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：（1:壓縮彈簧；2 :垃伸彈簧;3 :扭轉(zhuǎn)彈簧；4:片黃） 1：壓縮彈簧：如下在交流直動式接觸器中常常采用壓縮彈簧-主要是觸頭壓縮彈簧和鐵心反力彈簧。 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= f（6 ）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。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

2、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P（M與變形 創(chuàng)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。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。如壓縮彈簧圖4一】* 缸線璽彈簧的特性線由一漸

3、壇型住一甑減型的特性線（圖4-2a ）在開始加載時(shí)為漸減型，當(dāng)變形在整個工作區(qū)間的30% 70%寸為直線性，在最后的30%寸為漸增型.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，整個特性線呈S形;圖4-2d是兩個不同高度壓縮彈簧組合的特性線，加載開始只有一個彈簧承受載荷，當(dāng)加載到一定程度時(shí)，第二個彈簧也開始承受載荷，特性線成為兩個彈簧的特性線，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，故廣泛用于電器元件和計(jì)量 器具中圖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

4、簧特性d）兩個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 對于壓縮和拉伸彈簧的剛度為(4-1a)式中P 壓縮和拉伸彈簧剛度（N/mm）；P 彈簧所受負(fù)荷力（N）;f 彈簧的變形量（mm）.對于扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度為(4-2a)MM 二式中M 扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度（N/cm）;M扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩（N cm）； 碎扭轉(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；漸減型彈簧，其剛度隨著載荷的增 加而減小.而對于直線型彈簧，其剛度不隨載荷變化而變化，即P吊數(shù)Gd8nc3Gd y8Pc3(4-1b)二常數(shù)(4-2b)因此,對于

5、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)到理想的結(jié)果二：彈簧的分類彈簧的類型很多，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)由圓形截面材料制成，但在同樣空間條件下需要更大的剛度時(shí)，可選用矩形截面材料。此中大致可分為三種類型：(1):圓柱螺旋壓縮彈簧(圖 4-3)這

6、種彈簧結(jié)構(gòu)簡單，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，簡稱為壓縮彈簧。罔1-3 床堀彈絃及昶特性(2):圓柱螺旋拉伸彈簧(圖4-4)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，簡稱為拉 伸彈簧。圖4Y拉忡彈蜀朋其特性 脊Iff民力特性邊 b無初應(yīng)力將性踐囲47 扭糠彈質(zhì)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。其特性線開始是直線，隨著載荷的增加，逐漸變成漸增形

7、，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6 團(tuán)錐禪箕及其特性 PlFJ圖4-7 中凸和中凹形彈貧及其特性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：彈簧性能對材料的要求彈簧主要在動載荷作用下工作，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

8、、導(dǎo)電、防磁、耐低溫等性能。金屬材料在高溫、長期載荷作用下，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也會發(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。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 工作的彈簧，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 力卩工工藝生。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。對于熱成

9、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)（GB1239 89所列大致可以分為 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

10、材料的性能和用途。1 ：碳素彈簧鋼絲它有四個品種，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 -40120 C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。適合做小彈簧，在電器、儀表和機(jī)械中廣泛使用。用于一般彈簧 用于低應(yīng)力彈簧，如手動按紐等。 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。 碳素彈簧鋼絲 GB4357-84（相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)中的II組、III組）按用途分為三組。A組 B組 C組 琴鋼絲 GB4358-84（相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)中的碳素彈簧鋼絲

11、I組、Ila組）此鋼絲用于制造具有重要用途的，不經(jīng)熱處理或僅經(jīng)低溫回火處理的彈簧，在低壓電器元件中使用最廣。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，如低壓電器元件中的觸頭彈簧，反力彈簧等；F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。 其直徑一般在 2.06.0mm之間。 閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲GB4359-84。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合使用的彈簧。2

12、.合金彈簧鋼絲這種材料由于在鋼中加入了硅、錳元素，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：即硅錳合金彈簧鋼絲、鉻硅合金彈簧鋼絲和鉻釩合金彈簧鋼 絲。3 :彈簧用不銹鋼絲彈簧用不銹鋼絲按組織可為三大類。線徑在6mm以下的一般為奧氏體不銹鋼，較大直徑 選用馬氏體及沉淀硬化不銹鋼。按冶金部標(biāo)準(zhǔn)YB（T）11-83規(guī)定，鋼絲根據(jù)牌號和抗拉強(qiáng)度分為A、B C三組。可根據(jù)使用要求選用。1Cr18Ni9和0Cr19Ni10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30

