Tài liệu CHƯƠNG 12: LÒ XO, THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LÒ XO pptx

LƯU VĂN QUÍ
TRANG 527-536. BOOK: “Handbook of Die Design 2nd Edition”
CHƯƠNG 12: LÒ XO, THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LÒ XO
12.1 Lò xo và thuộc tính của chúng:
Lò xo vận hành tốt là một điều kiện đầu tiên quan trọng nhất của một khuôn dập
hoạt động tốt. Sau hết, lợi ích nào của việc thiết kế nếu một phần không thể tháo khuôn
dập bởi vì lò xo không đủ năng lượng phía sau đệm áp lực? Hoặc- các loại chi tiết nào
sẽ xuất hiện từ một khuôn dập nơi máy ép lò xo không đặt tải phù hợp?
Nếu áp suất dư là cơ sở tuyệt đối của một khuôn dập hoạt động tốt, thì lò xo là
bộ phận quan tọng nhất của mỗi khuôn dập.
12.1.1 Nguyên liệu làm lò xo:
Lò xo là chi tiết được thiết kế để chịu được độ lớn của độ uốn võng và phục hồi
lại hình dạng ban đầu và kích thước nguyên bản khi buông tay ra. Để có khả năng tải
theo chu kì như vậy, lò xo phải có giới hạn đàn hồi rất cao.
Thường nguyên liệu không có gì đặc biệt để làm lò xo ứng dụng được dùng cho
mục đích bởi vì giới hạn đàn hồi của nó không vượt quá yêu cầu trên. Thép cacbon
trung bình và cacbon cao được xem là nguyên liệu làm lò xo tốt. Trường hợp hợp kim
đồng là cần thiết, đồng Be và đồng P được sử dụng.
Chất lượng bề mặt của nguyên liệu lò xo có ảnh hưởng lớn đến chức năng của
một lò xo, cụ thể là, độ bền và độ mỏi của nó. Nếu có thể, bề mặt hoàn thành ở mức độ
cao, tốt nhất là đánh bóng. Điều này đặc biệt quan trọng với lò xo xoắn kính, nơi ma sát
giữa các vòng xoắn có thể tạo ra các khuyết tật nhỏ trên bề mặt của chúng, mà sau đó sẽ
là nguyên nhân lò xo bị nứt. Dây đàn, lo xò làm từ nguyên liệu chất lượng cao, được
đánh bóng, và bề mặt của nó hầu như không có khuyết điểm.
Tất nhiên, nguyên liệu có chất lượng cao hơn, nó sẽ có giá đắt hơn. Nhà thiết kế
nên cố gắng tìm sự kết hợp tốt nhất của giá cả so với chất lượng cho mỗi công việc cụ
thể.
Một mô tả ngắn gọn về nguyên vật liệu của lò xo cơ bản được đưa vào trong
bảng 12-1, cung cấp một so sánh sơ bộ của các đặc tính, tính hữu dụng, và một số khía
cạnh đặc biệt.Các đặc tính bổ sung của lò xo thép hợp kim cứng được trình bày sau
trong bảng 12-8.

12.1.1.1 Dây thép lò xo cacbon cao:
Nhóm nguyên liệu làm lò xo này có chi phí thấp nhất, có thể coi như nó được sử
dụng rộng rãi. Nó không chịu tác động tải hoặc va chạm tốt. Ngoài ra nó không nên
Trang 1
được sử dụng trong nhiệt độ khắc nghiệt, cao hoặc thấp. Đại diện chính của nhóm này
đã được liệt kê, với phần trăm cacbon (C) cho phép.
Dây đàn, ASTM A228 ( 0.80 đến 0.95%C ). Tốt cho độ nén cao nguyên nhân
gây ra bởi sự lặp đi lặp lại tuần hoàn. Một vật liệu đàn hồi cao, có sẵn như (cadimi hoặc
thiếc).
Trang 2
Bảng 12.1 Các tính chất tiêu biểu của vật liệu lò xo
Môdun
Young
Môdun độ
Cứng
Mật
Độ
Độ
dẫn
điện
Kích cỡ thông thường có
sẵn
Chất
lượng
Nhiệt
độ
Tên chung %IC
AS
Min Max bề mặt tối đa
MPa

