彈簧制造工藝

1、第五講:彈簧結(jié)構(gòu)分析與制造工藝（第四章：彈簧制造工藝）2014-8-3,上海講座用第一節(jié)：概述一:彈簧在電器產(chǎn)品中的應(yīng)用電器中常用的彈簧有：螺旋彈簧：（L壓縮彈簧;2：垃伸彈簧;3：扭轉(zhuǎn)彈簧；4：片黃）1：壓縮彈簧：在交流直動(dòng)式接觸器中常常采用壓縮彈簧一主要是觸頭壓縮彈簧和鐵心反力彈簧。如F 特性.電器的負(fù)載特性（機(jī)械特性）是電器的重要特性之一。作用在銜鐵上的機(jī)械力和銜鐵 行程關(guān)系特性P或F 一 了（訓(xùn)稱為機(jī)械特性,也稱反力特性。彈性元件（螺旋彈簧和簧片）構(gòu)成。彈簧構(gòu)成電磁電器機(jī)械特性（反力特性）如圖所示圖1電罌機(jī)械特性（反力特性）此特性是由作用于銜鐵的機(jī)械力和作用于觸頭的壓力組合而成的特性.

2、在斷路器上，觸頭也是采用壓縮彈簧，如下所示：2：垃伸彈簧在斷路器四連桿機(jī)構(gòu)多數(shù)采用，拉伸彈簧：在直流接觸器中的銜鐵反力彈簧是拉伸彈簧。3：扭轉(zhuǎn)彈簧：脫扣器上采用的扭簧。4：片黃：在繼電器中廣泛采用。從上述情況看，彈簧成為我們電器中一個(gè)十分重要的零件。它的質(zhì)量直接影響我們各種 電器的性能。二:彈簧的基本性能彈簧的基本性能是在載荷作用下產(chǎn)生形變，卸載時(shí)釋放能量恢復(fù)原形：加載變形過程遵 循一定的規(guī)律。1:彈簧的特性線:其特性就是：載荷R）與受形M）之間的關(guān)系曲線成為彈簧的特性線，如圖4-1所示，彈簧的特性線大致有三種類型：直線型；漸增型；漸減型尸圖彈簧的特性線一直線型 力一漸增33©一照減

3、型有些彈簧的特性線是上述兩種或三種的組合（圖4-2）,稱為組合型特性線 如壓縮彈簧 的特性線（圖4-2a）在開始加載時(shí)為漸減型，當(dāng)變形在整個(gè)工作區(qū)間的30%70$時(shí)為直.線 性，在最后的30$時(shí)為漸增型.又如圓錐彈簧的特性線（圖4-2c）,加載開始為直線,到一定程 度后,變?yōu)闈u增型;蝶形彈簧的特性線（圖4-2b）開始為漸減型，后為漸增型，整個(gè)特性線呈S 形；圖4-2d是兩個(gè)不同高度壓縮彈簧組合的特性線,加載開始只有一個(gè)彈簧承受載荷，當(dāng)加 載到一定程度時(shí),第二個(gè)彈簧也開始承受載荷，特性線成為兩個(gè)彈簧的特性線，因而其斜率發(fā) 生了改變.拉伸彈簧的特性線基本上是一條直線，由于其線性好,故廣泛用于電器元

4、件和“量 器具中."）氏潘理奘特性線 b）碟形彈或筋性線C）圜嫉彈茂特性蜒 d）兩個(gè)限的券藪怨A帶性侵圖2組合型特性a）壓縮彈簧特性曲線,b）碟形彈簧特性c）圓錐彈簧特性d）兩個(gè)壓縮彈簧組合特性曲線2.彈簧剛度（有兩種表述方法）彈簧所受載荷P與變形量F之比,即產(chǎn)生單位變形量所需荷載稱為彈簧剛度.對(duì)于壓縮和拉伸彈簧的剛度為(4-la)p=7式中產(chǎn)一壓縮和拉伸彈簧剛度（N/）；彈簧所受負(fù)荷力（N）;彈簧的變形量（mm）.對(duì)于扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度為(4-2a)式中M 扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度（N/C77Z）；M扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩（N cm）;扭轉(zhuǎn)彈簧的扭轉(zhuǎn)角.特性線為漸增型彈簧,其剛度隨著載荷的增加而增大;漸

5、減型彈簧,其剛度隨著載荷的增 加而減小.而對(duì)于直線型彈簧,其剛度不隨載荷變化而變化，即尸=£=常數(shù)r F或:nPP Gd f ,F y 8c'Gd,y(4-lb)(4-2b)“ =r8Pc3.MM =上=常數(shù)（P因此,對(duì)于具有直線型特性線的彈簧，其剛度也稱為彈簧常數(shù).彈簧的特性線對(duì)于設(shè)計(jì)和選用彈簧的類型起著重要的指導(dǎo)作用,設(shè)計(jì)彈簧時(shí)可用分析計(jì) 算及實(shí)驗(yàn)的方法找出它的特性線.但即使是最精確得計(jì)算，其結(jié)果和實(shí)際的數(shù)值也總會(huì)有一 定的差異.這是由于彈簧在制造過程中不可避免的存在工藝差異，所用材料組織也并非絕對(duì) 均勻之故.因此,在設(shè)計(jì)彈簧時(shí)必須經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，修改尺寸和參數(shù)，使之達(dá)到理

6、想的結(jié)果.三:彈簧的分類彈窿”型很多，分類方法不一,按其形狀和結(jié)構(gòu)可分為以下幾種類型。1:圓柱螺旋彈簧這類彈簧多數(shù)而圓形截而材料制成，但在同樣空間條件下需要更大的剛度時(shí)，可選用矩形截嗎材料。此中大致可分為三種類型:（1）:圓柱螺旋壓縮彈簧（圖4-3）這種彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，特性接近于直線型，剛度值較穩(wěn)定，（在電器產(chǎn)品中）應(yīng) 用最廣，簡(jiǎn)稱為壓縮彈簧。（2）:圓柱螺旋拉伸彈簧（圖47 ）這種彈簧性能和特點(diǎn)與壓縮彈簧相同。重要承受拉伸載荷，其特性線是直線型。由于有 初應(yīng)力和無初應(yīng)力的區(qū)別，故其特性線起點(diǎn)各異。多數(shù)由原形截面材料制成，簡(jiǎn)稱為拉 伸彈簧。陽4-5扭轉(zhuǎn)彈簧及其特性圖4-4拉伸井,及兀特

7、性”）有初叱力氣任奴 b允初應(yīng)力得通線（3）:圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧（圖4-5）這種彈簧主要承受扭矩作用，用于壓縮、儲(chǔ)能及轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，特性線呈直線型.多數(shù) 由圓形截面材料制成，簡(jiǎn)稱為扭轉(zhuǎn)彈簧。圖4-5 枷轉(zhuǎn)彈簧及其特性2.變徑螺旋彈簧包括錐形、雙錐形彈簧及不規(guī)則變直徑彈簧，后者應(yīng)用較少，（1）:圓錐形螺旋彈簧（圖4-6 ）這類彈簧的特點(diǎn)是穩(wěn)定性較好，結(jié)構(gòu)緊湊。K特性線開始是直線，隨著載荷的增加，逐 漸變成漸增形，有利于緩和沖擊和共振。（2）:中凸和中凹形彈簧（即雙錐簧）（圖4-7）這類彈簧的特性相當(dāng)于圓錐形彈簧。中凸形彈簧在某些場(chǎng)合可以代替圓錐彈簧使用：中 凹形彈簧主要用作坐墊和床墊。圖4-7 中凸