13、0C以下正常工作。其強(qiáng)度取決于冷拉時(shí)的減面率，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)表面要加一層潤滑涂層。一般是涂樹脂或鍍鎳，以改善其卷繞性能。如果用裸線，需要在卷繞時(shí)加肥皂等作為潤滑劑，否則難以成形。0Cr17Ni8AI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、錫青銅和鈹青銅。它們共同的性能

14、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，QSi3-1有應(yīng)力腐蝕破裂傾向，冷成型后長時(shí)間存放會自行開裂。因此在彈簧冷繞成型后要及時(shí)進(jìn)行170220 C低溫回火處理，以消除應(yīng)力裂紋傾向，并使其合金性能略有提高。 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

15、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。 鈹青銅線GB3124-82。鈹青銅線具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、工藝和力學(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，有良好的導(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。但是鈹有毒，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時(shí)QBe2此外，片狀彈簧材

16、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)壓縮彈簧端部結(jié)構(gòu)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4-1所示。*+-1壓臨鼻餐站部結(jié)鞫CGH1239,2-«9>繪需給搗S3式帝用圈井-蠱捋庭平|兩埼囲井蛍平爵諾竭圈不并緊2:彈簧的直徑彈簧的中徑D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

17、定時(shí)，從自由長度壓到并緊時(shí)，直徑的增大值D為:.：D =0.05t2 -d2(4-3a)t2 0.8td 0.2d2D：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)，直徑的增大值式中，D彈黃中徑(mr)；t彈簧節(jié)距(mrj);d彈簧材料直徑(1mr)：彈簧的旋繞比 C,彈簧的中徑D與材料的直徑d之比稱為彈簧的旋繞比，即彈簧指：D=0.1數(shù)。 即C = Dd表 4 2 (8-38 )(4-4 )彈簧指數(shù)C的參考值鋼絲直徑d(mrj)0.2 0.40.5 11.1 2.2 2.5 67161650彈簧旋繞比C7145125104948463:彈簧的圈數(shù)式中，n 彈簧的有效圈數(shù);m 彈簧的總?cè)?shù)；

18、n2 彈簧的支承圈數(shù)。4:彈簧的螺旋角和節(jié)距彈簧的旋轉(zhuǎn)角:-一般取5o10o ,10o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：:=arctg -(4-6 )兀D相鄰彈簧兩圈中心沿彈簧軸線之間的距離稱為彈簧的節(jié)矩t。對于正常節(jié)矩的壓縮彈簧，要求當(dāng)壓縮到其整個變形區(qū)間的80%時(shí)，彈簧圈間不應(yīng)接觸。5:彈簧的高度(1)：自由高度壓縮彈簧的自由高度H。是指彈簧在不受外力的情況下彈簧高度，其值如下：對于兩端并緊并磨平的壓縮彈簧：當(dāng) n2 = 1.5 時(shí)H0 = nt + d(4 7a)H 0 = nt + 1.5 d(4 7b)當(dāng) n2 = 2.5 時(shí)H0 = nt + 2d(4-7c

19、 )對于兩端并緊不磨的壓縮彈簧當(dāng) n2 = 1.5 時(shí)H0 = nt + 2.5 d(4-7d )當(dāng) n2 = 2 時(shí)H0 = nt + 3d(4-7e)當(dāng) n2 = 2.5 時(shí)H0 = nt + 3.5 d(4-7f )(2):壓并高度壓并高度Hb是指壓縮彈簧壓至各圈接觸時(shí)的理論高度。其值如下：兩端磨平的壓并后(4 8a)兩端不磨平的壓并后(4 8b)6:彈簧的展開長度壓縮彈簧絲的展開長度L可按下式計(jì)算:二 Drcos (4 9)彈簧剛度下式計(jì)算：p'是指使彈簧產(chǎn)生單位變形所用的載荷，即p' = P/ f，剛度由Gdp -3(410)8江D37:彈簧剛度式中，G 彈簧材料切變

20、模量(N/mm2 );d 彈簧絲直徑(mm)； n 彈簧的有效圈數(shù)； D 彈簧中徑(mm)；f 彈簧的變形量(有時(shí)也用此F符合表示)&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f的乘積。如下式:9:壓縮彈簧工作圖(4 11)Pm、P2fm111Ho*亠d |11n圖4-8壓縮彈簧工作圖Pl 初壓力；P2 終壓力；Pm 極限壓力；fl 初壓力變形量；f2 終壓力變形量；fm 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)又受到限制，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：

