.

Для сохранения постоянного значения осевого усилия Р прибегают в методам компенсации, например, принимая различные значения диаметров проволоки, в пределах допусков, получаем из основной расчётной формулы различные значения числа витков и за счёт этого компенсируем разброс по d. Может быть проведена компенсация случайных погрешностей за счёт изменения какого-либо параметра.

Технология изготовления винтовых пружин

Типовой процесс пружин растяжения и сжатия состоит из следующих операций:

- Правка проволоки;

- Испытание образцов проволоки;

- Навивка пружин;

- Резка заготовок на отдельные пружины;

- Шлифование торцов;

- Термообработка;

- Отгибка концов (для пружинно растяжения);

- Стабилизация;

- Калибровка по упругой характеристике (для 1 кг.);

- Защитные покрытия;

- Контроль.

Правку производят для уменьшения влияния кривизны мотка на рихтовально-отрезных станках.

Навивку ведут на автоматах или оправке. Имеется несколько моделей автоматов, например, А520 имеет данные: d – 0,5 ÷ 1,6 м;

D = 25 м;

Z = 10 м.

Шлифование торцов проводится либо на заточных станках, либо на плоско-шлифовальных в кассете попеременно с 2-х сторон.

Гибка концов пружин делается в приспособлении или в штампах до термообработки.

Правка пружин делается при необходимости или осадкой или растяжением.

Пружины из патентированой проволоки в качестве термообработки подвергаются только отпуску с целью уменьшения внутренних напряжений, которые появляются в результате волочения, навивки и правки.

Режим отпуска 280 ± 10%; выдержка 20 мин. в муфельных или катерных печах охлаждением на воздухе.

Стабилизация состоит в нагружении пружин на 10 ÷ 20 % больше эксплутационной и выдержка 2 часа. Иногда вводят вторую (окончательную) стабилизацию.

Калибровка пружин сжатия осуществляется путём шлифования торцов, но если характеристика имеет другой вид, то уменьшается диаметр проволоки, например электро-полированием.

В качестве защитного покрытия чаще применяют кадмирование с хроматной пассивацией. Толщина слоя покрытия ~ 0,008 при D = 0,6 ÷ 1,5 мм. при подготовке поверхности случается водородная хрупкость.

Плоские пружины

Здесь допуски на угловую характеристику устанавливают на усилие Р = ΔР при заданном прогибе f или в виде ± Δf при номинальном усилии Р.

Используют формулу:

(63)

Компенсацию погрешности в серийном производстве осуществляется набором штампов для вырубки пружин с различной шириной.

Для контроля пружин разных типов и мембран используется много приборов, например, УП – 0,3; 0,6; 1,5;, который состоит из угла для измерения линейной деформации и силоизмерительного устройства.

Другие приборы имеют усилие 6, 12, 30 и 60 кг.

Контроль пружин сводится к их нагружению до упора и отсчёту усилия.

4.3 Изготовление магнитопроводов (см. старый конспект)

4.4 Изготовление СВЧ устройств (см. старый конспект)