8、和中凹形彈簧及其特性3：懸臂梁式片狀彈簧這類彈簧由薄片材料制成，結(jié)構(gòu)形狀繁多。主要用于儀表及繼電器電器元件中。 此外，還有空氣彈簧、液壓彈簧、橡膠彈簧、彈性觸頭及扭桿彈簧等.第二節(jié):彈簧材料一:彈簧性能對(duì)材料的要求彈簧主要在動(dòng)載荷作用下工作，要求材料具有高的抗拉強(qiáng)度極限、屈服極限、彈性極限及疲勞極限，同時(shí)還要求具有高的沖擊韌性和塑性。在特殊條件下還要求其材料具 有耐熱、防腐、導(dǎo)電、防磁、耐低溫等性能“金屬材料在高溫、長(zhǎng)期載荷作用下，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生不同程度的變化。因此, 在高溫條件下工作的彈簧，其材料應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性能C在低溫下，一般金屬材料的抗拉極限、彈性極限均隨溫度下降而增大，沖

9、擊韌性和塑性 減小，變的冷脆。在低溫下工作的彈簧要選用具有穩(wěn)定的低溫性能和良好的低溫韌性的材料,在腐蝕介質(zhì)中匚作的彈簧，由于其表面受腐蝕介質(zhì)的作用而遭破壞，疲勞壽命將顯著下 降，因此要求其材料具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。對(duì)于電器中的彈簧要求其具有導(dǎo)電、防磁和恒彈性等性能。此外，彈簧材料還應(yīng)具有良好的加工工藝性°冷拉（軋）材料應(yīng)有均勻一致的強(qiáng)度和 塑性，以便容易成型。對(duì)于熱成型的彈簧材料，應(yīng)在熱狀態(tài)下容易成型，不易脫碳，并具有 良好的脆透性和低的熱敏感性,二:常用彈簧材料的性能及用途彈簧材料的種類按新的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB123989J斤列大致可以分為四大類：碳素彈簧鋼絲，合金彈簧鋼絲，彈簧用不銹

10、鋼絲和青銅線。按交貨狀態(tài)，金屬彈簧材料也可分為兩大類。一類是在成材過程中經(jīng)強(qiáng)化加工的絲（線）材和帶材，即通常所說的硬狀態(tài)、這 種材料在彈簧成型后不需要淬火，只需要進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的回火處理電器產(chǎn)品中所用彈簧 材料主要是這一類。另一類是熱軋材及在成材后以退火或高溫狀態(tài)供貨的絲材或帶材。這種材料 在彈簧成型后需要進(jìn)行淬火、回火處理。如合金鋼絲，異型鋼絲及馬氏體不銹鋼絲等。下面介紹各種彈簧材料的性能和用途。它有四個(gè)品種，即碳素彈簧鋼絲，琴鋼絲，閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲及油淬火回 火碳素彈簧鋼絲。這類材料可在-40120C條件下正常工作，其性能特點(diǎn)是強(qiáng)度高，性能好，價(jià)格便 宜，易于生產(chǎn)和加工，但是淬

11、透性差，防腐性能差，使用時(shí)須經(jīng)表面電鍍或發(fā)藍(lán)處理. 做小彈簧，在電器、儀表和機(jī)械中廣泛使用.碳素彈簧鋼絲GB4357-84（相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)中的H組、IH組）按用途分為三組。用于一般彈簧用于低應(yīng)力彈簧，如手動(dòng)按紐等。用于較高應(yīng)力彈簧，如接觸器.繼電器等電器產(chǎn)品中的各種彈簧.琴鋼絲GB4358-84（相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)中的碳素彈簧鋼絲I組、Ha組）此鋼絲用于制造丹e里交相即TJ，T際本處理以TI； 鋼絲按用途可以分為三組。G1組用于各種重要用途彈簧G2組用于各種高應(yīng)力彈簧，F(xiàn)組 用于閥門彈簧°F組鋼絲顯微組織應(yīng)為索氏體和托氏體，允許有少量的鐵素體0 其直徑一般在2.06. 0mm之間。閥門用油淬

12、火回火碳素彈簧鋼絲GB1359-84。它相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)中的重要用途彈簧鋼 絲。此種材料用于制造內(nèi)燃機(jī)閥門彈簧及其他類似條件所用的彈簧。油淬火回火碳素彈簧鋼絲GB4360-84,這種材料適用于一般普通機(jī)械彈簧，在電器 產(chǎn)品中僅在不太重要場(chǎng)合使用的彈簧。2.合金彈簧鋼絲這種房料由于在鋼中加入了硅、鎰元素，從而提高了強(qiáng)度、淬透性及回火穩(wěn)定性。其主 要性能特點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐沖擊。適于制造高負(fù)荷及沖擊頻率較高的各種重要彈簧。合金彈簧鋼絲主要有三種：即硅鎰合金彈簧鋼絲、銘硅合金彈簧鋼絲和絡(luò)銳合金彈簧鋼 絲。3:彈簧用不銹鋼絲彈簧用不銹鋼絲按組織可為三大類c線徑在6mm以下的一般為奧氏體不銹鋼，較大直徑 選用馬

13、氏體及沉淀硬化不銹鋼。按冶金部標(biāo)準(zhǔn)YB（Dll-83規(guī)定，鋼絲根據(jù)牌號(hào)和抗拉強(qiáng)度分為A、B、C三組?？筛鶕?jù)使用要求選用。lCrl8Ni9和0Crl9Nil0屬于奧氏體不銹鋼.這兩種材料耐腐蝕性能比較好，而且具有 耐高溫及耐低溫的特點(diǎn)，可以在300C以下正常工作。其強(qiáng)度取決于冷拉肘的減面太，減面 率越大強(qiáng)度越高。由于上述特點(diǎn)，使其在低壓電器產(chǎn)品及儀器儀表中被廣泛使用。但 由于其加工性能較差，故要求其材料在出廠時(shí)表面要加一層潤(rùn)滑涂層。一般是涂樹脂或鍍銀, 以改善其卷繞性能。如果用裸線，需要在卷繞時(shí)加肥皂等作為潤(rùn)滑劑，否則難以成形。0Crl7Ni8Al鋼屬于超高強(qiáng)度沉淀硬化不銹鋼。具有很高的強(qiáng)度和足

14、夠的韌性，可承受很 高的應(yīng)力。這種鋼在奧氏體狀態(tài)下加工性能好，耐高溫、耐腐蝕可冷成型。但是由于含有較 多貴重合金元素,熱處理工藝復(fù)雜，價(jià)格較昂貴，故一般多在兵器上使用。4.青銅線按國家標(biāo)準(zhǔn)主要分為三種類型：即硅青銅、錫青銅和鉞青銅。它們共同的性能特點(diǎn)是強(qiáng) 度和彈性都比較好，無磁性，導(dǎo)電性能好，耐磨、耐蝕及耐低溫。硅青銅線GB3123-82。硅青銅線具有較高的彈性、強(qiáng)度、耐磨性及無磁性，價(jià)格便宜, 因而在制造彈簧時(shí)廣泛采用。但是這種材料也有不足，QSi3-l有應(yīng)力腐蝕破裂傾向，冷成 型后長(zhǎng)時(shí)間存放會(huì)自行開裂。因此在彈簧冷繞成型后要及時(shí)進(jìn)行170220C低溫回火處理, 以消除應(yīng)力裂紋傾向，并使其合