10
3
1b/in
2
10
6
MPa
10
3
1b/in
2
10
6
g/cm
3
1b/in
2
mm (in) mm (in) tiêu
biểu
o
C
o
F
Sợi thép cacbon
Dây đàn 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.1 (0.004) 6.35 (0.25) 1 120 250
Kéo nguội 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.13 (0.005) 16 (0.4625) 3 150 250
Tôi trong
dầu
207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.5 (0.02) 16 (0.625) 3 150 300
Lò xo

xupap
207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 1.3 (0.05) 6.35 (0.25) 1 150 300
Sợi thép hợp kim
Crom
vanadi
207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.5 (0.02) 11 (0.435) 1.2 220 425
Crom silic 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 5 0.5 (0.02) 9.5 (0.375) 1.2 245 475
Sợi thép không gỉ
As loại 302 193 (28) 69 (10) 7.92 (0.284) 2 0.13 (0.005) 9.5 (0.375) 2 260 500
Sự biến
cứng phân
tán 17-7
PH
203 (29.5) 75.8 (11) 7.81 (0.282) 2 0.08 (0.002) 12.5 (0.5) 2 315 600
Trang 3
NiCr A286 200 (29) 71.7 (10.4) 8.03 (0.29) 2 0.4 (0.016) 5 (0.2) 2 510 950
Sợi hợp kim đồng cơ sở:
Photpho
brom(A)
103 (15) 43.4 (6.3) 8.86 (0.32) 15 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 95 200
Silic
brom(A)
103 (15) 38.6 (5.6) 8.53 (0.308) 7 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 95 200
Silic
brom(B)
117 (17) 44.1 (6.4) 8.75 0.316) 12 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 95 200
Đồng bery 128 (18.5) 48.3 (7) 8.26 (0.298) 21 0.08 (0.003) 12.5 (0.5) 2 205 400
Lò xo
đồng,CA
260

110 (16) 42 (6) 8.53 (0.308) 17 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 95 200
Hợp kim Ni cơ bản
Hợp kim
inconel
600
214 (31) 75.8 (11) 8.43 (0.304) 1.5 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 320 700
Hợp kim
inconel
X750
214 (31) 79.3 (11.5) 8.25 (0.298) 1 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 595 1100
Ni-C 186 (27) 62.9 (9.7) 8.14 (0.294) 1.6 0.1 (0.004) 12.5 (0.5) 2 95 200
Hợp kim
monel 400
179 (26) 66.2 (9.6) 8.83 (0.319) 3.6 0.05 (0.002) 9.5 (0.375) 2 230 450
Hợp kim
monel
X500
179 (26) 66.2 (9.6) 8.46 (0.306) 3 0.05 (0.002) 9.5 (0.375) 2 260 500
Dải thép cacbon
AISI 1050 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.25 (0.01) 3 (0.125) 2 95 200
Trang 4
AISI1065 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.08 (0.003) 3 (0.125) 2 95 200
AISI
1074,1075
207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.08 (0.003) 3 (0.125) 2 120 250
AISI1095 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.08 (0.003) 3 (0.125) 2 120 250
Bartex 207 (30) 79.3 (11.5) 7.86 (0.284) 7 0.1 (0.004) 1 (0.04) 1 95 200
Dãy thép không gỉ
As loại
301,302

193 (28) 69 (10) (7.92) (0.286) 2 0.08 (0.003) 1.5 (0.063) 2 315 600
Sự biến
cứng phân
tán 17-7
PH
203 (29.5) 75.8 (11) (7.81 (0.282) 2 0.08 (0.003) 3 (0.125) 2 370 700
Dãy hợp kim đồng cơ sở
Photpho
brom
103 (15) 43 (6.3) 8.86 (0.32) 15 0.08 (0.003) 5 (0.188) 2 95 200
Đồng
beryli
128 (18.5) 48 (7) 8.26 (0.298) 21 0.08 (0.003) 9.5 (0.375) 2 205 400
Trang 5