автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование технологических процессов изготовления и пластического упрочнения малоиндексных и специальных пружин

! Конт »«jr^v-fl

На правах рукоТТисИ

ХРАМЫЦКИХ Надежда Юрьевна

Совершенствование технологических процессов изготовления и пластического упрочнення малоиндексных и специальных

пружин

Специальность 05.03.05 - «Технологии и машины обработки давлением».

Технические науки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2005

Работа выполнена в Южно-Уральском государственном университете (г. Челябинск).

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Белков Евгений Григорьевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Железков Олег Сергеевич;

кандидат технических наук Фадеев Виктор Владимирович.

Ведущее предприятие - пружинный центр «Центрального научно-

исследовательского института материалов» (г. С-Петербург).

Защита состоится «_» декабря 2005 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д 212.111.03 при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова

Автореферат разослан «_»

Ученый секретарь диссертационного совета

2005 г.

Жиркин Ю.В.

&90506

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современной технике все большее применение находят специальные пружины: малоиндексные пружины и спирали из круглой и прямоугольной проволоки, пружины, упрочняемые пластической осадкой, тарельчатые пружины, малоиндексные пружинные шайбы (шайбы Гровера тяжелой серии), кольцевые пружины сальников (манжетные пружины) и др Индекс - это отношение среднего диаметра витка к высоте сечения материала или к диаметру проволоки. Обычные или стандартные пружины имеют индекс с=4... 12, при котором не возникает технологических трудностей их изготовления. Малоиндексные пружины (с<4) имеют большую жесткость и несущую способность и применяются в демпферах сцепления, в гидроаппаратуре, клапанах, цилиндрах, предохранителях для создания больших усилий при сравнительно малых перемещениях. В некоторых случаях малоиндексные пружины могут заменить пакет тарельчатых пружин. Много малоиндексных пружин из круглой и прямоугольной проволоки применяется в оборонной технике, в частности, в стрелковом и артиллерийском вооружении. Малоиндексные беззазорные спирали из прямоугольной или круглой проволоки могут служить оболочками тросов, втулками, подшипниковыми вкладышами Однако технологические вопросы изготовления и упрочнения малоиндексных и других специальных пружин решены недостаточно полно, и научные вопросы, связанные с формообразованием спиралей малого индекса также требуют дальнейшего изучения. С уменьшением индекса резко возрастают усилие подачи, нагрузки на инструмент и другие параметры. Поэтому необходима более точная методика определения силовых факторов при навивке, с учетом явлений, характерных гибке на малые радиусы. Особенно следует отметить отсутствие в известной нам литературе исследований по изучению предельных технологических возможностей навивки малоиндексных спиралей и пружин по схемам навивки «растяжение+изгиб» и «сжатие+изгиб». Это особенно важно для практики их применения и изготовления.

К специальным пружинам также можно отнести малоиндексные винтовые пружины, упрочняемые пластической осадкой. Однако, при изготовлении таких пружин, особенно крупных, горячей навивки, остается ряд проблем, связанных с точностью их изготовления. Рассеивание твердости после термообработки дает значительное изменение величины остаточной осадки пружины, т.е. изменение ее высоты, превышающее допуск по чертежу.

В машиностроении широкое применение нашел еще один вид специальных пружин - тарельчатые пружины или пружины Бельвиля. Они относятся к классу особо жестких пружин, способных выдержать большие нагрузки. Эти пружины можно также подвергать упрочнению пластической осадкой с образованием остаточных напряжений отрицательного знака, повышающих их несущую способность. Но приведенные в известной литературе графо-аналитическис методики трудоемки, не обладают достаточной точностью и не доведены до

инженерных.

Все вышеизложенное говорит об актуальности темы диссертации и позволяет сформулировать научно-техническую задачу: «Совершенствование процессов изготовления малоиндексных и специальных пружин методами навивки, штамповки и пластического упрочнения с целью повышения их технологичности, несущей способности и качества».

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые теоретически и экспериментально изучены напряженное состояние и эволюция нейтральной поверхности при изгибе стержня круглого сечения на малый радиус с учетом надавливания слоев при плоском напряженном состоянии. Эта поверхность является торообразной, смещающейся от центра по мере увеличения кривизны изгиба:

- в развитие трудов Ренне И.П. для прямоугольного сечения и впервые для круглого сечения определены силовые факторы при навивке малоиндексных пружин и спиралей для двух схем навивки с учетом действия изгибающего момента, осевой силы и надавливания слоев. Уточнение расчетов для малоиндексных пружин составило 11 % по сравнению с традиционными методами расчетов;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований впервые определены предельные технологические возможности навивки малоиндексных пружин и спиралей: для схемы навивки «сжатие+изгиб» минимальный индекс составил 2,25; для схемы «растяжение+изгиб» он составил 1,7;

- на основе экспериментальных и теоретических исследований разработана новая, более точная методика расчета технологических параметров формообразования и термообработки крупных пружин, закаливаемых после навивки и упрочняемых пластической осадкой. Методика учитывает дискретность шагов навивочного оборудования и позволяет в несколько раз повысить точность длины пружин;

- в развитие трудов Феодосьева В.И. и Соколова C.B. разработана методика расчета тарельчатых пружин, упрочняемых пластической осадкой с учетом трения и гистерезисных явлений.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработаны приемлемые для практических расчетов методики определения силовых, геометрических и других технологических параметров при изготовлении и пластическом упрочнении специальных пружин;

- определены предельные технологические возможности при навивке малоиндексных спиралей что позволяет применять спирали и пружины особо малого индекса при проектировании новой техники;

- работа способствует совершенствованию проектирования и изготовления современной техники за счет применения высоконагруженных пружин, упрочняемых пластической осадкой, что позволяет уменьшить вес и габариты пружинных узлов машин.

Реализаиия работы. Результаты работы использованы на ОАО ФНПЦ '<Станкомаш» (г.Челябинск) при изготовлении узла балочки беззазорного сцепного устройства вагонйв электричек, а также при изготовлении тарельчатых

пружин нефтяных задвижек Годовой экономический эффект составил более 500 ООО руб.