15、金性能略有提高。錫青銅線GB3124-82。錫青銅線具有較高的力學(xué)性能和減磨性對(duì)過熱和氣體的敏感 性小，撞擊時(shí)不產(chǎn)生火花，抗磁性和耐低溫性能也好，有良好的耐堿性、導(dǎo)電性、可焊性也 比較好。但是在氯氣和酸溶液環(huán)境下，耐蝕能力較差。含錫量高的材料塑性較差，彈簧成型 困難。旋繞比較小的彈簧最好選用含錫量低的線材。該種材料的使用溫度不應(yīng)高于120c , 適于制造儀表彈簧。鉞青銅線GB3124-82.鉞青銅線具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、I：2和力學(xué)性能。經(jīng)調(diào)質(zhì)后， 有較高的強(qiáng)度、硬度、彈性、耐磨性、耐熱性、耐寒性和疲勞強(qiáng)度。此外，看良好的導(dǎo)電性、 導(dǎo)熱性、無磁性、撞擊時(shí)不產(chǎn)生火花，在大氣、海水和淡水中有較高的

16、耐蝕性。如經(jīng)過鈉鹽 鈍化，耐蝕性可以成倍提高，在低溫下無脆性。但是被有毒，而且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，價(jià)格較貴， 故使用上受到限制。主要用于制造各種重要用途的彈簧,如繼電器、精密儀表及載荷變化幅 度較大的彈性元件.這種材料常用的型號(hào)時(shí)QBe20此外，片狀彈簧材料為帶材，低壓電器和繼電器都采用片狀彈簧片。第三節(jié)：彈簧的結(jié)構(gòu)型式與參數(shù)一：壓縮彈簧圓柱螺旋壓縮彈簧由于容易生產(chǎn)、工藝簡(jiǎn)單，所以廣泛應(yīng)用，這種彈簧多數(shù)由園截面材料制 成,但是，有時(shí)為了提高其剛度,在一定條件下，采用矩形截面材料。還有其它類型。1:壓縮彈簧的端部結(jié)構(gòu)壓縮蹄簧端部結(jié)歷型式較多，根據(jù)條件自行設(shè)計(jì)。一般常用的有三種：見表4T所示。*4-1

17、EE縮彈簧靖部結(jié)構(gòu)CGB1239e2-89)2：彈簧的直徑彈簧的中徑!B是彈簧的公稱尺寸，也是各參數(shù)計(jì)算的依據(jù).生產(chǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格控制外 徑的偏差，其偏差可由國標(biāo)中查出。：當(dāng)彈簧兩端固定時(shí)，從自由長(zhǎng)度壓到并緊時(shí)，直徑的增大值。為：,2 _42ADR. 05 -,（4-3a）D：當(dāng)兩端面與支承座間可以自由回轉(zhuǎn)，摩擦力比較小時(shí)，直徑的增大值。為:AD=0. 1r-O.8rJ-O.2J2D式中，D彈簧中徑（曲）；i彈簧節(jié)距（mm）;d一一彈簧材料直徑（皿，：彈簧的旋繞比C,彈簧的中徑。與材料的直徑d之比稱為彈簧的旋繞比，即彈簧指 數(shù)。即C 二一(4-4)d表4-2(838)彈簧指數(shù)。的參考值鋼絲直徑

18、 d (mm)0.204 0.5-11. 1 2. 2 2. 567161650彈簧旋繞比C 714512510494846/?!=/! +小I/3：彈簧的圈數(shù)式中，彈簧的有效圈數(shù):HI一一彈簧的總?cè)?shù)：小彈簧的支承圈數(shù)。 4：彈簧的螺旋角和節(jié)距痛簧訪旋轉(zhuǎn)角a一般取5。10 a >10。時(shí)，則計(jì)算彈簧變形應(yīng)考慮螺旋角的影響。螺旋角由下式計(jì)算:7：彈簧剛度彈簧剛度是指使彈簧產(chǎn)生單位變形所用的載荷，即, = /,剛度由 下式計(jì)算：(4-10)GerP 8而式中，G彈簧材料切變模量（N/“2）；4 一彈簧絲直徑（mm）；一彈簧的有效圈數(shù)；。一彈簧中徑（mm）；了一彈簧的變形量（有時(shí)也用此尸符合

19、表示）。8：彈簧的負(fù)荷計(jì)算彈簧所受負(fù)荷（彈簧力）P等于其剛度與變形量/的乘積。如下式:P = P f（4-11）圖4-8壓縮彈簧工作圖R一初壓力：與一終壓力；匕一極限壓力:力一初壓力變形量：力一終壓力變形量；一極限變形量二：拉伸彈簧由于其工作時(shí)線性比較好，因而在計(jì)量器和電器中得到廣泛應(yīng)用。但由于 端部鉤環(huán)加工較難，且易損壞影響壽命，使用時(shí)乂受到限制，故盡可能采用壓縮 彈簧代替。拉伸彈簧采用材料多為圓鋼絲。1：拉伸彈簧的端部結(jié)構(gòu)其端部結(jié)構(gòu)主要時(shí)鉤環(huán)形狀。一些常用的已經(jīng)納入國際標(biāo)準(zhǔn)，見表4一2。 在設(shè)計(jì)和選用端部結(jié)構(gòu)型式時(shí)，主要考慮彈簧在機(jī)構(gòu)中的安裝方式，空間條件及 教荷性質(zhì)等因素。在滿足使用的前

20、提下，盡量選用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)型式。由于LI、LII、LIII型式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，故在允許的條件下，盡量 推薦選用。拉伸彈If的端部結(jié)構(gòu)(GB1239-I89)11 碗畬 Ji "12：彈簧的圈數(shù)拉伸彈簧的總?cè)?shù)就是有效圈數(shù)，工作圈數(shù)一般最少為2。拉伸彈簧的變形量除考慮彈簧變形量外，還應(yīng)考慮到鉤環(huán)的變形量。一般 半圓鉤環(huán)每端考慮0. 2圈，整圈鉤環(huán)每端考慮0. 5圈，對(duì)于圈數(shù)較多的可不考慮。3：彈簧的自由長(zhǎng)度拉伸彈簧的自由長(zhǎng)度“。是指兩端鉤環(huán)內(nèi)側(cè)的距離，見式(4-12)o端部為半圓鉤環(huán)時(shí):“o= （+1） d +， 端部為圓鉤環(huán)時(shí)：“u= （n+1） d +20 端部為圓鉤環(huán)壓中心時(shí)：

21、"o= （h+1.5J） +2R(4-12a)(4-12b)(4-12c)4：彈簧的螺旋角及節(jié)矩拉伸彈簧的節(jié)矩/七4,因而螺旋角很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)。 5：展開長(zhǎng)度5： 展開長(zhǎng)度質(zhì)伸彈簧材料的展開長(zhǎng)度L式（4-13）：£ =4。+鉤環(huán)部分展開長(zhǎng)度（4-13）式中，。一彈簧中徑（nrn）；6：拉伸彈簧的工作圖，如圖4-9所示,圖"T ,也仍克性工作商一彈簧圈數(shù)。7：拉伸彈簧的負(fù)荷計(jì)算拉伸彈簧的負(fù)荷等于其剛度與變形量的乘積，見式（4-14）：P = p'（4-14）式中，/）一拉伸彈簧的剛度（N/）；%一拉伸彈簧的工作長(zhǎng)度（mm）；。-拉伸彈簧的自由長(zhǎng)度（

