Taal 
Een drukveerontwerp werkt alleen als de vereisten voor belasting, doorbuiging en vermoeidheid in evenwicht zijn met de mogelijkheden van de machine die het ontwerp vormt. Begin met de veerconstante, controleer vervolgens de spanning en de vaste hoogte en bevestig ten slotte de toleranties met het productieteam. Door deze volgorde goed te krijgen, bespaart u wekenlang vallen en opstaan.
In deze gids worden de belangrijkste ontwerpparameters besproken, een stapsgewijs rekenvoorbeeld, typische productietoleranties en de uitrustingskeuzes die bepalen of uw drukveer consistent kan worden gebouwd.
De veerconstante (k) is de belangrijkste ontwerpwaarde. Het definieert de belasting die nodig is om de veer één millimeter samen te drukken. De formule voor een spiraalvormige drukveer is k = G d^4 / (8 D^3 Na), waarbij G de afschuifmodulus is, d de draaddiameter is, D de gemiddelde spoeldiameter is en Na het aantal actieve spoelen is. Het vergroten van de draaddiameter heeft het sterkste effect op de snelheid, omdat deze tot de vierde macht wordt verhoogd; toenemende gemiddelde diameter of actieve spoelen maken de veer zachter.
Andere parameters zijn onder meer vrije lengte, vaste hoogte, spoed, totaal aantal spoelen, indexverhouding en spanning. De veerindex C = D/d moet normaal gesproken tussen 4 en 12 liggen. Een lagere index legt meer spanning op de binnenkant van de spoel; een hogere index zorgt ervoor dat de veer waarschijnlijk knikt en gevoelig is voor zijbelastingen.
| Parameter | Symbool | Typisch bereik | Effect op de prestaties |
|---|---|---|---|
| Draaddiameter | d | 0,5–20 mm | Sterkste invloed op snelheid en stress |
| Gemiddelde spoeldiameter | D | 3–100 mm | Lagere D verstijft de veer |
| Lente-index | C | 4–12 | Te laag veroorzaakt hoge spanning, te hoog veroorzaakt knikken |
| Actieve spoelen | Na | 2–20 | Meer spoelen verzachten de veer |
| Vrije lengte | Lf | Bepaald door ontwerp | Boven de doorbuiging van de vaste hoogte geplaatst |
| Totaal spoelen | Nt | Na 2 | Voegt 2 toe voor gesloten en geaarde uiteinden |
De ends of the spring matter too. Gesloten en geslepen uiteinden zijn gebruikelijk bij drukveren die een vlak zitoppervlak nodig hebben. Gesloten uiteinden zonder slijpen zorgen voor een betere levensduur tegen vermoeidheid, maar minder vlakheid. Totale spoelen zijn meestal actieve spoelen plus 2 voor gesloten uiteinden.
Drukveren worden op veel gebieden gebruikt en de ontwerpvereisten kunnen snel veranderen als de toepassing een uitdaging is auto- of mobiliteitssysteem . In die gevallen worden de levensduur tegen vermoeiing en de consistentie van de afmetingen zelfs nog belangrijker.
Stel dat je een veer nodig hebt die levert 100 N kracht bij 25 mm doorbuiging . Gebruik oliegetemperd verenstaal met afschuifmodulus G = 80.000 N/mm². Kies draaddiameter d = 2,0 mm en gemiddelde spoeldiameter D = 20 mm.
De calculated stress of 728 N/mm² is in the acceptable range for oil-tempered wire in static service, but for millions of cycles you need a lower stress. Verhoog d naar 2,2 mm of D naar 22 mm om stress te verminderen. Merk op dat als D toeneemt, de veerconstante afneemt, dus Na moet worden verlaagd om k te behouden.
Voor dynamische veren is een conservatieve industriële vuistregel om de gemiddelde spanning onder 0,45 x ultieme treksterkte (UTS) en de wisselspanning onder 0,30 x UTS te houden. Controleer altijd het definitieve ontwerp aan de hand van de daadwerkelijke materiaalkwaliteit.
TK-320B 3-assige CNC-veeroprolmachine met pitchcontrole Deze CNC-haspelmachine is voorzien van onafhankelijke steekasregeling en snelle synchrone werking, waardoor hij ideaal is voor het produceren van drukveren met een nauwkeurige spoed en consistente draadaanvoer, zoals benadrukt in de voorgaande bespreking van het spanningsontwerp. Bekijk Product → Toleranties voor drukveren zijn niet slechts een bijzaak. Zij beslissen of de veer tegen aanvaardbare kosten en consistentie geproduceerd kan worden. De onderstaande tabel toont typische tolerantieniveaus die een CNC-veerwikkelmachine kan bereiken bij normale productie.
| Parameter | Tolerantie | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Buitendiameter | ±0,1 mm voor d ≤ 3 mm | ±0,2 mm voor grotere draad |
| Vrije lengte | ±0,3 tot ±0,5 mm | Afhankelijk van het totaal aantal spoelen |
| Lente tarief | ±5% tot ±10% | Beïnvloedt de belasting bij doorbuiging |
| Totaal spoelen | ±0,25 spoelen | Gecontroleerd door CNC-feed |
| Rechthoekigheid | 0,02 mm per 10 mm lengte | Gemeten ten opzichte van een vlakke zitting |
| Parallellisme van gronduiteinden | 0,05 mm | Vereist een slijpbewerking |
Een nauwere tolerantie dan deze waarden is mogelijk, maar elke verlaging van het tolerantiebereik brengt kosten met zich mee omdat er meer inspectie- en insteltijd voor nodig is. Ontwerp voor de breedste tolerantie die uw toepassing kan accepteren en specificeer de veerconstante als de belasting bij een bepaalde doorbuiging er echt toe doet.