Отдельные результаты работы используются в учебном процессе в ЮУрГУ для курсового и дипломного проектирования при расчете высоконагруженных пружин штампов и средств автоматизации

Апробация работы. Материалы диссертации прошли апробацию на научно-технических конференциях: в Москве - Международный научный симпозиум, посвященный 140-летию МГТУ «МАМИ», С.-Петербурге «Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением», на ежегодных конференциях ЮУрГУ (2003-2005 гг), а также на заседаниях технических советов на ОЛО ФНГЩ «Станкомаш» (г.Челябинск), ОАО «УралТрак» (г.Челябинск), ОАО «Автонормаль» (г.Белебей >

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе одна статья в центральном журнале, 2 статьи в изданиях трудов РАН, 2 статьи в сборниках научных трудов вузов, 2 статьи в научных трудах конференций в Москве и С.-Петербурге.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 50 наименований и приложений. Работа изложена на 127 страницах без учета приложений и содержит 45 рисунков и 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлена оценка современного состояния производства специальных пружин, приведен обзор теоретических и экспериментальных работ по литературным источникам, сделаны выводы и поставлены задачи исследования.

Приведены способы упрочнения пружин. Показано, что из всех способов упрочнения наиболее простым и эффективным является пластическая осадка, не требующая специального оборудования. После технологической пластической осадки в наружных волокнах витков образуются остаточные напряжения отрицательного знака, которые, складываясь с положительными напряжениями при рабочем нагружении. уменьшают их. При этом у пружины повышается нагрузочная способность и выносливость

Исследованию пластического изгиба посвящены работы Рейне И.П., Безухова Н.И., Ильюшина A.A., Мошнина E.H.. Хилла Р., Малинина H.H.. Пономарева С.Д., Норицина И.А., Калпина Ю.Г., Навроцкого Г.А и Белкова Е.Г и др. Исследованиями пластического упрочнения пружин занимались Пономарев С.Д., Шалин В.Н., Белков Е.Г. и др. Исследования пластического упрочнения тарельчатых пружин приведены в работах Феодосьева В.И. и Соколова С.В Анализ работ этих авторов, а также задачи, поставленные современной технологией, показали, что, несмотря на широкое применение пружин вообще и специальных пружин в частности, вопросы технологии их изготовления и упрочнения изучены недостаточно полно.

Во второй главе приведены исследования силовых и геометрических параметров навивки малоиндексных спиралей из проволоки прямоугольного

сечения. Если при безоправочной навивке реализуется трение качения, то механизм навивки приближается к идеальному и угол установки упорного ролика становится малым /?=10° (рис. 1а). Одна из схем навивки на оправку представлена на рис. 16.

Рис. I. Схемы навивки малоиндексных спиралей:

а) безоправочная навивка при критических углах в идеальном механизме;

б) оправка изготовлена из упрочненной пружинной проволоки

При постановки задач для обеих схем используется формула связи изгибающего момента Ми, осевой силы N и кривизны р^ в точке В:

Яре'**.- (О

Реологические свойства приняты как для жестко-пластического тела без упрочнения, а также не учтено изменение кривизны витка после разгрузки, т.е. пружинение. Это обоснованно для малоиндексных пружин в работах других авторов.

В главе 2 последовательно показаны различные решения по мере их усложнения: чистый изгиб с учетом надавливания слоев (известное решение Ренне И.П.), изгиб+осевая сила и изгиб+осевая сила+надавливание слоев (при плоском напряженном состоянии). В последнем случае получены два трансцендентных уравнения, решая которые на ПЭВМ, получены графики смещения нейтрального слоя в зависимости от индекса (в автореферате не приводятся).

Для определения силовых факторов удобно перейти к относительным

- Р/ _ <т и Ми „ N параметрам и координатам: р.=—; а-—; Ми =—-; л=—

1 п а5 14 ¡у

вИ? *

где М* = -—<тг; N =вка5 - предельные изгибающий момент и осевая сила '4

при действии их раздельно, к,в ~ высота и ширина прямоугольного сечения;

На рис. 2 приведены графики зависимости силовых факторов от кривизны. Здесь аббревиатура означает: «с» - сжатие (осевая сила); «и» - изгиб; «н»

надавливание слоев. Решения для разных случаев приведены в работе раздельно, по мере их усложнения. Например, для наиболее сложного случая с помощью ПЭВМ решалось уравнение (2):

м™ = ц |(1 - - Л № - )(1 + 1п - РсУЩ).

(2)

го

18 '6 Н 12 Ю 08 Сь П 0.2 00

[\ п

1\ а

а

\/

/V / ■> я»

; 1

---

Рис.2. Зависимость силовых факторов от кривизны в относительных параметрах

М" — при традиционном метоле расчета: М си, N си — с учетом влияния осевой силы.

¡Гл сии

Ми —с учетом надавливания слоев и осевой силы

00

05

10

1.5

20

25 А/

Для случая «растяжение+изгиб» может реализовываться любая растягивающая сила в зависимости от того, как близко опорная планка подходит к месту изгиба. На графике рис. 2 приведен случай реализации растягивающей силы аналогичный, который реализуется в схеме «сжатие+изгиб». Это удобно для сравнения.

Анализируя результаты расчетов можно сделать вывод, что резкое изменение силовых параметров происходит при малых индексах навивки с <2 по сравнению с традиционным методом расчета.

В третьей главе приведены исследования силовых и геометрических параметров навивки малоиндексных спиралей из проволоки круглого сечения. Как уже было отмечено, что решение задачи даже чистого изгиба круглого сечения на малый радиус с учетом надавливания слоев отсутствует в известной нам литературе. Решая совместно уравнение равновесия (3) и условие пластичности (4) при граничных условиях (5), после некоторых преобразований получены распределения напряжений по сечению в относительном виде (6):

Лр ав-а

Р = РГ

= 0

Р

р=±<Т*> ^ ^ поверхн

■ р ±

(3)

(4)

(5)

Р о V

асж=-Ь р

-С.Ж

ае ="

1 + 1п

р р

\

Для наглядности распределение напряжений представлены на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Распределение отно-тт сительных радиальных напря-х.д1 жений сжатия по сечению при изгибе на относительный радиус

рс= 2, (х = 0;* = 0,7); х -

точки нейтральной поверхности

Значительный интерес представляет определение формы нейтральной поверхности там, где окружные напряжения меняют знак. Для этого приравняем радиальные напряжения для зон растяжения и сжатия. После некоторых преобразований получено уравнение (7) кривой пересечения нейтральной поверхности напряжений плоскостью, перпендикулярной оси витка:

У = ^~\ + Х2-рс. (7)

Это уравнение представляет собой участок гиперболы, а сама поверхность имеет торообразную форму, вместо цилиндрической при изгибе прямоугольного сечения (рис. 5).