22、mm）。三：扭轉(zhuǎn)彈簧圓底螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧也是一種應(yīng)用較廣的彈簧。扭轉(zhuǎn)彈簧所用的材料截面多為圓形。1:扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)型式2：彈簧受載后直徑的變化力；HQ-式中“一彈簧內(nèi)衣(ramhJ扭轉(zhuǎn)變形角"有效圜數(shù)。為了避免彈簧與心軸發(fā)生抱紫現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)彈簧的心軸必須比最大工作扭矩作用下的彈簧 內(nèi)徑小10%。彈簧在扭矩作用下圈數(shù)增加2見式(4-16)/E =的 k(4163.彈簧的旋向扭轉(zhuǎn)彈黃的旋向應(yīng)與外加扭矩的方向相同，這樣可使殘余應(yīng)力減緩部分工作應(yīng)力。 A 盤iti轉(zhuǎn)彈貨的旋向應(yīng)與外加扭矩的方向相同，這樣可使殘余應(yīng)力減緩部分工作應(yīng)力。4.彈簧的節(jié)距和螺旋角扭轉(zhuǎn)彈低的節(jié)距/見式（4T7）t2=4 +

23、6式中d彈低材料直徑（nim）j6彈簧閽間間隙（mm）0扭轉(zhuǎn)彈簧的螺旋角。見式（4-18為ta = arc tg扭轉(zhuǎn)彈黛節(jié)距一般都比較小，因而其螂旋角也比較小。5彈簧的自由長(zhǎng)度把轉(zhuǎn)彈簧的自由長(zhǎng)度。見式（4-18）。H. = mf + d；，+掛鉤在彈簧軸線上的長(zhǎng)發(fā)(477) .(4-18 a)(4-18b >6:展開長(zhǎng)度 U 扭轉(zhuǎn)彈簧的材料展開長(zhǎng)度工見式（4T9）,(4-19)1.扭轉(zhuǎn)界黃剛度產(chǎn)生單位變形角所需的扭矩叫扭轉(zhuǎn)彈黃的剛度M，其曲見式（4-20九M Ed'4 3670D?式中E那簧材料的彈性模4（N/mm）.(4-20)d彈費(fèi)材料直徑（mm）。一彈簧中程（mm）i火彈黃

24、有效鑿數(shù)。8,扭轉(zhuǎn)彈簧工作圖見由4Toe8：扭轉(zhuǎn)彈簧工作圖9：扭轉(zhuǎn)彈簧扭矩的計(jì)算第四節(jié)：彈簧制造工藝重點(diǎn)介紹冷卷彈簧的制造工藝。線徑在0.114皿線材所制彈簧，多數(shù)采用冷卷的 方法。根據(jù)生產(chǎn)批量及設(shè)備條件可采用機(jī)械繞制和手工繞制.機(jī)械繞制有分為有芯卷繞 及無芯卷繞兩種。一:冷成型彈簧的制造工藝彈簧線材在常溫下加工成型為冷成型。所用材料一般分為兩大類。一類為硬狀態(tài)材料， 冷成型后只需進(jìn)行消除因冷成型時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；另一類為軟狀態(tài)材料,即在冷成型 后需進(jìn)行淬火和回火處理。冷成型彈簧加工大致可分為下列幾個(gè)工藝過程當(dāng)用成型后不需淬火處理的材料生產(chǎn)彈簧時(shí),工藝過程為:第一類：卷簧（即繞制）、低溫回火、

25、端部加工、二次回火（壓縮彈簧不需進(jìn)行）、機(jī)械 強(qiáng)化處理（有特殊要求時(shí)進(jìn)行）、檢驗(yàn)、表面防腐處理等。第二類：當(dāng)用成型后需進(jìn)行淬火處理的材料生產(chǎn)彈簧時(shí)，與上不同的只是彈簧成型后要 進(jìn)行淬火、回火處理,其它工序基本相同。下面主要介紹用成型后不需淬火處理的材科生產(chǎn)彈簧的各種工藝。（一）：圓柱螺旋彈簧的繞制工藝彈簧的繞制是彈簧生產(chǎn)過程市的主要工序。彈簧的繞制分為無芯卷繞和有芯卷繞兩種。用芯軸繞制出的彈簧,內(nèi)徑均大于芯軸直徑，這種現(xiàn)象稱為回彈。影響回彈量大小的因 素教多，主要有材料的力學(xué)性能、旋繞比及工藝裝置等。1）:材料力學(xué)性能的影響回彈量與材料的抗拉極限強(qiáng)度6成正比，與彈性模量片成反比。也就是的值愈大

26、, 則回彈量愈大。當(dāng)材料的力學(xué)性能不穩(wěn)定時(shí)，回彈量的大小也不一樣，導(dǎo)致整個(gè)彈簧外徑不均 勻。2）:彈簧指數(shù)的影響回彈與彈簧指數(shù)（即旋繞比）成正比。即旋繞比越小，回彈量亦越小。這是因?yàn)殇摻z彎曲 程度越大,在其截而內(nèi)塑性變形比重越大,導(dǎo)致回彈量變小。3）:工裝及繞制方向的影響工裝對(duì)回蝙量的影響有二：一是導(dǎo)向裝置距離繞桿（芯軸）的遠(yuǎn)近，遠(yuǎn)則回彈量大,近則回 彈量?。欢抢@制時(shí)鋼絲所受拉力的大小，拉力大時(shí)回彈量減小,拉力小時(shí)回彈量增大。另外與進(jìn)線方向也有關(guān),如果按鋼絲原有的彎曲方向繞制，回彈量較大，反之則教小。計(jì)算冷繞彈簧回彈量大小的實(shí)質(zhì)就是要確定繞制芯軸的直徑。由于影響回彈量的因素較 多,只能用經(jīng)驗(yàn)

27、公式加以計(jì)算,芯軸直徑D。的計(jì)算見式（4-22）或式（4-23）；(4-22)式中式中(mm);(mm);Do-一芯軸直徑Dx一彈簧內(nèi)徑 C 一一旋繞比：b材料的抗拉極限強(qiáng)度（N/mnC ;E材料的彈性模量（N/mnf）。n I.02J.A = -?-d- + 1.85D E(4-23)D彈簧中徑（mm）;孑-彈簧鋼絲直徑（mm）.芯軸的精度直接影響彈簧的繞制質(zhì)量。所以芯軸所用材料應(yīng)為彈簧鋼或碳素工具鋼，經(jīng)熱處理手表而應(yīng)磨光。表而粗糙度應(yīng)不低于R3 3 m,表面硬度不低于45HRCo（二）：冷卷彈簧的熱處理工藝對(duì)于直徑小于8nm1,且經(jīng)過強(qiáng)化處理的硬狀態(tài)鋼絲，冷卷成型的中、小型彈簧，因其性能已

28、經(jīng)基本達(dá)到技術(shù)條件的要求，故不需要進(jìn)行高溫淬火及中溫回火處理。但應(yīng)進(jìn)行低溫回火，以消除因冷成型所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并起到定型的作用，還可使其彈性極限和強(qiáng)度有所提 育。1:回火規(guī)范回火的溫度及保溫時(shí)間要根據(jù)材料的種類及直徑的大小而定.：碳素彈簧鋼絲及琴鋼絲的回火溫度一般在25CTC 300C之間。鋼絲直徑較 小時(shí)，要用較低的溫度及較少的保溫時(shí)間，規(guī)范見表4-4。表4-4碳素彈簧鋼絲回火規(guī)范鋼絲直徑加熱溫度（）保溫時(shí)間（min）W0.8220250170. 81. 2201. 22. 0252. 04. 0270280354. 0一6. 045對(duì)于拉伸彈簧回火時(shí)，要考慮是否有初應(yīng)力要求。有初應(yīng)力要求的