21、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 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 載荷性質(zhì)等因素。在滿足使用的前提下，盡量選用簡單的結(jié)構(gòu)型式。由于LI、LII、LIII型式結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，故在允許的條件下，盡量 推薦選用。泰2拉仲彈K的揣部結(jié)構(gòu)（GBI2JSL?LW薄期冥有可轉(zhuǎn)£| .1啊環(huán)2: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，對于圈數(shù)較多的可不考慮。3:彈

22、簧的自由長度拉伸彈簧的自由長度Ho是指兩端鉤環(huán)內(nèi)側(cè)的距離，見式（4端部為半圓鉤環(huán)時(shí)：H o =( n + 1) d+ D1(4 12a)端部為圓鉤環(huán)時(shí)：H o =( n + 1) d+ 2 D1(4-12b)端部為圓鉤環(huán)壓中心時(shí)：H 0 =( n + 1.5 d )+ 2 D1(4-12c)4:彈簧的螺旋角及節(jié)矩拉伸彈簧的節(jié)矩td，因而螺旋角很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì) 5：展開長度5:展開長度拉伸彈簧材料的展開長度L式（413）:(4 13)L =兀D n +鉤環(huán)部分展開長度 式中，D 彈簧中徑（伽）;n 彈簧圈數(shù)。6:拉伸彈簧的工作圖，如圖4-9所示。7:拉伸彈簧的負(fù)荷計(jì)算拉伸彈簧的負(fù)荷等于其

23、剛度與變形量的乘積，見式（4 14）:P = p （ H i - H 0）式中，p'拉伸彈簧的剛度（N / mm ）;Hi 拉伸彈簧的工作長度（伽）；Ho-拉伸彈簧的自由長度（伽）。(4 14)三：扭轉(zhuǎn)彈簧圓柱螺旋扭轉(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)型式卡利凰機(jī)彈M屮心瞽粗戦弾O0_JU卻站何電式:彈簧受載后直徑的變化U-15>-武中6弾筲內(nèi)輕$扭轉(zhuǎn)變形角*n一有效圖數(shù)口為了避免弾簧與心軸發(fā)生報(bào)麻現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)彈賛的心軸必質(zhì)出殖大工作扭矩件用下的彈贊 內(nèi)徑小10%-彈燙莊扭矩作用下圈數(shù)增見式(j-I6)fAD*.D?(4北監(jiān)彈簧的旅向扭

24、轉(zhuǎn)彈竇的濮向應(yīng)號外抓扭矩的方向相同，弦樣可使殘余應(yīng)力減驟部分工作應(yīng)為©A 甜曲刮班鳥4:彈簧的節(jié)距和螺旋角世轉(zhuǎn)彈竇附班向應(yīng)與外射扭矩的方向相同，這樣可使殘余應(yīng)力確按部分工柞應(yīng)力* 4彈賞的節(jié)距和螺碇軸 扭轉(zhuǎn)彈藍(lán)的節(jié)距f見式<4-17>(F =干亦<4-17)式中 d弾簧材為直輕fmm”古彈簧圈間間隙(mm),扭轉(zhuǎn)弾簧的抵旋箱口見式(4-18),3 g儀畫粗轉(zhuǎn)彈費(fèi)節(jié)距一般都比較小，因而其撇旋箱也比較小_乩彈醬的自由匿度扭轉(zhuǎn)彈贊的自由検度H。見式(4-T8)fl打* =時(shí)就(4-18 * )日=川+掛鉤在彈簧軸線上的丘度【d-lUb6:展開長度(卜1時(shí)«-20

25、)扭轉(zhuǎn)禪費(fèi)的材料OOI見式(卜19h+掛鉤部分按度cs uh扭箱弾熒即度產(chǎn)生單也變形角所帶的扭拒叫扭轉(zhuǎn)禪賢的其價(jià)見式(4-20)I 屮上一專 3670ZM；遲中E禪賢材料的OS1 (N/垃皿口 *吐禪箕材料直輕(lam,D一一蹲竇中輕(niia)t"弾黃南敷圈數(shù)。&扭轉(zhuǎn)韓竇工作圖見圖卜】嘰&扭轉(zhuǎn)彈簧工作圖圖4-10 扭轉(zhuǎn)萍後工作圖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0.114mm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