При определении силовых параметров для круглого сечения осуществлен гот же подход, как и для прямоугольного сечения, т.е. приведено несколько решений по мере их усложнения Например, для совместного действия изгиба, осевой силы и при учете надавливания слоев методом последовательных чриближении в системе МаАСАО 2000 решалось уравнение (8):

Мс"

4<г

I — 1п

рс +л/ 1-лг'

Рс + У

ус!ус1х -

-I

* о

1 у1р:+Х-

1_

1 + 1п-

Рс+У

уОусКУ,

Рис. 5 Эволюция слела сечения нейтральной поверхности

Сложность решения состоит в том, что пределы интегрирования являются функциями, одна из которых парабола, а вторая - окружность. В формуле (8) обозначено: - относительное смещение нейтральной поверхности, связанное с величиной осевой силы. На рис. 6. представлены результаты расчетов. Анализируя их можно сделать выводы.

1 .С уменьшением относительного радиуса кривизны до рс -1,5, осевая сила для схемы «сжатие+изгиб» вызывает напряжения сжатия до -30% от предела текучести. При навивке обычных пружин до индекса с = рс > 4, напряжения сжатия составляют <0.1сг5, как это ранее отмечали другие авторы.

2. По сравнению с традиционным методом расчета учет надавливания слоев и влияния осевой силы дает уточнение усилия подачи N на 11% при безоправочной навивке для рс = 1,5.

В главе 4 приведены исследования предельных технологических возможностей навивки малоиндексньгх спиралей и пружин для двух схем навивки. Для схемы навивки на оправку эта задача решена аналитически из условия соотношения прочностей оправки на кручение и навиваемой проволоки на изгиб. После некоторых преобразований с использованием бинома Ньютона, получено алгебраическое уравнение (9) 4-й степени в канонической форме

Здесь обозначено р - коэффициент трения; ст5,сг" - пределы текучести навиваемого материала и оправки. Аналитическое решение этого уравнения приводит к сложным выражениям, поэтому его проще решать в численном виде на ПЭВМ. С использованием системы «Ма&САО 2000» построены графики

с4-Зс3 +3с2-(к + 2рк]с-2рк = 0; к =

2л/з ст..

л а"

1 N

10 О« 08 С 06

05 (74 0,3 02 01 00 -01 -02 -0.3

-ал

-05

Рис. 6. Зависимости главных силовых факторов при навивке по схемам (рис. 1а. рис 16.) из проволоки круглого

сечения- М" - чистый изгиб с

надавливанием слоев. Мси" -изгиб+сжатие или растяжение с учетом надавливания слоев, И' - усилие подачи при Ми = 1, т.е. при традиционном методе расчета для схемы «сжатие*

изгиб». Л^™" — усилие подачи с учетом надавливания слоев;

А7 СЫН

" рост ~ усилие растяжения с учетом надавливания слоев

зависимости минимально возможного индекса от соотношения прочностей проволоки и оправки и коэффициента трения (рис. 7).

Для экспериментальной проверки представленных графиков использовали пять типоразмеров проволоки. Один типоразмер диаметром 2 мм использовался и в упрочненном состоянии и после отжига. Навивка производилась па токарном станке, в качестве оправки использовалась упрочненная проволока. Заготовки проволок загнутыми концами вставлялись в патрон. Первые несколько витков навивались вручную, остальная спираль навивалась при включенном станке в зажатом клещевом зажиме с деревянными антифрикционными накладками. Экспериментальные точки при навивке каждой из проволок на свой диаметр совпали - точка 1 (рис. 7). Точка 2 не соответствует предельным технологическим возможностям, так как навивалась проволока диаметром 1,2 мм на диаметр 2 мм Точки 3 и 4 соответствуют навивке отожженной проволоки на упрочненную проволоку меньшего диаметра. Минимально возможный индекс, полученный экспериментально составляет 1,7.

Навивка малоиндексных спиралей по безоправочной схеме из проволоки круглого сечения проводилась на специально изготовленном станке с упорной роликовой головкой и возможностью измерения усилий с помощью динамометров «и»-образного типа. Фотография станка представлена на рис. 8.

Рис. 7. Зависимость минимально возможного индекса навивки от соотношения прочностей проволоки и оправки и коэффициента трения Ц\* - экспериментальные точки; точка *2 не соответствует предельным технологическим возможностям

Минимально достигнутый индекс составил 2Д5, при навивке из упрочненной проволоки I кл. ГОСТ 9389-85 диаметром 2 мм. Анализируя результаты можно сделать следующие выводы.

1. Совпадение результатов теоретических и экспериментальных исследований удовлетворительное, т.е. несовпадение не превышает 4%.

2. Минимально достигнутый индекс при навивке по схеме «сжатие+изгиб» с помощью роликовой упорной головки составил 2,25.

Пятая глава посвящена упрочнению пластической осадкой двух типов специальных пружин: крупных винтовых пружин сжатия, закаливаемых после навивки, и тарельчатых пружин. В последние годы во многих отраслях машиностроения начали применять пружины, упрочняемые пластической осадкой после термообработки. Во многом этому способствовала разработанная методика проектирования таких пружин на ПЭВМ «Пруж-96».

Эффективность от применения таких пружин значительна, так как по сравнению с пружинами по ГОСТ нагрузочная способность упрочненных пружин на 25...35% выше. А если уменьшить диаметр прутка или проволоки на 10%, то. сохраняя ту же силовую характеристику и выносливость, какие были у неупрочненной пружины, можно уменьшить вес и габариты пружины на 35...50%. Но при изготовлении таких пружин наблюдается рассеивание твердости после термообработки и соответствующее рассеивание предела текучести и величины осадки после упрочнения. Пружины получают значительное рассеивание длины. Используя известную методику расчета на ПЭВМ пружин, упрочняемых пластической осадкой «Пруж-96», построен график зависимости

Рис. 8. Специальный станок с роликовой головкой для навивки малоиндексных спиралей из круглой пружинной проволоки

осадки Л/ от твердости ЯКС и шага навивки обеспечивающего необходимую длину при конкретной реализованной твердости (рис. 9). Анализ зависимостей показывает, что диапазон твердости нужно резко уменьшить. Поэтому предложен метод термообработки с опережающим контролем твердости образцов-свидетелей при отпуске. Чтобы выбрать рациональные параметры были проведены экспериментальные исследования и выявлена зависимость твердости от температуры и времени отпуска (рис. 10).

На рис. 11 обозначено /„ и / - шаг после навивки и шаг после упрочнения осадкой; X - относительная глубина пластической осадки. В зависимости от дискретности шага подачи при навивке на крупном или специальном навивочном станке (28,0) и с учетом его изменения после упругой отдачи для конкретной пружины 28,76, можно (как это указывают стрелки) определить конкретную единственную твердость НЯС=46, при которой пружина получает чертежную длину.