29、拉伸彈簧在回火時(shí), 溫度要按上表規(guī)范降低10-30r0材料牌號(hào)鋼絲直徑（mm）加熱溫度（）保溫時(shí)間（min）50CrVAW2.03603802050CrVA>2.03804003060Si2MnAW2.03804002060Si2MnA>2i2MnWAW2in2MnWA>2.0440-46030：油淬火回火合金彈簧鋼絲冷卷成彈簧后也要進(jìn)行消除應(yīng)力的回火，規(guī)范見表4-5。 表4-5油淬火回火合金鋼絲回火規(guī)范。鋼絲直徑愈小，拉拔次數(shù)愈多,強(qiáng)度就愈高.當(dāng)直徑大于6mm時(shí)，由于拉撥次數(shù)少、減面率小，強(qiáng)度較低，因此，直徑較大的彈簧

30、一般不選用奧氏體不銹鋼，用冷拉奧氏體不銹鋼絲冷繞成彈簧后，需要進(jìn)行消除應(yīng)力 的回火處理?；鼗鸷髲?qiáng)度可提高8%,回火規(guī)范見表4-6。表4-6奧氏體不銹鋼絲回火規(guī)范鋼絲直徑（mm）加熱溫度（°C）保溫時(shí)間（min）W3.0340-38030>3.0380-40030目前國內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)口奧氏體不銹鋼絲較多：由于各國工藝條件不同，所以在確定回火規(guī)范 時(shí)要根據(jù)具體情況而區(qū)別。如日本進(jìn)口的SUB-304鋼絲用350回火為宜：瑞典的177PH,用380C回火溫度適合，氏體不銹鋼絲的回火溫度低于340匕,線徑在1mm以下的小 線徑鋼絲，其回火溫度應(yīng)在280-310之間。銅合金線（錫青銅、硅青銅）供

31、貨時(shí)均已經(jīng)過冷拉強(qiáng)化加工。冷卷成彈簧后，只需要 進(jìn)行消除應(yīng)力的回火處理?；鼗鸷?，強(qiáng)度稍有提高，但回火溫度高于220時(shí)強(qiáng)度將下降， 回火規(guī)范見表4-7。表4-7銅合金線回火規(guī)范銅線直徑（皿）加熱溫度CO保溫時(shí)間（min）W2.0180-20040-60>2.0180-22060-90沉淀硬化不銹鋼和鉞青銅冷卷彈簧后要進(jìn)行時(shí)效處理，從而提高其強(qiáng)度并獲得較高的 綜合力學(xué)性能。規(guī)范見表4-8和4-9o表4-8沉淀硬化不銹鋼時(shí)效處理規(guī)范材料牌號(hào)時(shí)效溫度CC）保溫時(shí)間（h）Ni36CrTiAl600650240Crl7Ni7Al480500120Crl5Ni7Al48050012Ni42CrTi55

32、060024Co40CrNiMo4505504NCu28-2. 5-1. 5300-34012Ni42CrTi600-65024Crl5Ni36W3Ti一次 780790,二次 73074082 5Crl4Ni25Mo65070081 6表4 - 9鉞青銅線時(shí)效處理規(guī)范供貨狀態(tài)時(shí)效溫度CC）保溫時(shí)間（min）軟(M)180%硬(6Y)315 15120(Y)硬60經(jīng)回火后的彈簧如再經(jīng)幾何尺寸休整，則必須進(jìn)行二次回火。二次回火時(shí)加熱溫度不變, 而保溫時(shí)間要縮短為原規(guī)范的1/3o如拉伸彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧一般均要在鉤、臂加工完成后進(jìn) 行二次退火。2：回火設(shè)備目前采用的回火設(shè)備主要有兩種:硝鹽爐和高溫鼓風(fēng)

33、電路。（D：硝鹽爐即鹽浴爐這是目前國內(nèi)各彈簧廠廣泛使用的彈簧回火設(shè)備 它由熱電偶及溫度計(jì)自動(dòng)控制硝鹽溶 液的溫度。溶液由55%的硝酸鉀和45$的硝酸鈉混合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度均勻、控溫準(zhǔn) 確、投資少。缺點(diǎn)是硝鹽蒸汽對(duì)人體有害、污染環(huán)境，另外還要配有沖冼的熱水槽、冷水 槽、烘干箱等輔助設(shè)備。在沖洗不徹底時(shí),彈簧表面附著的硝鹽影響表面防腐處理的質(zhì)量.（2）:高溫鼓風(fēng)電爐這是國內(nèi)目前新近采用的回火設(shè)備,加熱最高濕度為500-C.這種設(shè)備是在原普通電熱 干燥箱的基礎(chǔ)上,加裝鼓風(fēng)裝置，促使?fàn)t內(nèi)熱空氣流動(dòng),保證零件受熱均勻。爐內(nèi)上、中、 下三點(diǎn)分裝三個(gè)控溫元件，（現(xiàn)在多數(shù)為上部一個(gè)），由水銀溫度計(jì)控制溫

34、度。這種設(shè)備的特 點(diǎn)是使用操作方便梗,不污染環(huán)境,處理后的彈簧短時(shí)間存放不易腐蝕并容易進(jìn)行表面處理。 缺點(diǎn)是開口散熱快速哽回火保溫時(shí)間要相應(yīng)延長(zhǎng)。（三）：彈簧的端部加工抽春南端部加工一筋在彈簧冷卷成型,經(jīng)一次低溫回火后進(jìn)行。除非是由一次成型的現(xiàn) 代化設(shè)備加工的彈簧不需再經(jīng)端部加工。彈簧端部加工包括壓縮彈簧兩端而的磨削加工,拉仲彈黃兩端（或一端）鉤環(huán)的加工及 扭轉(zhuǎn)彈簧兩支承臂的加工。YI型商兩端面要進(jìn)行磨削加工。目的是增加彈簧使用時(shí)的穩(wěn)定性，并改善垂直度。 現(xiàn)在部分大工廠多數(shù)已采用彈簧端而磨平機(jī)進(jìn)行。這種設(shè)備能一次同時(shí)將彈簧兩端面磨好. 經(jīng)磨平機(jī)磨削的彈簧兩端面平而度好,平行度亦好,兩端而與彈簧

35、軸線的垂直度也比較好。 在不具備條件的中、小企業(yè)，一般采用砂輪、手工磨削。手工磨削的質(zhì)量差,效率低，只能 適用于中、小批量生產(chǎn)。彈簧磨平要選擇適當(dāng)?shù)纳拜?，包括磨料及粒度等。磨削時(shí)應(yīng)注意吃刀量不宜過大，以防過熱導(dǎo)致端圈變形。壓縮彈簧端面磨平部分應(yīng)不少于圓周的3/4,端頭厚度一般為線徑的1/31/4,最薄不 少于l/8d,端面粗糙度不大于U2. 5 u嘰拉伸彈簧端部的鉤環(huán)一般均由手工工裝完成。目前國內(nèi)只有少數(shù)幾家工廠擁有現(xiàn)代化進(jìn) 口的拉伸彈簧自動(dòng)繞制機(jī)及萬能加工中心。在這兩種設(shè)備上,拉伸彈簧可一次成型,無需手 操作。在一般條件下,拉伸彈簧先由萬能自動(dòng)卷簧機(jī)繞制成圓柱形的彈簧體,經(jīng)回火處理后再 加工

