彈簧制造工藝匯總

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：在交流直動(dòng)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。如下特性。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=fg1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：轉(zhuǎn)軸t-靜觸買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：J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P（M）與變形F圖）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。圖4】彈簧的特性線業(yè)一直線型E一漸嫡型慚球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。

3、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T生，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(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，故廣泛用于電器元件和計(jì)量器具中.32(4-2a)(4-1a)特性線為漸增型彈簧，其剛度隨著載荷的增

4、加而增大;漸減型彈簧，其剛度隨著載荷的增圖2組合型特性a）壓縮彈簧特性曲線碟形彈簧特性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于壓縮和拉伸彈簧的剛度為'PP=f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MM丁式中M扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度（N/cm）;M扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩（Ncm）；單一扭轉(zhuǎn)彈簧的扭轉(zhuǎn)角.加而減小.而對于直線型彈簧，其剛度不隨載荷變化而變化，即或:Gd8nc3(4-1b)(4-2b)Gdy8Pc3=M=常數(shù)<p因此

5、，對于具有直線型特性線的彈簧淇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.三: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（

6、圖4-3）這種彈簧結(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。圖-3壓堆T彈*及我傳性（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4T拉伸彈舞菽扎特性乜）在的出力幃性說 b無沏立力特桂威俄4七 扭轉(zhuǎn)彈費(fèi)及其特性圖4T扭轉(zhuǎn)彈曾及其特性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，

7、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凰譙彈簧及其特性圖4-7中凸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。彈簧材料一:彈簧性能對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

8、、防腐、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)具有良好的力口工工藝，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。對于熱成型的

9、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)（GB123989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。下面介紹各種彈簧材料的性

10、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。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組用于一般彈簧B組用于低應(yīng)力彈簧，如手動(dòng)按紐等。C組用于較高應(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、IIa組）此鋼絲用于制造具有重要用途的，不經(jīng)熱處

11、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42.06.0mm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.合金彈簧鋼絲這種材料由于在鋼中加入了硅、鎰元素，從而提高了強(qiáng)度

12、、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銘鈕合金彈簧鋼絲。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6mmA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ABC三組?？筛鶕?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300c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)，

13、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。一般是涂樹脂或鍍饃，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。0Cr17Ni8Al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、錫青銅和被青銅。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-

14、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170220C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

15、于制造儀表彈簧。被青銅線GB3124-82。被青銅線具有優(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時(shí)QBe2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)、

16、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。*4-1國縮彈皆腳部結(jié)胸CGH1239,2-«9>展部結(jié)MiS!式兩端圈井意弄磨手兩端寓邦裝不眠刖醋國不芥緊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)彈簧兩端固定時(shí)，從自由長度壓到并緊時(shí)，直徑的增大值A(chǔ)D為：(4-3a)：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

17、的增大值A(chǔ)D為:二 D =0.1t2 -0.8td -0.2d2D式中，D彈簧中徑（mm）;t彈簧節(jié)距（mm）;d彈簧材料直徑（mm）。：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，即彈簧指數(shù)。即C=D(4-4)d表42(838)彈簧指數(shù)C的參考值鋼絲直徑d(mm)0.20.40.511.12.22.567161650彈簧旋繞比C7145125104948463：彈簧的圈數(shù)n1=n+n2式中，n彈簧的有效圈數(shù);»彈簧的總?cè)?shù)；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,a>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

18、計(jì)算：=arctg-t（4-6）二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to對于正常節(jié)矩的壓縮彈簧，要求當(dāng)壓縮到其整個(gè)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Ho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)e=1.5時(shí)H0=nt+d(47a)當(dāng)e=2時(shí)H°=nt+1.5d(4-7b)當(dāng)出=2.5時(shí)Ho=nt+2d(4-7c)對于兩端并緊不磨的壓縮彈簧當(dāng)e=1.5時(shí)Ho=nt+2.5d(4-7d)當(dāng)出=2時(shí)H0=nt+3d(4-7e)當(dāng)h=2.5時(shí)Ho=nt+3.5d(4-7f)(2):壓并高

19、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Hb=(n10.5)d(4-8a)兩端不磨平的壓并后Hb=(ni-0.5)d(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：L=ZLDnl=冗dn1(4-9)cos7：彈簧剛度彈簧剛度p'是指使彈簧產(chǎn)生單位變形所用的載荷，即p'=P/f,剛度由下式計(jì)算：(410)Gd48D3式中，G彈簧材料切變模量(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一彈簧的變形量(有時(shí)也用此F符合表示)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f的乘積。如

20、下式:P=pf(411)9:壓縮彈簧工作圖Pm、P2PlLiIf圖4-8壓縮彈簧工作圖R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：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42。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

21、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。塞卜2枝伸彈瞥的端部結(jié)構(gòu)(G用第gj一制)兩端其?？赊D(zhuǎn) 何球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(412)端部為半圓鉤環(huán)時(shí)：Ho=(n+1)d+Di(4-12a)端部為圓鉤環(huán)時(shí)：Ho=(n+1)d+2D1(4-12b)端部為圓鉤環(huán)壓中心時(shí)：Ho=(n+1.5d)+2D1(4-12c)4:彈簧的螺旋角及節(jié)矩拉

22、伸彈簧的節(jié)矩t=d,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=冗Dn+鉤環(huán)部分展開長度式中，D彈簧中徑（mm）；n彈簧圈數(shù)。6：拉伸彈簧的工作圖，如圖4-9所示。圖4T 拉步安置工櫛用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（414）:P= p ( H1- H。)(414)式中，p'拉伸彈簧的剛度（N / mm ）;Hi拉伸彈簧的工作長度（mm）；H0-拉伸彈簧的自由長度（mm） o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)型式粗