« и

те 55 54 53 52 51 50 49 4д 47 46 45 44 43 Я К № —!

V I]

V V ~~1

V \

з Л л. ~~1

Я \

п

т] Л 5

—4 4 оЬ £ и "ч м. ТХ.

№ —г

£ 3

У [¡5 ВС. п

3 П 1 73 ГС

н ~1 ;

1 2 1 иг

Рис. 9. Расчетная зависимость остаточной осадки и необходимого шага после навивки от твердости после термообработки

Рис. 10. Влияние времени отпуска и температуры на снижение твердости стали 60С2А; * — по литературным источникам^ — экспериментальные точки; Лг — время контроля твердости по образцам-свидетелям

На рис. 10 через Д1 обозначено время уменьшения твердости на одну единицу НЯС при различных температурах отпуска. Наиболее рациональная температура 430 °С. При высоких температурах можно не успеть замерить твердость образца-свидетеля, пока остальные пружины продолжают находиться в камерной отпускной печи.

По результатам этого раздела исследований можно сделать вывод: для изготовления крупных пружин, закаливаемых и упрочняемых пластической осадкой после навивки, во избежании рассеивания их длины после осадки, наиболее приемлема технология их термообработки со стабильной температурой закаливания (например, в соляной ванне) и печью для отпуска камерного типа.

Последнее позволяет применить метод опережающего замера твердости по образцам-свидетелям, что уменьшает рассеивание твердости в несколько раз.

Технологические проблемы изготовления тарельчатых пружин состоят в следующем: если закалить их на предельно высокую твердость ЯЛС =52, то нередки случаи хрупкого излома, а если закалить на минимальную твердость #ЛС=46, то пружины пластически деформируются и теряют нагрузочную способность при эксплуатации. Наиболее рациональным решением этой проблемы является введение технологической операции «осадка». А это требует увеличить высоту конуса пружины, так как после осадки пружина получает остаточную деформацию. Для проведения экспериментальной работы были использованы образцы различных технологических переходов при изготовлении тарельчатой пружины нефтяной задвижки АФ-22-02-008-01. Испытаниям подверглись образцы из различных технологических переходов, имеющих разные геометрические размеры и разную твердость. Осадка без смазки и со смазкой до предельной величины, когда конус превращается в плоское кольцо, проводилась на испытательной машине ЗИМ УМ8-10 ТМ. В качестве смазки применялся порошок дисульфида молибдена, смешанный с солидолом. Перемещение нагружающей траверсы измерялось с помощью двух индикаторов часового типа, установленных диаметрально противоположно.

Анализ результатов показал следующее.

1. Силовая характеристика (рис. 11) имеет ярко выраженный нелинейный характер. Особенно это заметно на втором участке нагружения, когда пружина приближается к плоскому состоянию. А при осадке необточенных термообработанных полуфабрикатов со сравнительно широким кольцом наблюдается значительный провал (уменьшение) нагрузки по сравнению с максимальным ее значением.

2. Жесткость пружины на начальном участке почти линейна. Жесткость зависит от угла начального конуса пружины и характеризуется утлом наклона силовой характеристики <р. Если пружина получила остаточную осадку АЛ, т.е. уменьшила угол конуса после пластической осадки, то жесткость ее также уменьшилась пропорционально величине Д<р. Поэтому линия разгрузки подходит к оси абсцисс под углом меньше, чем <р.

3. Кривые прямого нагружения и разгрузки имеют значительный гистерезис, связанный с трением и изменением жесткости вследствие пластической осадки и уменьшения высоты и угла конуса в момент упругой разгрузки Сравнительные кривые повторного (непластического) нагружения пружин без смазки и со смазкой, показывают, что смазка уменьшила коэффициент трения и гистерезис от трения. На некоторых участках влияние смазки на уменьшение разницы в нагрузках АР при прямом и обратном нагружениях составило 40%.

4. Влияние твердости (прочности) также заметно (рис. 11). Почти одинаковые по геометрическим параметрам образцы №1 и №2 имеют разную твердость 44 и 49 НЯС соответственно. Поэтому у второго образца максимальная нагрузка примерно в середине участка нагружения выше на 6%, чем у

первого образца. А остаточная деформация наоборот меньше. У менее твердого образца ДА = 0,7 мм, а у более прочного ДА = 0,3 мм.

ши

1 Ох м ?Я1 H Ьс пи W

/- — - - ^

1 У ч \ i

1 Y' |\ \ N4 /

1 1 / 4- ч - - \ ■

А ! К-1 г

/ '¿г

) / / N к дпмце изменен* жестлш фи

/ S S ¡реныжыи угт о

/ / / | Î

1л )

Рис. 11. Диаграмма осадки термообработанных полуфабрикатов пружин без смазки — образец №1,

/ЯКС=44;.....образец

№2, ШС=49

AW7

Расчету тарельчатых пружин, упрочняемых пластической осадкой, посвящены работы Феодосьева В.И. и Соколова C.B. Но эти графо-аналитические методики сложны, неточны и не доведены до инженерных. Сложность методик обусловлена не только несимметричным распределением упругих и пластических деформаций, но и нелинейностью задачи. А неточность обусловлена графоаналитическим определением и суммированием площадей эпюр напряжений по многим участкам сечения.

В диссертации с использованием этих работ получена формула (10) зависимости нагрузка Р - деформация Л, с учетом коэффициента трения ¡л. Схема нагружения представлена на рис.12.

Р =

D-d

(D-d)

In*. d

(10)

Полагая коэффициент трения /¿ = 0, получим известную формулу без учета трения

~ 1

2 я&Л, D

+ s

(11)

Кроме общепринятых обозначений параметров, остальные представлены на рис. 12.

Сравнение экспериментальной силовой характеристики с теоретической по формуле (10) приведено на рис. 13.

Рис. 12. Схема нагружения меридионального сечения

Рис. 13 Сравнение экспериментальной силовой характеристики (-) с

расчетной (»о»») при учете трения

Также в главе 5 разработана упрощенная инженерная методика проектирования тарельчатых пружин, упрочняемых пластической осадкой. Для V фощения задачи предлагается оценивать вариант конструкции и технологии по дйум параметрам: силовой характеристике и превышением окружных напряжений предела текучести материала в самой опасной точке. На рис. 12 эта опасная точка - точка приложения нагрузки Р(. Окружные напряжения в предположении упругого нагружения определяются по формуле:

Нагрузка также в предположении упругого нагружения пропорциональна напряжениям и определяется по формулам (10) или (11). На рис. 14 представлены расчетные силовые характеристики для пружин разной высоты ( и разного угла конуса.