36、兩端鉤環(huán)。常見的鉤環(huán)有半圓鉤環(huán)、圓鉤環(huán)及長(zhǎng)臂半圓鉤環(huán)。長(zhǎng)臂半圓鉤環(huán)需用工具將 彈簧體兩端圈展成直線、彎起，再彎成半圓鉤環(huán)。目前有兩種方式,一種是由扭轉(zhuǎn)彈簧繞制機(jī)繞出兩端帶直尾的彈簧（也可借助附件一次 成型），然后借助彎形工具將兩臂彎成所需形狀；另一種是先由普通萬能自動(dòng)卷簧機(jī)卷出彈 簧體,再用工裝或手工將兩端展成直線,然后按要求彎制兩臂。當(dāng)然也可用芯軸繞出兩端 帶直尾的彈簧,再由工具或手工來加工兩臀。目前國內(nèi)扭轉(zhuǎn)彈簧的生產(chǎn),絕大多數(shù)仍采用有芯卷繞、工裝手工彎形的辦法,其效率很 低，質(zhì)量較差。二:熱成型彈簧的制造工藝當(dāng)彈簧所用材料直徑大于12nm時(shí),由于冷繞成型困難,多數(shù)用熱繞工藝。對(duì)于線徑5 1

37、0mm,旋繞比比較小的彈簧,有時(shí)也采用熱繞的方法。熱繞彈簧的工藝流程一般為：下料、端頭、鍛扁、加熱、用芯軸繞制成型（開節(jié)距及整 形）、熱處理（淬火、回火）、端部加工、機(jī)械強(qiáng)化處理、檢驗(yàn)、表而防腐處理等。這些工藝 過程可根據(jù)材料狀態(tài)、設(shè)備條件、設(shè)計(jì)要求及加工方法等情況適當(dāng)調(diào)整和采用。在槽下料可根據(jù)事先計(jì)算好的尺寸,采用沖床或鋸床下料。下料的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)加工方法來確 定。當(dāng)采用兩端鍛扁工藝時(shí)，下料長(zhǎng)度應(yīng)短于彈簧的展開長(zhǎng)度。下料長(zhǎng)度£計(jì)算見式（4- 24）:L X 冠）（% - 0.3 0.4）（4-24）式中一彈簧中徑（mm） sm一彈簧總?cè)?shù):（二）:加熱卷繞成型加熱卷繞主要是不J用材料

38、在高溫下強(qiáng)度低、塑性好的特點(diǎn)，使之容易成型。加熱溫度應(yīng) 按所用材料的熱處理規(guī)范選擇。加熱時(shí)要保證燒透，并使其受熱均勻。繞制芯軸要比彈簧內(nèi) 徑小0. 31mm,具體尺寸由試?yán)@確定。（三）：開節(jié)距和整形這道工序是經(jīng)人工對(duì)彈簧的各幾何尺寸進(jìn)行修整,以使其達(dá)到圖樣要求。（四）：熱卷彈簧的熱處理熱卷彈簧經(jīng)幾何尺寸修整后，均需進(jìn)行淬火、回火處理。最好是在熱成型后，利用余熱 立即淬火,這樣可省去部分加熱時(shí)間，并減少表面氧化脫炭的程度,既經(jīng)濟(jì)又改善了彈簧表而 的質(zhì)量。彈簧的淬火溫度可根據(jù)材料的臨界溫度而定。一般碳素彈簧鋼絲淬火加熱溫度在780830：硅銃鋼絲如60Si2Mn,淬火加熱溫度為860880C： 6

39、5Mn鋼絲淬火加熱溫度為810 830。目前淬火加熱設(shè)備多為煤氣火焰爐、電爐、或鹽浴爐。為了防止彈簧淬火加熱變形，有 時(shí)可采用各種專用的淬火夾具。彈簧淬火后，要進(jìn)行中溫回火。目的是要得到較高的彈性極限、強(qiáng)度極限和疲勞強(qiáng)度， 并保持適當(dāng)?shù)捻g性。各類彈簧在淬火、回火后的硬度值為4550HRC.常用彈簧材料熱處理 規(guī)范見表4-10o表4-10常用彈簧材料熱處理規(guī)范材料型號(hào)淬火回火適用范圍加熱溫度 CC)冷卻介質(zhì)硬度HRC加熱溫度 ()硬 度HRC65780830水或油400600材料直徑小于15mm的螺旋75780-830水或油400600彈簧，彈簧墊圈85780820水或油3804603640載荷

40、較小的小螺 旋彈簧、片彈簧65Mn810830油或水>604005004245板簧，5 10mm的 簧片及材料直徑在7 15mm的螺旋笄簧55Si2Mn860880油>584004504550材料直徑在10 -25mm的螺旋彈簧60Si2MnA860880油>60400440455055Si2Mn860880油>58480500363444HBS厚度812mm的板彈簧60Si2MnA860880油>6050052070Si3MnA840860油>624204804852大截面的重載彈簧65Si2MnWA840860油>624304804852大截面的重

41、載彈 簧50CrMn840860油>58400550截面較大,較重要 的板簧及螺旋簧50CrVA850-870油>58400450388415HBS大截面重要彈簧3704204550300以下工作的 高溫彈簧60Si2CrVA850870油>60430480455250CrMnVA840860油>5842045055SiMnMoV860880截面的重載彈簧55SiMn>foVB55SiMnMoVNb三:彈簧的機(jī)械強(qiáng)化處理承簧疝械強(qiáng)化處理的目的是用機(jī)械的方法使彈簧材料內(nèi)部產(chǎn)生與工作應(yīng)力方向相反的 應(yīng)力，從而提高彈簧的承載能力，并提高彈簧的使

42、用壽命。目前所用的強(qiáng)化處理工藝主要有 兩種：強(qiáng)壓處理和噴丸處理。1:強(qiáng)壓處理強(qiáng)壓處理包括強(qiáng)壓.強(qiáng)拉和強(qiáng)扭.對(duì)于工作應(yīng)力較大，比較重要及節(jié)距較大的壓縮彈簧 應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)壓處理。如閥門彈簧、兵器上使用的撞針、引信彈簧等。強(qiáng)壓處理就是將彈簧成品用機(jī)械的方法,從自由狀態(tài)強(qiáng)制壓縮到最大工作載荷高度(或 壓并高度)35次，使金屬表而層產(chǎn)生塑性變形,從而得到與彈簧工作應(yīng)力相反的應(yīng)力。(這樣使彈簧在工作時(shí),應(yīng)力危險(xiǎn)點(diǎn)從金屬絲表面移到內(nèi)部,從而達(dá)到提高彈簧材料彈性極限的 2:噴丸處理噴丸處理是提高機(jī)械零件疲勞壽命的有效方法之一,在彈簧制造中應(yīng)用較廣。噴丸處理就是用高速彈丸轟擊彈簧表面,使其形成一定厚度的表面強(qiáng)化層。