26、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、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

27、工藝彈簧的繞制是彈簧生產(chǎn)過程中的主要工序。彈簧的繞制分為無芯卷繞和有芯卷繞 兩種。1:無芯繞制.無芯繞制就是不用芯軸，而使彈簧成型的加工方法。它主要由萬能自動卷簧機(jī)完成?，F(xiàn) 代化自動卷簧機(jī)精度高，功能全，生產(chǎn)效率高，適合于大批量專業(yè)化生產(chǎn)。其萬能自動卷簧機(jī)的工作原理，見圖4-11。彈簧鋼絲從線架上引出后，首先經(jīng)過鋼絲 清潔器1，由毛氈清除鋼絲表面的各種臟物；再進(jìn)入校直器2，進(jìn)行水平和垂直兩個方向的校直；再經(jīng)輸入導(dǎo)軸 3進(jìn)入送料輥輪 4;由送料輥輪將鋼絲經(jīng)由輸出導(dǎo)軌5推向兩個互成60。80。的卷簧擋銷8,使鋼絲在擋銷糟中彎卷成圓形；節(jié)距斜鐵6的上下移動（或節(jié)距爪沿彈簧軸向的前后移動）開出彈簧的節(jié)

28、距；彈簧卷繞成型后，由切斷刀7下移與芯軸刀9將卷好 的彈簧切掉。一個工作循環(huán)完成了一個彈簧的生產(chǎn)。節(jié)距斜鐵（爪）的移動距離及速度由機(jī)內(nèi)節(jié)距凸輪及支架控制。如將節(jié)距凸輪制成特殊曲線，可加工變節(jié)距彈簧。兩個卷簧擋銷裝在繞制板的兩個滑塊上。如果在繞制板上加裝所需凸輪，控制滑塊移動，則可生產(chǎn)出變直徑的錐形、雙錐形等彈簧。圖4-11自動卷黃機(jī)工作原理圖（參看錄像）上述全部過程均由機(jī)內(nèi)凸輪軸上的各種凸輪控制完成。凸輪軸每轉(zhuǎn)動一周，就完成一個工作周期，繞制成一個彈簧。如此往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)就實(shí)現(xiàn)了彈簧的自動化成型。在無芯自動化卷簧過程中，影響彈簧質(zhì)量的因素是多方面的。第一是彈簧材料的力學(xué)性 能，內(nèi)部組織的均勻性、表面

29、狀況及尺寸精度等。第二是機(jī)床設(shè)備的精度，各類機(jī)床工具如導(dǎo)軌、送料軸、擋銷、斜鐵等的硬度與金屬絲接觸部位的粗糙度等。設(shè)備的工具大都由碳化鎢材料經(jīng)精加工制成。第三個因素就是操作工人的技術(shù)水平。2:有芯繞制有芯繞制是將金屬絲纏繞在芯軸上，使彈簧成型的生產(chǎn)方法。主要用于中、小批量及有 特殊要求的場合。當(dāng)然現(xiàn)代化扭轉(zhuǎn)彈簧繞制機(jī)也屬于有芯繞制 ，它適用于大批量生產(chǎn)。一般 的有芯繞制屬于落后的生產(chǎn)方式。由于這種方法投資少，能及時(shí)解決問題。（I）:繞制過程在有芯繞制彈簧過程中，彈簧直徑取決于材料直徑和和芯軸的尺寸；而節(jié)距和拉伸彈簧初拉力的大小取決于繞制時(shí)進(jìn)線角度的大小。機(jī)械有芯繞制過程見圖 4-I2。首先將罐

30、繞芯軸5固定在機(jī)床卡盤1上；彈簧鋼絲經(jīng)由套 在芯軸上的手動送料裝置 4卡在芯軸擋銷2上（或夾在卡盤上）；隨著主軸的轉(zhuǎn)動，送料裝置 在芯軸上作軸向轉(zhuǎn)動，彈簧毛坯3就繞成了。主軸每轉(zhuǎn)動一周，送料裝置沿軸向移動的距離就 等于彈簧的節(jié)距。改變該參數(shù) ，就可繞出所需要的節(jié)距。（2）:回彈的影響因素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E成反比。也就是 g/ E的值愈大， 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)致整個彈簧

31、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，在其截面內(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回彈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，近則回彈量小；二是繞制時(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。（3）:冷繞彈簧芯軸尺寸的計(jì)算計(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)公式加以計(jì)算，芯軸直徑D0的計(jì)算見式（4-22 ）