По формуле Шалина В.Н. определяется твердость закаленной пружины и соответствующий ей предел текучести. Последний сравнивается с напряжениями аТ Две горизонтальные линии на рис. 14 пересекают силовые характеристики в точках Ат„ и Лт1П, соответствующие максимальной и минимальной твердости

П1ал 1ШП ' *

Твердость ЯЛС =50 на две единицы меньше, чем это требует ГОСТ на тарельчатые пружины, так как при твердости НЯС-52 нередко наблюдается хрупкий излом. За точками Атах и Атт силовые характеристики недостоверны так как начинаются пластические деформации. Величину пластической осадки и изменение угла конуса после упрочнения по этой методике можно только прогнозировать. Например, при высоте внутреннего конуса / =2.6 мм осадки не будет, если твердость реализуется на верхнем пределе. При /=3,2 буде! значительная осадка даже у пружин на верхнем пределе твердости. Необходимый

угол конуса и высоты выбираются с учетом припусков на шлифовку опорных поверхностей, если они предусмотрены чертежом.

02 06

1.0

18

22 2.6

« . ; ! 1 ! ! „-и ! ! 1

11к( у^^—Г. ' ! 1 1

и № ■ ¡¡II

/шг ^ № • 1 1 1 ! 1 1 1

//& '¿Г. 1 1 ! ; ! 1 1

№ 1 : ! ! 1 | 1

Г\ Г ИМ ! 1 1 •

Рис. 14. Расчетные силовые характеристики в упругой области для пружин разной высоты {. Точки Лт„„ и А„

со-

жтах " тт * ответству ют началу

пластических деформаций

3.0 Л. мм

Анализируя последний фрагмент исследований, можно сделать вывод, что при новой технологии за счет увеличения угла конуса повышается жесткость и нагрузочная способность. А за счет упрочняющей пластической осадки стабилизируется силовая характеристика и пружина не ослабевает в процессе монтажа и эксплуатации.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые теоретически и экспериментально изучены напряженное состояние и эволюция нейтральной поверхности при изгибе стержня круглого сечения на малый радиус с учетом надавливания слоев при плоском напряженном состоянии. Нейтральная поверхность представляет собой торообразную поверхность, смещающуюся вниз от цилиндрической поверхности по мере увеличения кривизны изгиба. Следы сечения нейтральной поверхности радиальными плоскостями являются участками гиперболы.

2. В развитие трудов Ренне И.П. для прямоугольного сечения и впервые для круглого сечения определены главные силовые факторы при навивке малоиндексных пружин и спиралей для двух схем навивки «сжатие+изгиб» и «растяжение+изгиб» с учетом одновременного действия изгибающего момента, осевой силы и надавливания слоев. С уменьшением относительного радиуса кривизны с ~рс = 4 до рс = 1,5 осевая сила подачи для схемы навивки «сжатие+изгиб» вызывает изменение напряжений сжатия от 0,1 до 0,3 от предела текучести материала. Учет дополнительных факторов дает уточнение усилия подачи на 11% по сравнению с традиционным методом расчета по несущей способности на изгиб.

3. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены предельные технологические возможности навивки малоиндексных пружин и

спиралей из проволоки круглого сечения. Предельный индекс при навивке по схеме «сжатие+изгиб» на специально изготовленном станке с многороликовой упорной головкой составил с = 2,25. А при навивке по схеме «растяжении+изгиб», т.е. на гибкую оправку с помошью клещевого зажима и антифрикционных накладок предельный индекс составил с = 1,7.

4. На основе экспериментальных и теоретических исследований разработана методика расчета технологических параметров формообразования и термообработки крупных пружин, закаливаемых после навивки и упрочняемых пластической осадкой. Методика учитывает дискретность шагов навивочного оборудования и позволяет в 3...5 раз повысить точность длины пружин

5. В развитие трэдов Феодосьева В.И. и Соколова C.B. разработана методика расчета тарельчатых пружин, упрочняемых пластической осадкой с % четом влияния трения и гистерезисных явлений. Разработанная техноло!ия изготовления пружины узла балочки беззазорного сцепного устройства вагонов электричек на ОАО ФНГТЦ «Станкомаш» (г. Челябинск) позволила снизить постоянный брак и изготовить пружины в соответствии с требованиями чертежа. В связи с этим были своевременно выполнены новые для производства срочные заказы вагоностроителей, производящих высокоскоростные электрички типа «Спутник» и «Концепт». Корректировка конструкторских и технологических параметров тарельчатых пружин нефтяных задвижек на этом же заводе с учетом разработанной методики позволила резко снизить течь при стендовых испытаниях, что дало годовой экономический эффект более 500 тысяч рублей.

6. Решена важная научно-техническая задача «Совершенствование процессов изготовления малоиндексных и специальных пружин методами навивки, штамповки и пластической осадки с целью повышения их технологичности, несущей способности, надежности и качества».

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Храмыцких Н.Ю., Белков Е.Г., Соломатов М.Г. Упрочнение крупных пружин, закаливаемых после навивки // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. -Магнитогорск: МГТУ, 2004. - №1. - С. 50-53.

2. Белков Е.Г., Храмыцких Н.Ю., Соломатов М.Г. Особенности навивки малоиндексных спиралей из проволоки прямоугольного сечения // Наука и технологии. Избранные труды Российской школы. Серия технология и машины обработки давлением. - М.: РАН, 2005. - С. 151-158.

3. Белков Е.Г., Храмыцких Н.Ю. Эволюция нейтральной поверхности при изгибе стержня круглого сечения на малый радиус // Наука и технологии. Избранные труды Российской школы. Серия технология и машины обработки давлением. - М.: РАН, 2005. - С. 159-162.

4. Соломатов М.Г., Белков Е.Г., Храмыцких H Ю. Особенности формообразования опорных витков при безоправочной навивке пружин /'

Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. Г.С. Гуна. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 55-58.

5. Белков Е.Г , Храмыпких Н.Ю. Предельные технологические возможности навивки на оправку малоидексных спиралей и пружин // Заготовительные производства в машиностроении. - М.: Машиностроение, 2005. - №10. - С. 36-37.