43、強(qiáng)化層內(nèi)形 成較高的應(yīng)力。這種應(yīng)力在彈簧工作時(shí)能抵消一部分變載荷作用下的最大拉應(yīng)力，從而提高 彈簧的疲勞強(qiáng)度。另外,通過噴丸處理還可清除彈簧表面的疵病。噴丸的效果取決于彈丸的材料、硬度、尺寸、形狀及噴射的持續(xù)時(shí)間。噴丸處理主要應(yīng) 用于大、中型彈簧,特別是熱成型彈簧。大多數(shù)彈簧均在不同程度的腐蝕性環(huán)境中工作。由于化學(xué)和電化學(xué)的作用,金屬表面受 到腐蝕,使彈簧過早損壞。因此,彈簧必須進(jìn)行防腐處理。彈簧的防腐處理就是用抗腐蝕材料覆蓋于彈簧表面,形成保護(hù)層。這層保護(hù)層把彈簧與 腐蝕介質(zhì)隔開，達(dá)到防腐的目的。目前常用的有三種方法:電鍍、氯化和涂漆。1：電俵電球是獲得金屬表面保護(hù)層的有效方法，也是用于彈簧

44、防腐處理的主要方法。它的特點(diǎn) 是鍍層附著力好,結(jié)晶細(xì)致緊密,孔隙率小,厚度均勻,并有良好的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。電鍍有鍍鋅、鍍鎘、鍍銅、鍍銘、鍍銀、鍍錫等多種，應(yīng)用最普遍的是鍍鋅，彈簧鍍鋅表面一般為白色或彩色。鋅在干燥的大氣中幾乎不發(fā)生變化。在潮濕的空氣或 含有二氧化碳的水中會(huì)生成氧化鋅白色薄膜,這層薄膜能起到緩蝕的作用。鍍鋅層適合各種 大氣條件下使用。但在含有酸、堿、鹽的水溶液中及在純海洋性大氣條件下,鋅的抗腐蝕能 力較差。鍍鋅的特點(diǎn)是成本低，工藝簡(jiǎn)便，效果較好。被廠泛用于大氣中使用的中小型彈簧 的防腐。生氫脆;在酸次和電鍍時(shí)一定要特別汪意。2:氨化處理屬簧的表而氧化處理也稱發(fā)蘭和發(fā)黑處理。

45、氧化處理后,彈簧表面生成保護(hù)性的磁性氧化鐵，厚度約為0.62 um。由于膜薄且多孔隙，保護(hù)能力較差。因此，氧化處理只能用于 在腐蝕性不強(qiáng)的介質(zhì)中工作的彈簧防腐。由于氧化處理成本低，工藝配方簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,不影響彈簧的特性,所以廣泛用于冷成型小型彈簧的表面防腐。除氧化處理外，還有化處理。磷化膜在一般大氣條件下較穩(wěn)定。其抗腐蝕能力比氧化 處理高21 0倍。3：涂漆涂漆也是彈簧防腐的主要方法之一。多在大、中型彈簧中使用，特別是熱成型彈簧及板用于彈簧的油漆主要有：瀝青漆、酚醛漆和環(huán)氧漆。對(duì)于重要的彈簧，為提高油漆的附著力和防腐能力，也可采用先磷化后涂漆的工藝。常用的涂漆方法是噴漆和浸漆。隨著工藝技術(shù)

46、的發(fā)展，為了提高工作效率、油漆的利用 率和涂漆的質(zhì)量，應(yīng)推廣靜電噴涂和電泳涂漆工藝。第五節(jié)：彈簧的檢驗(yàn)與質(zhì)量控制彈簧的檢驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^各種試驗(yàn)方法和手段對(duì)彈簧各種幾何參數(shù)及性能進(jìn)行測(cè)定。對(duì)其 質(zhì)量進(jìn)行正確的評(píng)估。從而把彈簧的質(zhì)量定:止化和數(shù)據(jù)化。按照工藝流程，彈簧檢驗(yàn)分為以下幾個(gè)步驟：一：彈簧材料的檢驗(yàn)這是彈簧生產(chǎn)過程質(zhì)量控制的首要問題。包括外觀、幾何尺寸檢驗(yàn)和理化試驗(yàn)兩大部分。11外觀及幾何尺寸梅ft檢驗(yàn)人員首先根據(jù)有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的直徑、圓度單圈挑起的高度、表面缺陷等等。2：彈簧材料的理化檢驗(yàn)此外，還要進(jìn)行對(duì)材就抽樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)和化學(xué)成分分析試驗(yàn)。確定是否符合國際 標(biāo)準(zhǔn)要求，以確定其彈

47、簧的生產(chǎn)工藝。力學(xué)性能試驗(yàn)包括三項(xiàng)：抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)次數(shù)試驗(yàn)和彎折次數(shù)試驗(yàn)。化學(xué)成分分析試驗(yàn)就是對(duì)材料組織成分進(jìn)行定量分析。二：生產(chǎn)工藝過程中的檢驗(yàn)內(nèi)容主要是有首件檢驗(yàn)、中間抽檢、序間檢驗(yàn)及完工檢驗(yàn)。1：首件檢驗(yàn)首件自驗(yàn)至關(guān)重要。2:中間抽檢為確根.疊在生產(chǎn)中質(zhì)量的穩(wěn)定，除操作者每10分鐘自檢一次外，檢查員要每隔0.5 小時(shí)抽色一次，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修正。3：序間檢驗(yàn)在生產(chǎn)過程中要進(jìn)行各工序的傳遞，在轉(zhuǎn)工序時(shí)要進(jìn)行按比例的抽樣檢查。確認(rèn)合格后 方可轉(zhuǎn)入下道工序。4：完工檢驗(yàn)及包裝檢驗(yàn)除不銹鋼絲、青銅線外其它鋼材所制彈簧，一般需進(jìn)行表明防腐處理。彈簧經(jīng)過酸和電 鍍后不同程度發(fā)生特性的改變，小彈簧尤

48、其明顯，因此包裝前必須再進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保合格 成品包裝。第六節(jié)：彈簧設(shè)備及生產(chǎn)自動(dòng)化高精度、高效率、多功能的卷簧機(jī)在一些比較發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)很普遍。一、彈簧加工設(shè)備彈簧加工設(shè)備種類繁多，發(fā)展也相當(dāng)快。特別市7 0年代以來出現(xiàn)了扇形體送料機(jī)構(gòu)的 卷簧機(jī)，8 0年出現(xiàn)了 CNC電子計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化卷簧機(jī)，使彈簧生產(chǎn)技術(shù)向著高精度、 高效率占展：目前圓色螺旋彈簧加工設(shè)備按用途和功能可分為四大類型。(一)萬能自動(dòng)卷簧機(jī)這是一種通用型圓柱螺旋彈簧加工設(shè)備。如德國瓦菲奧斯(WAFI0S)公司的FS系列、瑞士申克爾(SCHENKER)公司的FA系列、日本奧野(0KUN0)公司的M系列等卷簧機(jī)都屬于這一類。這