De CNC spring coiling machine shown in this section is commonly used to produce compression springs with consistent pitch and wire feed. The ability to program the feed length and the number of coils precisely is what keeps the spring rate within a narrow band.
CNC-625D 4-assige CNC-veervormmachine met detectie Deze vormmachine, uitgerust met vier assen en automatische detectie, stopt bij defecten en maakt parameteraanpassingen mogelijk, waardoor een herhaalbare productie van verschillende veervormen wordt gegarandeerd, wat de hierboven genoemde continuïteit van ontwerp tot productie ondersteunt. Bekijk Product → Een ontwerp van een drukveer is slechts zo goed als de machine die het vormt. CNC-veervormmachines regelen de draadaanvoer, de wikkelspoed, de buitendiameter en de snijlengte elektronisch. Dit is de reden waarom een ontwerp dat goed is aangepast aan de apparatuur duizenden keren kan worden herhaald zonder dat er sprake is van drift.
De number of axes on a spring machine determines how complex a shape it can make. A 3-axis machine can produce standard compression springs, while a 5-axis or 10-axis machine can handle more advanced forms. If you want to understand the basic mechanics, read hoe werkt een CNC-veermachine . Dit helpt u te begrijpen waarom bepaalde veerontwerpen gemakkelijker te produceren zijn dan andere.
Wanneer een veer een hoge veerindex of een zeer kleine draaddiameter heeft, heeft de machine een nauwkeurige controle van de draadspanning nodig. Anders kan de spoed variëren over de lengte van de veer, waardoor een inconsistente snelheid ontstaat. Het koppelen van een realistisch ontwerp aan de juiste CNC-vormmachine is de snelste weg naar een stabiel productieproces.
CNC-veereindslijpmachineserie voor nauwkeurige afwerking Deze serie biedt CNC-slijpen met servogestuurde wielen en automatische inspectie, geschikt voor het slijpen van veeruiteinden van draad van 0,3 tot 12 mm, waardoor vlakheid en parallelliteit wordt gegarandeerd die vereist zijn vóór montage in veeleisende toepassingen. Bekijk Product → De material of a compression spring is selected for the service environment and the required fatigue life. Common choices include carbon steel, oil-tempered spring steel, stainless steel, and alloy steels. For high-temperature or corrosive environments, stainless steel is often necessary, but it has a lower shear modulus and a different stress capacity.
Na het oprollen heeft de veer interne restspanningen die de levensduur van vermoeidheid kunnen verkorten. Er wordt gebruik gemaakt van een veertemperoven om het materiaal spanningsvrij te maken en de afmetingen te stabiliseren. Deze stap is niet optioneel voor hoogwaardige veren. De warmtebehandelingstemperatuur is laag genoeg om verandering van de microstructuur te voorkomen, maar hoog genoeg om de wikkelspanningen te verminderen.
Bij veren met geslepen uiteinden zorgt een CNC-veerslijpmachine ervoor dat de eindvlakken vlak en evenwijdig zijn. Dit verbetert de belastingsverdeling op de veer en voorkomt voortijdige slijtage van het pasvlak. De grinding operation is especially important when the spring is assembled in a compact cavity.
Dese mistakes show up again and again in new compression spring designs. Avoiding them will save you time and money.
Met deze checklist kunt u een compleet, maakbaar ontwerp aan uw verenfabrikant bezorgen.
De spring rate is the most important value because it ties the load to the deflection. A correct spring rate means the spring will do its job in the assembly.
Ga uit van de vereiste spanning en veerconstante. Een dikkere draad maakt de veer stijver en verhoogt de spanning bij een bepaalde belasting, dus de draaddiameter moet worden afgewogen tegen de gemiddelde spoeldiameter en het aantal actieve spoelen.
De veerindex is de verhouding tussen de gemiddelde spoeldiameter en de draaddiameter. Deze moet tussen 4 en 12 liggen. Een lage index verhoogt de interne spanning en maakt het oprollen moeilijk; een hoge index maakt de veer onstabiel en vatbaar voor knikken.
Ja. De veerconstante is omgekeerd evenredig met de kubus van actieve spoelen, dus het verminderen van actieve spoelen verstijft de veer. Maar je moet ook het totaal aantal spoelen en de vrije lengte binnen praktische grenzen houden.
Temperen verlicht de restspanningen die door het oprollen worden veroorzaakt. Het stabiliseert de afmetingen van de veer en verbetert de levensduur tegen vermoeiing. Voor de meeste hoogwaardige veren kan deze stap niet worden overgeslagen.
Geef de kleinste tolerantie op die de functie kan rechtvaardigen, niet de kleinste die de machine kan bevatten. Als de belasting op een bepaalde hoogte belangrijker is, tolerantie dan de veerconstante in plaats van de vrije lengte.
Het ontwerp van drukveren is een balans tussen berekeningen en praktische productie. De veer die op papier het beste werkt, is niet altijd degene die het gemakkelijkst te maken is. Door vanaf het begin het materiaal, de toleranties en de mogelijkheden van de machine in het oog te houden, kunt u veelvoorkomende storingen voorkomen en een veer krijgen die gedurende de gehele levensduur consistent presteert.
Mobiele QR-code