6. Белков Е.Г., Храмыцких Н.Ю Изгиб стержня круглого сечения на малый радиус. Материалы 49 научной международной конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» - М.: МГТУ-МАМИ, 2004. - 4.1. - С. 29-30

7 Храмыцких Н.Ю. Упрочнение осадкой тарельчатых пружин. Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов овлением' Сборник тезисов международной научно-технической конференции посвященной 70-лстию кафедры «Высоко-энергетические устройства автоматических систем» БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова. - СПб.: Ива. 2005. - С. 253-256.

Издательство Южно-Уральского госутарственного университета

Подписано в печать 14.10.2005 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл.печ.л. 0,93. Уч.-изд. л. 1. Тираж 105 экз Заказ 344/372.

УОП Издательства. 454080. г. Челябинск, пр. им.В.И.Ленина.76.

г *•

¿'21728

РНБ Русский фонд

2006-4 18015

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

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.

В современной технике все большее применение находят специальные пружины: малоиндексные пружины и спирали из круглой и прямоугольной проволоки, пружины, упрочняемые пластической осадкой, тарельчатые пружины, малоиндексные пружинные шайбы (шайбы Гровера тяжелой серии); кольцевые пружины сальников (манжетные пружины) и др.

Индекс —это отношение среднего диаметра витка Dcp к высоте сечения

Dc Dc DHa -d материала h или к диаметру проволоки d = = = -). h d d

Обычные или стандартные пружины имеют индекс с-4. 12, при котором не возникает технологических трудностей их изготовления. Малоиндексные пружины (с<4) имеют большую жесткость и несущую способность и применяются в демпферах сцепления, в гидроаппаратуре, клапанах,, цилиндрах, предохранителях для создания больших усилий при сравнительно малых перемещениях. Много малоиндексных пружин из круглой и прямоугольной проволоки применяется в оборонной технике, в частности, в стрелковом и артиллерийском вооружении. Ярким примером ответственной малоиндексной пружины является пружина форсунки топливного насоса дизельного двигателя внутреннего сгорания. Например, индекс пружины форсунки дизельного двигателя КамАЗа с =2,85, танкового двигателя с =3,49. В некоторых случаях малоиндексные пружины могут заменить пакет тарельчатых пружин.

Пружинные шайбы малого индекса (тяжелая серия) применяются в карбюраторах, насосах, коробках скоростей, бытовой технике, механизмах летательных аппаратов, т.е. в тех случаях, когда корпусные детали выполнены из литых цветных сплавов. Давление от головки или гайки должно передаваться на более широкую кольцевую поверхность малопрочного материала корпуса через сравнительно большую площадь пружинной шайбы малого индекса. Кроме того, беззазорные спирали из прямоугольной проволоки могут служить негерметичными трубками, оболочками тросов, втулками, подшипниковыми вкладышами и другими деталями. Безотходная технология их изготовления также является и более Ф производительной: при навивке до 60 шт/мин, при токарной обработке 1 шт/мин.

Однако технологические вопросы изготовления и упрочнения малоиндексных и других специальных пружин решены недостаточно полно, и научные вопросы, связанные с формообразованием спиралей малого индекса также требуют дальнейшего изучения. Известно, что из двух схем навивки наиболее удобна для автоматизации процесса - безоправочная, т.е. ф схема формообразования «сжатие + изгиб». С уменьшением индекса резко возрастают усилие подачи, нагрузки на инструмент и другие параметры [1]. А при навивке на оправку малоиндексных пружин возникают проблемы, связанные с недостаточной жесткостью и прочностью оправок. В этой связи необходима более точная методика определения силовых факторов при навивке, с учетом явлений, характерных гибке на малые радиусы. Эти явления, т.е. изменения напряженно-деформированного состояния, связанного с надавливанием слоев, изучены в фундаментальных работах И. П. Ренне [2], [3], [4], посвященных одноугловой гибке листа пуансоном с малым радиусом.

Одноугловой гибке листовой заготовки на малый радиус также посвящена работа И. А. Норицина, Ю. Г. Калпина [5] . В этой работе для повышения точности расчетов упругой отдачи учтено распрямление изогнутых полок в процессе третьей стадии штамповки - калибровки.

1# Напряженно - деформированное состояние даже в основном очаге деформации при гибке на малый радиус принято линейным.

Также различным задачам гибки на прессах и ротационных машинах посвящены работы Мошнина Е. Н. [6], [7]. Напряженно - деформированное состояние принято линейным, что соответствует гибке на сравнительно большой радиус.

В теорию навивки на оправку пружин из круглой проволоки внесли значительный вклад такие видные ученые, как Малинин Н.Н., Пономарев С.Д., Блинник С.М., Феодосьев В.И., Ахмеров А.Ф., Заседателев С.М. и др. Напряженно - деформированное состояние в большинстве задач принято линейным. И только при навивке на оправку пружин с большим шагом или со значительным межвитковым давлением наряду с изгибающим моментом учтен и крутящий момент, т.е. учтены и касательные напряжения. При этом линейное напряженное состояние переходит в плоское напряженное. Но надавливание слоев при гибке на малый радиус в этих задачах не учитывалось, поэтому эти решения могут быть неприемлемы для расчета изготовления малоиндексных пружин. В работах Белкова Е.Г. и других авторов [1], [8],. [9], разработавших теорию безоправочной навивки пружин на автоматах, кроме изгибающего и крутящего моментов учтены осевая и перерезывающая силы. Напряженно - деформированное состояние остается плоско - напряженным. Но в этих работах также не учтено надавливание слоев при гибке на малый радиус, т. е., решение задачи изгиба на малый радиус круглого сечения в известной нам литературе отсутствует, что не позволяет уточнить методики расчета силовых и геометрических параметров в задачах гибки и навивки из материала круглого сечения.

Особенно следует отметить отсутствие в известной нам литературе исследований по изучению предельных технологических параметров навивки малоиндексных спиралей и пружин по схемам навивки «растяжение+изгиб» и «сжатие+изгиб». Это особенно важно для практики их применения и изготовления.

К специальным пружинам также можно отнести малоиндексные пружины, упрочняемые пластической осадкой. В процессе упрочнения в наружных волокнах витков создаются остаточные касательные напряжения отрицательного знака, что обуславливает повышение несущей способности и выносливости. Эффект упрочнения увеличивается с уменьшением индекса пружины, т.к. при упругих расчетах коэффициент увеличения напряжений на внутреннем волокне вследствие кривизны витка зависит от индекса с-а

Расчет технологических и конструкторских параметров таких пружин посвящены работы Пономарева С.Д. [10] и Белкова Е.Г. [11], [12]. Однако, при изготовлении таких пружин, особенно крупных, горячей навивкой остается ряд проблем, связанных с точностью их изготовления. Рассеивание твердости, т.е. прочности после термообработки дает значительное изменение величины остаточной осадки пружины, т.е. изменение ее высоты, превышающее допуск по чертежу.

