Холодная осадка пружин

Пластическая холодная осадка пружин, навитых с шагом, большим, чем у пружин по ГОСТ, является последней операцией изготовления. Как правило, осадка производится до соприкосновения витков, при этом деформация наружных волокон сечения витка превышает упругую деформацию на 50... 100%. Осадка производится однократная или трёхкратная без значительной выдержки по времени. При разгрузке осаженной пружины сердцевина её витков, деформированная упруго, стремится освободиться от напряжений и вернуться в исходное положение, что не может осуществиться полностью, так как данный процесс тормозится пластически деформированными наружными слоями витков.

В результате такого взаимодействия в упругой части витков сохраняются в ослабленной степени напряжения, возникшие при осадке, в то время как пластически деформированные слои, расположенные ближе к поверхности витков, увлекаются упругой зоной и вновь получают некоторые деформации и напряжения, но по направлению уже противоположные тем, которые они имели при первичном нагружении

Возникшие таким образом отрицательные остаточные напряжения, складываясь с положительными от рабочего нагружения, уменьшают последние, что позволяет повысить нагрузку пружин в эксплуатации. Иными словами, в упругой области нагружения промежуточные волокна витков, находящиеся на середине радиуса, работают при напряжениях, в два раза меньших, чем наружные. А в момент пластической осадки в них возникают такие же высокие напряжения, как и на наружном волокне, если не учитывать упрочнения. При этом крутящий момент в сечении витка и усилие в пружине значительно возрастают.

Известно, что в пружинах малого индекса C=D/d, вследствие значительной кривизны витков, коэффициент концентрации напряжений на внутреннем волокне достигает 1,25...1,35.

Операция глубокой осадки уменьшает этот коэффициент почти до нуля, т.е. суммарные рабочие и остаточные напряжения, рассчитанные после осадки как для кривого бруса, мало отличаются от напряжений, рассчитанных для прямого бруса Поэтому упрочняющий эффект при осадке пружины малого индекса С<4 значительно выше, чем у нежёстких пружин с большим индексом С>10.