Кейс: Изготовленная на заказ прецизионная торсионная пружина для автоматизированного сборочного оборудования

В данном практическом случае основное внимание уделяется изготовлению торсионных пружин на заказ для мелкомасштабных машин автоматизации.Процессовые корректировки и требования консистенции партии для нестандартных заказов пружин.

Разработчику оборудования требовались небольшие торсионные пружины для блокировочного механизма автоматических модулей светильников.

Определенные параметры из технических чертежей:

• Диаметр провода: 0,45 мм
• Средний диаметр катушки:3.2 мм
• Рабочий крутящий момент: 0,22 Н·мм при отклонении на 35 градусов
• Материал: 301 нержавеющая сталь
• Требование допуска: выходный крутящий момент ±5%, угол положения ног ±2°
• Минимальный срок службы при усталости: 120 000 рабочих циклов без очевидного ослабления силы.

Компонент работал в узком помещении для сборки. Неравномерный крутящий момент или отклонение угла приводили бы к заторможению при повторном движении блокировки-разблокировки.Спринты, поставляемые от поставщиков спринтов общего назначения, не прошли испытания на подтверждениеИзменение крутящего момента от партии к партии превышало 12%, а некоторые образцы ломались менее чем после 40 000 циклов.Проект нуждался в стабильном производстве пружин на заказ от отбора образцов прототипов до заказов среднего объема.

Небольшие изменения напряжения провода изменят диаметр катушки и конечный момент вращения.Обычное катужное оборудование без регулирования напряжения в замкнутом цикле не может поддерживать стабильную производительность для длительного производства.
Остаточное напряжение, возникающее в процессе катушки, является еще одним фактором риска.
Кроме того, крошечные царапины на поверхности провода становятся точками концентрации напряжения, сокращая продолжительность усталости при повторной нагрузке.

1. Выбор материала и входящий контроль
   Была принята сертифицированная 301 пружина из нержавеющей стали.
2. Прокатные катушки CNC с системой блокировки напряжения
   Многоосевая CNC катушка поддерживала постоянное напряжение проволоки во время обмотки, уменьшая смещение размеров, вызванное колебаниями питания проволоки.Мелочные корректировки были проведены на диаметре мандрола и скорости обмотки в соответствии с данными пружины из пробных образцов.
3. Лечение низкотемпературной стрессоустойчивости
   Процесс вакуумной закаливания устраняет большую часть остаточного напряжения после намотки, избегая окисления поверхности.
4. Стандарт проверки партий
   Каждая партия прошла испытание на крутящий момент при указанном угле отклонения, измерение геометрических размеров и испытание отбора проб цикла усталости.Спрингс за пределы толерантности крутящего момента были отображены автоматически.

Прототипы прошли функциональную проверку: в сериях производства среднего объема изменение крутящего момента сохранялось в пределах ± 4%, отклонение угла ног оставалось ниже ± 1,8°,Соответствие спецификациям, определенным на чертежеИспытательные образцы прошли более 135 000 циклов без падения крутящего момента сверх допустимых пределов.
Этот случай показывает, что настройка высокоточных пружин требует соответствия параметров намотки, процедуры тепловой обработки и полного рабочего процесса проверки, а не простого копирования размеров чертежей.Для нестандартных пружин сжатия, торсионные пружины и эластичные компоненты микроразмера, необходимо настройка процесса на основе рабочих условий для достижения стабильной производительности серийного производства.Поставщики предоставляют обратную связь DFM во время фазы выборки, если необоснованные строгие допущения резко повысят затраты на производство.