49、類機(jī)床能繞制圓柱、變“距、變直徑、密卷等各種圓柱螺旋彈 簧。圖4-13為瑞士申克爾公司生產(chǎn)的FA-6s萬能自動(dòng)卷簧機(jī)示意圖。由于該機(jī)采用了扇形 體及單向離合器結(jié)構(gòu)，故使得送料精確，調(diào)整方便,生產(chǎn)效率高。FA-6S卷簧機(jī)最高速度為每 小時(shí)生產(chǎn)彈簧3萬只。在這類機(jī)床上加裝自動(dòng)分選裝置可實(shí)現(xiàn)彈簧生產(chǎn)過程的自動(dòng)測(cè)量、分 選、控制、調(diào)整，出現(xiàn)故障可自動(dòng)停機(jī)。圖4-14為配備于FA-6s機(jī)床的MR_10自動(dòng)分選裝 置工作原理圖:如果為機(jī)器配備自動(dòng)送線線架，則可實(shí)現(xiàn)無人操作。（二）拉伸彈簧繞制機(jī)這類設(shè)備是由萬能自動(dòng)卷簧機(jī)與自動(dòng)彎鉤機(jī)組合而成。在該機(jī)上拉伸彈簧可直接成型。以德國瓦菲奧斯公司生產(chǎn)的Z0：拉伸彈簧

50、繞制機(jī)為例說明其原理和功能。.Z0二型拉伸彈 簧繞制機(jī)由F0二卷簧機(jī)和FOA：彎鉤機(jī)組合而成。在F0二卷簧機(jī)上裝有慢速精進(jìn)給系統(tǒng)。在彈 簧繞制結(jié)束前,機(jī)器變正常進(jìn)給為慢速精確進(jìn)給,從而避免快速慣性影響，以確保送料的精確 性。另外，它還配有電子觸針及氣動(dòng)剎車離合器。當(dāng)彈簧端頭接觸到觸針時(shí)，氣動(dòng)剎車離合器 立刻動(dòng)作,停止送料。這個(gè)系統(tǒng)是作為慢速精進(jìn)給的一種補(bǔ)償,使彈簧端部停在準(zhǔn)確位置、以 保證拉簧鉤環(huán)的精確。FOA二彎鉤機(jī)的主軸與F0：主軸相連,機(jī)上裝有兩個(gè)彎鉤盤、兩個(gè)切余頭 盤及8個(gè)彈簧抓手,8個(gè)抓手分裝在左右兩個(gè)轉(zhuǎn)盤上,每個(gè)轉(zhuǎn)盤上有4個(gè)抓手。抓手在一個(gè)工 作循環(huán)中完成從卷簧機(jī)上抓取彈簧、送入彎

51、鉤盤彎鉤、切余頭、換位、彎另一端鉤環(huán)、切頭、 將成品送入容器7個(gè)動(dòng)作,如圖4-15所示。在該機(jī)上，拉伸彈簧可直接成型。通過更換部件，可生產(chǎn)半圓鉤環(huán)、圓鉤環(huán)、圓鉤環(huán)壓中 心、長(zhǎng)臀半圓鉤環(huán)等多種拉伸彈簧。由這種設(shè)備生產(chǎn)的拉伸彈簧精度高，一致性好，效率高, 一般情況下每小時(shí)可生產(chǎn)拉伸彈簧2500件左右。還可在機(jī)上加裝載荷自動(dòng)檢測(cè)裝置,實(shí)現(xiàn)拉 簧的自動(dòng)檢驗(yàn)分類。（三）扭轉(zhuǎn)彈簧繞制機(jī)扭轉(zhuǎn)彈.繞制機(jī)的種類也比較多,結(jié)構(gòu)原理大體相同。現(xiàn)以瑞士申克爾公司生的12T形 扭轉(zhuǎn)彈簧繞制機(jī)為例，說明其原理。該機(jī)由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由頻數(shù)表（相當(dāng)于小型蘋果機(jī)）實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，調(diào)速由電 位器完成。電動(dòng)機(jī)經(jīng)由皮帶、軸、齒

52、輪等部件，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳給一偏心輪，偏心輪將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)變成齒條的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；齒條再將直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪變成主軸（纏繞軸）的正、 反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使彈簧能在軸上順利的纏繞和放松。纏繞圈數(shù)的多少,通過調(diào)整偏心輪的偏心距完 成，而放松多少則通過裝在主軸上的摩擦離合器和停擋來實(shí)現(xiàn)。在工作臺(tái)上,四周有4根由 傘齒輪相連結(jié)的凸輪軸，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。工作臺(tái)而上裝有與垂直方向成15°的上、下兩塊滑板, 水平方向可同時(shí)裝6塊滑板，一次工作循環(huán)可完成8個(gè)規(guī)定的動(dòng)作,可將扭轉(zhuǎn)彈簧兩臀彎成所 需形狀。彈簧螺旋學(xué)角巧主小由導(dǎo)板的角度決定,導(dǎo)板的角度是可隨意調(diào)整的。（四）CNC一系統(tǒng)卷黃機(jī)這是一種80年代投放市場(chǎng)的,

53、是由電子計(jì)算機(jī)控制的最新式的現(xiàn)代化卷簧機(jī)。它是由電 氣、液壓傳動(dòng)裝置和高效的電子控制技術(shù)結(jié)合起來的產(chǎn)物,具有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)性能的電液壓傳 動(dòng)裝置，其反應(yīng)迅速、狀態(tài)穩(wěn)定,并能適應(yīng)高速的可逆操作。德國瓦菲奧斯公司的FUL系列就 是個(gè)代表。它有很寬的工作范圍，可加工的鋼絲直徑最大可達(dá)16mm.基本設(shè)備中的自化裝置 已能生產(chǎn)具有任意行距和外形的左、右旋螺旋彈簧。配備附加裝置后也同樣能卷繞出各種各 樣鉤環(huán)的拉伸彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧。這種機(jī)床的鋼絲輸入裝置、切割裝置、彈簧成形裝置及離合器等都配有分離的傳動(dòng)系統(tǒng)。 對(duì)彈簧螺距（節(jié)距）進(jìn)行外部調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器（即彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器）由附加的伺服傳動(dòng)裝置來完 成（用按鈕進(jìn)行手動(dòng)操

54、作一設(shè)有數(shù)據(jù)輸入-一或通過一個(gè)彈簧長(zhǎng)度測(cè)量并調(diào)整）。彈簧節(jié)距裝置和成形裝置的工具移動(dòng)由一個(gè)電液傳動(dòng)裝置來完成。CXC-系統(tǒng)的可靠性和安全性是計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的起決定性作用的準(zhǔn)則。安全性由CNC- 系統(tǒng)對(duì)參與生產(chǎn)加工過程的系統(tǒng)組成部分的監(jiān)視功能來保障。全部數(shù)據(jù)用鍵盤和顯示屏以對(duì) 話的形式輸入。在送入系統(tǒng)參數(shù)、鋼絲參數(shù)和彈簧尺寸后，即可按兩個(gè)按鈕直接調(diào)用計(jì)算機(jī) 程序。機(jī)床用顯示操作數(shù)據(jù)（如每根彈簧的鋼絲輸入長(zhǎng)度,最大可能輸入速度）來表示為生產(chǎn)單 個(gè)或多個(gè)彈簧作好了準(zhǔn)備。在對(duì)所生產(chǎn)的彈簧進(jìn)行預(yù)檢后，如需要進(jìn)行修正可呼叫圖象以輸 入必需的修正值。當(dāng)顯示屏上出現(xiàn)“修正”標(biāo)志后，就能容易地輸入直徑、節(jié)距、送料長(zhǎng)度 的修正值。在重復(fù)加工中，可在1S內(nèi)調(diào)用已加工過的彈簧的輸入數(shù)據(jù),即自動(dòng)裝置在不需要 再次輸入的情況下已作了加工準(zhǔn)備。這種設(shè)備為生產(chǎn)小批量、大批量、特殊形狀