32、或式（4-23）；DoDi11.7C(4-22)式中d o-芯軸直徑（mr）;D1-彈簧內(nèi)徑（mr）i ;C -旋繞比；-材料的抗拉極限強(qiáng)度（N/mm） E -材料的彈性模量（N/mm）?；騞1.02ddc.d 1.85DE(4-23)式中D- 彈簧中徑（mr）id-彈簧鋼絲直徑（mr）i .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) 熱處理后表面應(yīng)磨光。表面粗糙度應(yīng)不低于艮3.3m,表面硬度不低于45HRC（二）:冷卷彈簧的熱處理工藝對于直徑小于 8mm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

33、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)度有所提高。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 250C 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（C）保溫時(shí)間（min）< 0.8220-25017>0.8 -.220>1.2 -2.025>2.0 -4.0270-28035M.0 -6.045對于拉伸彈簧回火時(shí)，要考慮是否有初應(yīng)力要求。有初應(yīng)力要求的拉伸彈簧在回

34、火時(shí)， 溫度要按上表規(guī)范降低 10-30 C。 ：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)范材料牌號鋼絲直徑（mr）i加熱溫度（C）保溫時(shí)間（min）50CrVAw 2rVA>2i2 MnAw 2i2 MnA>2i2M nWAw 2i n2M nWA>2.0440-46030 奧氏體不銹鋼鋼絲的強(qiáng)度取決于拉拔時(shí)減面率的大小。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

35、 6mm寸，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（mr）i加熱溫度（C）保溫時(shí)間（min）w 3.0340-38030>3.0380-40030目前國內(nèi)市場進(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350C回火為宜；瑞典的 177PH,用380C回火溫度適合。國產(chǎn)奧氏體不銹鋼絲的回火溫度低于340C,線徑在1mm以下

36、的小線徑鋼絲，其回火溫度應(yīng)在280-310 C之間。 銅合金線（錫青銅、硅青銅）供貨時(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220C時(shí)強(qiáng)度將下降?；鼗鹨?guī)范見表4-7 。表4-7銅合金線回火規(guī)范銅線直徑（mr）加熱溫度（C）保溫時(shí)間（min）< 2.0180-20040-60>2.0180-22060-90 沉淀硬化不銹鋼和鈹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4-9 。表4-8沉淀硬化不銹鋼時(shí)效處理規(guī)范材料牌號時(shí)效溫度（C）保溫時(shí)間（h）Ni36CrTiAI60065

37、024OCr17Ni7AI48050012OCr15Ni7Al48050012Ni42CrTi55060024Co40CrNiMo4505504NCu28-2.5-1.530034012Ni42CrTi60065024Cr15Ni36W3Ti一次 780790,二次 73074082 5Cr14Ni25Mo650700816表4- 9鈹青銅線時(shí)效處理規(guī)范供貨狀態(tài)時(shí)效溫度（C）保溫時(shí)間（min）軟(M)180?硬(?Y)3155120(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1/3。如拉伸彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧一般均要在鉤、臂加

38、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)電路。（1）: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)自動控制硝鹽溶 液的溫度。溶液由55%勺硝酸鉀和45%勺硝酸鈉混合而成。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，保證零件受熱均勻。

39、爐內(nèi)上、中、 下三點(diǎn)分裝三個控溫元件，（現(xiàn)在多數(shù)為上部-個），由水銀溫度計(jì)控制溫度。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)是開門散熱快，彈簧回火保溫時(shí)間要相應(yīng)延長。（三）：彈簧的端部加工彈簧的端部加工一般在彈簧冷卷成型，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面的磨削加工，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。1:壓縮彈簧端面的磨削加工YI型彈簧兩端面要進(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)已采用彈簧端面磨

40、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面度好，平行度亦好，兩端面與彈簧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 艮12.5卩m2:拉伸彈簧的端部加工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)口的拉伸彈簧自動繞制機(jī)及萬能加工中心。在這兩種設(shè)

41、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卷簧機(jī)繞制成圓柱形的彈簧體，經(jīng)回火處理后再加工兩端鉤環(huán)。常見的鉤環(huán)有半圓鉤環(huán)、 圓鉤環(huán)及長臂半圓鉤環(huán)。 長臂半圓鉤環(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)。3:扭轉(zhuǎn)彈簧的端部加工目前有兩種方式，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