В машиностроении широкое применение нашел еще один вид специальных пружин - тарельчатые пружины или пружины Бельвиля. Они относятся к классу особо жестких пружин, способных выдержать большие нагрузки. Эти пружины можно также подвергать упрочнению пластической осадкой с образованием остаточных напряжений отрицательного знака, повышающих их несущую способность. Расчету таких пружин посвящены работы Феодосьева В.И. [13] и Соколова С.В. [14], а также Пономарева С.Д. и Андреевой JI.E. [26]. Кроме того, такие пружины нашли применение в строительных конструкциях, например, для виброизоляции перекрытий промышленных сооружений [15]. Но приведенные в этих работах методики трудоемки, не доведены до инженерных и поэтому трудно применимы для расчетов. А с другой стороны, в практике большинства заводов технологические трудности изготовления надежных тарельчатых пружин остаются до сих пор. Если закалить пружины до твердости HRC на нижнем пределе допуска - они не выдерживают нагрузку, появляется остаточная деформация. А если закалить на верхнем пределе - они становятся хрупкими, часто ломаются. Поэтому технологическая операция упрочнения пластической осадкой является в большинстве случаев просто необходимой. И в первую очередь здесь нужно рассчитать первоначальную высоту внутреннего конуса и величину остаточной деформации. Но приемлемой методики проектирования в известной нам литературе до сих пор нет.

Все вышеизложенное говорит об актуальности темы диссертации и позволяет сформулировать научно — техническую задачу: «Совершенствование процессов изготовления малоиндексных и специальных пружин методами навивки, штамповки и пластического упрочнения с целью повышения их технологичности, несущей способности, надежности и качества».

Экспериментальная работа проведена: для навивки малоиндексных спиралей и пружин на специально изготовленном станке с роликовой упорной головкой и силоизмерительными датчиками и на токарном станке в лаборатории кафедры МиТОМД ЮУрГУ и на ОАО «Автонормаль», г. Белебей; для крупных пружин - по всему циклу производства и контроля на ОАО ФНПЦ «Станкомаш»; для тарельчатых пружин - в лаборатории кафедры «Динамика и прочность машин» ЮУрГУ.

Материалы диссертации прошли апробацию на научно-технических конференциях: в Москве - Международный научный симпозиум, посвященный 140-летию МГТУ «МАМИ», Санкт-Петербурге «Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением», на ежегодных конференциях ЮУрГУ (2003-2005 г), а также на заседаниях технических советов на ОАО ФНПЦ «Станкомаш» (г.Челябинск), ОАО «Урал Трак» (г.Челябинск), ОАО «Автонормаль» (г.Белебей).

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Впервые изучены напряженное состояние и эволюция нейтральной поверхности при изгибе стержня круглого сечения на малый радиус с учетом надавливания слоев при плоском напряженном состоянии. Нейтральная поверхность представляет собой торообразную поверхность, смещающуюся вниз от цилиндрической поверхности по мере увеличения кривизны изгиба. Следы сечения нейтральной поверхности радиальными плоскостями являются участками гиперболы.

2. В развитие трудов Ренне И.П. для прямоугольного сечения и впервые для круглого сечения определены главные силовые факторы при навивке малоиндексных пружин и спиралей для двух схем навивки «сжатие+изгиб» и «растяжение+изгиб» с учетом одновременного действия изгибающего момента, осевой силы и надавливания слоев. С уменьшением относительного радиуса кривизны с рс = 4 до рс= 1,5 осевая сила подачи для схемы навивки «сжатие+изгиб» вызывает изменение напряжений сжатия от 0,1 до 0,3 от предела текучести материала. Несмотря на значительное смещение нейтральной поверхности и сложного распределения окружных и радиальных напряжений по сечению учет дополнительных факторов дает уточнение усилия подачи всего на 11% по сравнению с традиционным методом расчета по несущей способности на изгиб.

3. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены предельные технологические возможности навивки малоиндексных пружин и спиралей из проволоки круглого сечения. Предельный индекс при навивке по схеме «сжатие+изгиб» на специально изготовленном станке с многороликовой упорной головкой составил с = 2,25. А при навивке по схеме «растяжении+изгиб», т.е. на гибкую оправку с помощью клещевого зажима и антифрикционных накладок предельный индекс составил с = 1,7.

4. На основе экспериментальных и теоретических исследований разработана методика расчета технологических параметров формообразования и термообработки крупных пружин, закаливаемых после навивки и упрочняемых пластической осадкой. Методика учитывает дискретность шагов навивочного оборудования и позволяет в несколько раз повысить точность длины пружин.

5. В развитие трудов Феодосьева В.И. и Соколова С.В. разработана инженерная методика расчета тарельчатых пружин, упрочняемых пластической осадкой, с учетом влияния трения и гистерезисных явлений.

6. Разработанная технология изготовления пружины узла балочки беззазорного сцепного устройства вагонов электричек на ОАО ФНПЦ «Станкомаш» (г. Челябинск) позволила снизить постоянный брак и изготовить пружины в соответствии с требованиями чертежа. В связи с этим были своевременно выполнены новые для производства срочные заказы вагоностроителей, производящих высокоскоростные электрички типа «Спутник» и «Концепт». Корректировка конструкторских и технологических параметров тарельчатых пружин нефтяных задвижек на этом же заводе с учетом разработанной методики позволила резко снизить течь при стендовых испытаниях, что дало условный годовой экономический эффект более 500 тысяч рублей.

7. Решена важная научно-техническая задача «Совершенствование процессов изготовления малоиндексных и специальных пружин методами навивки, штамповки и пластической осадки с целью повышения их технологичности, несущей способности, надежности и качества».

8. В основном результаты исследований получены впервые. Их достоверность подтверждена лабораторными и промышленными экспериментами на испытательном оборудовании, охваченном метрологическим контролем, сравнением данных, полученных автором с результатами работ других исследователей, а также опытом использования новых техпроцессов на производстве.

Заключение

1. Навроцкий Г.А., Белков Е.Г. Навивка пружин на автоматах. М.: Машиностроение, 1978 г. - 144с.

2. Ренне И.П. Пластический изгиб листовой заготовки/Труды Тульского мех. ин-та. вып.4. - Оборонгиз, 1950. - с.146-162.

3. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением/ Учебник для вузов. М.: Машиностроение. - 1971. - 424 с.

4. Ренне И.П., Скрипачев А.В. Силовые факторы при стесненном изгибе листа // Изв. ВУЗов, М.: Машиностроение, 1988, №32. С.3-8.

5. Норицын И.А., Калпин Ю.Г. Определение угла пружинения при одноугловой гибке//Вестник машиностроения. 1968.- №1. - С.62-66.

6. Мошнин Е.Н. Гибка, обтяжка и правка на прессах.-М.:Машгиз, 1959г.

7. Мошнин Е.Н. Гибка и правка на ротационных машинах. М.: Машиностроение, 1968. - 156 с.

8. Белков Е.Г. Исследование напряженно-деформированного состояния при формообразовании винтовых цилиндрических пружин с витком круглого сечения // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 1988. - С.31-36.

9. Ю.Пономарев С.Д. Упруго-пластические расчеты в связи с холодной навивкой цилиндрических пружин // Тр. МАИ. 1952. - Вып. 17.- С.10-25.

10. Белков Е.Г. Расчет остаточной деформации пружин, упрочняемых пластической осадкой // Автомобильная промышленность. 1981. - №2. -С.18-19.

11. Белков Е.Г., Соколов К.О., Лавриненко Ю.А. Новая технология упрочнения высоконагруженных пружин растяжения и сжатия из круглой проволоки // Отчет по НИР, г. Челябинск, ЧГТУ, 1996, № гос. регистр. 04.950.005063.

12. Феодосьев В.И. Расчет обжатия пружин Бельвилля // Тр. каф. сопротивления материалов, МВТУ, 1947г.

13. М.Соколов С.В. Расчет заневоленных тарельчатых пружин // Вестник машиностроения, №7, 1957г.

14. Wernitz W., Tellerfeder, "Konstruktion", 1954, Н 10.

15. Шалин В.Н. Расчет упрочненных изделий при их пластической деформации. JL: Машиностроение, 1971. - 192 с.

16. АС. №528138, СССР wi.B21F 37/04, Устройство для навивки пружин из проволоки / Веретенников A.M., Марычев А.В. заявлено 1974г.; опубликовано 30.07.87. Бюл. №28.

17. Лавриненко Ю.А., Белков Е.Г., Фадеев В.В. Упрочнение пружин. -Уфа: Издательский дом «Бизнес-партнер», 2002. 124с.

18. Патент RU 2208056 С2 7 С21Д9/02.Способ изготовления высоконагруженных пружин сжатия / Лавриненко Ю.А., Белков Е.Г., Фадеев В.В., Хайруллин А.А. 2001103756/02; Заявлено 08.02.2001; опубликовано 10.07.2003. Бюл. №19.

19. Малинин Н.Н. Холодная навивка цилиндрических пружин // Новые методы расчета пружин / Под общей ред. Пономарева С.Д. М.: Машгиз, 1946.- С.5-10.

20. Белков Е.Г. Холодная навивка пружин. Иркутск: Изд. Иркутского ун-та, 1987.-96с.

21. АС. 531608 СССР, М, Кл. B21f 3/00. Способ изготовления пружин / Белков Е.Г., опубл. 15.01.76, Бюл. №33. С.28.23 .Белков Е.Г. О влиянии скорости подачи проволоки на точность навиваемых пружин // Изв. ВУЗов. Машиностроение, 1986. №10 — С.136-139.

22. Белков Е.Г. Исследование процесса навивки пружин с межвитковым давлением на автоматах // Кузнечно-штамповочное производство. 1974. -№9.-С.18-20.

23. Белков Е.Г. Точность изготовления пружин, упрочняемых пластической осадкой // Конструирование и технология изготовления пружин: Межвузовский сб. научных тр., Устинов, 1966. С.64-68.

24. Пономарев С.Д., Андреева Л.Е. Расчет упругих элементов машин и приборов. М.: Машиностроение, 1980. - 326с.

25. Безухов Н.И. Теория упругости, пластичности и ползучести. Высшая школа. 1961.

26. Ильюшин А.А. Пластичность. ГТИ.1948.

27. Мошнин Е.Н. Исследование пластического изгиба. Сб. ЦНИИТМАШ, кн.62. Машгиз, 1954.

28. Хилл Р. Математическая теория пластичности. ГИТТЛ, 1956.

29. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. Машиностроение, 1968.

30. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Изд-во иностр. лит-ры, 1954.

31. Пономарев С.Д. и др. Расчеты на прочность в машиностроении / Пономарев С.Д., Бидерман B.JI., Лихарев К.К., Макушин В.М. и др. в 3-х т. М.: Машиностроение, 1968, Т. 1. - 884с.

32. Анурьев В.Н. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х т. -М.: Машгиз. Т.З. - 557с.

33. Чернышев Н.А. Напряженное состояние и деформация цилиндрических пружин, свитых из круглого прутка // Динамика и прочность пружин. М. - Л.: Изд. АН, СССР, 1950. - С.7-78.

34. Шнейдерович P.M. Прочность при статическом и повторно-статтическом нагружениях. М.: Машиностроение, 1968. - 343с.

35. Ржаницын А.Р. Расчет сооружений с учетом пластических свойств материалов. М.: ГЛСА, 1954. - 268с.

36. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов, М.:Наука, 1970. — 544с.

37. АС 825249 (СССР) Веретенников A.M. Устройство для навивки пружин из проволоки. Опубл. бюлл. №16, 1981.

38. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1982. - 400с.

39. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. — 4-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. -480с.

40. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Т.1. Под ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. 831с.

41. Храмыцких Н.Ю., Белков Е.Г., Соломатов М.Г. Упрочнение крупных пружин, закаливаемых после навивки // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, изд-во МГТУ (г. Магниторорск), 2004. №1. - С.50-53.

42. Белков Е.Г., Храмыцких Н.Ю. Эволюция нейтральной поверхности при изгибе стержня круглого сечения на малый радиус // Наука и технологии. Избранные труды Российской школы. Серия технология и машины обработки давлением. М.: РАН, 2005. - С. 159-162.

43. Белков Е.Г., Храмыцких Н.Ю. Предельные технологические возможности навивки на оправку малоидексных спиралей и пружин // Заготовительные производства в машиностроении. М.: Машиностроение (в печати).

44. Белков Е.Г., Храмыцких Н.Ю. Изгиб стержня круглого сечения на малый радиус / Сборник тезисов докладов, МАМИ, 2004.