42、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12mm寸，由于冷繞成型困難，多數(shù)用熱繞工藝。對于線徑510mm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)、表面防腐處理等。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。（一）:下料下料可根據(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)，下料長度應(yīng)短于彈簧的展開長度。下料長度L計(jì)算見式（4-24）:L ：二D（

43、m 0.3 0.4）（4-24）式中D彈簧中徑（mm）sn1彈簧總?cè)?shù).（二）:加熱卷繞成型加熱卷繞主要是利用材料在高溫下強(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)又改善了彈簧表面 的質(zhì)量。彈簧的淬火溫度可根據(jù)材料的臨界溫

44、度而定。一般碳素彈簧鋼絲淬火加熱溫度在780830C ;硅錳鋼絲如60Si2Mn,淬火加熱溫度為 860880 C； 65Mn鋼絲淬火加熱溫度為 810 830 Co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4-10 o表4-10常用彈簧材料熱處理規(guī)范材料型號#火回火適用范圍加熱溫度(C)冷卻介質(zhì)硬度HRC加熱溫度(C)硬 度HRC65780830水或油400600

45、材料直徑小于15mm勺螺旋75780830水或油一400600一彈簧，彈簧墊圈85780820水或油38046036 40載荷較小的小螺 旋彈簧、片彈簧65Mn810830油或水>6040050042 45板簧，510mm勺勺 簧片及材料直徑在7 15mn勺勺螺旋彈簧55Si2M n860880油>5840045045 50材料直徑在 1025mn勺勺螺旋彈簧60Si2MnA860880油>6040044045 5055Si2M n860880油>58480500363444HBS厚度812mm勺板彈簧60Si2MnA860880油>6050052070Si3Mn

46、A840860 油>6242048048 52大截面的重載彈簧65Si2MnWA840860油>6243048048 52大截面的重載彈 簧50CrM n840860油>58400550截面較大，較重要 的板簧及螺旋簧50CrVA850870油>58400450388 415HBS大截面重要彈黃37042045 50300 C以下工作的 咼溫彈簧60Si2CrVA850870油>6043048045 52一50CrM nVA840860油>58420450一55SiM nMoV860880油44046045 52大截面的重載彈簧55SiMnMoVB55SiM

47、nMoVNb三:彈簧的機(jī)械強(qiáng)化處理彈簧機(jī)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、弓I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,使金屬表面層產(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

48、料彈性極限的 目的。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。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疪病。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。四:彈簧的表面防腐處理大多數(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

49、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、氧化和涂漆。1：電鍍電鍍是獲得金屬表面保護(hù)層的有效方法，也是用于彈簧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，井有良好的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。電鍍有鍍鋅、鍍鎘、鍍銅、鍍鉻、鍍鎳、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

50、差。鍍鋅的特點(diǎn)是成本低 ，工藝簡便，效果較好。被廠泛用 于大氣中使用的中小型彈簧 的防腐。彈簧鍍鋅后要經(jīng)過鈍化和去氫處理，以提高防腐能力和避免氫脆。特別是小彈簧更易發(fā) 生氫脆；在酸冼和電鍍時(shí)一定要特別汪意。2:氧化處理彈簧的表面氧化處理也 稱發(fā)蘭和發(fā)黑處理。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卩m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，還有磷化處理。磷化膜在一般大氣條件下較穩(wěn)定。其抗腐蝕能力比氧化

51、處理高210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彈簧。用于彈簧的油漆主要有：瀝青漆、酚醛漆和環(huán)氧漆。對于重要的彈簧，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)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)方法和手段對彈簧各種幾何參數(shù)及性能進(jìn)行測定。對其質(zhì)量進(jìn)行正確的評估。從而把彈簧的質(zhì)量定量化和數(shù)據(jù)化。按照工藝流程，彈簧檢驗(yàn)一：彈黃材料的檢驗(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

52、尺寸檢驗(yàn)和理化試驗(yàn)兩大部分。1外觀及幾何尺寸檢驗(yàn)檢驗(yàn)人員首先根據(jù)有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)對材料的直徑、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)行對材料抽樣進(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)?；瘜W(xué)成分分析試驗(yàn)就是對材料組織成分進(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)首件檢驗(yàn)至關(guān)重要。2:中間抽檢為確保彈簧在生產(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)抽檢一次，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)，80年出現(xiàn)了 CNC電子計(jì)算機(jī)控制的自動化卷