23、蜂鼻的結(jié)構(gòu)型式(GBU39-8S)甲利制就酣曾中心苦扭情有， 黃0一2:彈簧受載后直徑的變化U-15).式中5彈簧內(nèi)徑(卬巾斯0扭轉(zhuǎn)變形角n一有效圜數(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蛆作用下的彈簧內(nèi)徑小10%.彈簧在扭蛆作用下圈數(shù)增加品地式AD1.dT3.彈贊的旋向扭轉(zhuǎn)算贊的旋向應(yīng)與外加扭矩的方向相同，這樣可使殘余應(yīng)力減援部分工作應(yīng)力，A襤岫射出卸岳4：彈簧的節(jié)距和螺旋角制我彈黃的掘向匪與外加扭矩的方向相同,這擇可使殘余應(yīng)力減援部分工作應(yīng)力.%彈管的節(jié)距和爆旋箱扭轉(zhuǎn)彈費(fèi)的節(jié)距。見式(4-17>(*=+.(477)式中4彈簧材耨直徑(gm),3彈簧圈間間隙(

24、皿皿),扭轉(zhuǎn)彈簧的螺旋魚Q見式(47幻.箱轉(zhuǎn)彈簧節(jié)距一般都比較小，因而其媒旋角也比較小，5彈簧的自由長度扭轉(zhuǎn)彈簧的自由長度反見式(478),Ht=nf+d(4-184)凡二獻(xiàn)+掛鉤在彈簧軸線上的長度RT8b)6:展開長度超校那黃的材料展開長度工見式NT93李:+柱構(gòu)部分長度07的7*扭轉(zhuǎn)彈簧網(wǎng)度產(chǎn)生單位變形角所橘的扭矩叫扭轉(zhuǎn)彈黃的剛度對,W一43670ZM；漢中E彈簧材料的彈性橙量(N/sa/,d一彈簧材料直徑(xm>jD-一彈黃中校(ffim)i"彈黃有效典數(shù),8.扭轉(zhuǎn)弊簧工作圖站圖*T九8:扭轉(zhuǎn)彈簧工作圖4p其值見式(4-20)J1MmM也.條：扭轉(zhuǎn)彈簧扭矩的計(jì)算用dTQ扭

25、轉(zhuǎn)第黃工作圖第四節(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、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

26、）、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.一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(dòng)卷簧機(jī)完成。現(xiàn)代化自動(dòng)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(dòng)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)

27、行水平和垂直兩個(gè)方向的校直；再經(jīng)輸入導(dǎo)軸3進(jìn)入送料輻輪4;由送料輻輪將鋼絲經(jīng)由輸出導(dǎo)軌5推向兩個(gè)互成6080。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(dòng)（或節(jié)距爪沿彈簧軸向的前后移動(dòng)）開出彈簧的節(jié)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(gè)工作循環(huán)完成了一個(gè)彈簧的生產(chǎn)。節(jié)距斜鐵（爪）的移動(dòng)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(gè)卷簧擋銷裝在繞制板的兩個(gè)滑塊上。如果在繞制板上加裝所需凸輪，控制滑塊移動(dòng)，則可生產(chǎn)出變直徑的錐形、雙錐形等彈簧。圖4-11自動(dòng)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

28、各種凸輪控制完成。凸輪軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，就完成一個(gè)工作周期，繞制成一個(gè)彈簧。如此往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)就實(shí)現(xiàn)了彈簧的自動(dòng)化成型。在無芯自動(dòng)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鴇材料經(jīng)精加工制成。第三個(gè)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

29、于這種方法投資少，能及時(shí)解決問題。（1）: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4-12。首先將罐繞芯軸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(dòng)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(dòng)，送料裝置在芯軸上作軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧毛坯3就繞成了。主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，送料裝置沿軸向移動(dòng)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

30、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6/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(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

31、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）或式（4-23）;D0Di1 1.7C(4-22 )式中d0-芯軸直徑（mm;D1-彈簧內(nèi)徑（mm;C旋繞比；尋-材料的抗拉極限強(qiáng)度（N/mnm）E-材料的彈性模量（N/mn2）。Do =1.02ddd1.85bDE(4-23)式中D-彈簧中徑（mmd-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)熱處理后表面應(yīng)磨光。表面粗糙度應(yīng)不低于R3.3Rm,表面硬度不低于45HR

32、C（二）：冷卷彈簧的熱處理工藝對于直彳5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250C300c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>0.8T.220>1.2

33、-2.025>2.0T.0270-28035乂.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火時(shí)，溫度要按上表規(guī)范降低10-30Co：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（mm加熱溫度（C）保溫時(shí)間（min）50CrVA<2rVA>2.0380T003060Si2MnA<2.0380T002060Si2MnA>2i2MnWA<2in2MnWA>

34、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（mm加熱溫度（C）保溫時(shí)間（min）<3.0>3.0340-380380-4003030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

35、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以下的小線徑鋼絲，其回火溫度應(yīng)在280-310C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。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（mm加熱溫度（C）保溫時(shí)間（min）<2.0>2.0180-200180-22040-6060-90沉淀硬化不銹鋼和被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

36、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）Ni36CrTiAl60065024OCr17Ni7Al48050012OCr15Ni7Al48050012Ni42CrTi55060024Co40CrNiMo4505504NCu28-2.5-1.530034012Ni42CrTi60065024Cr15Ni36W3Ti一次780790,二次7307408-25Cr14Ni25Mo6507008-16表4-9被青銅線時(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）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。

37、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(dòng)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500o這種設(shè)

38、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-個(gè)），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

39、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R12.5科m52: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

40、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(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

41、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12mmflt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)

42、短于彈簧的展開長度。下料長度L計(jì)算見式（4-24）:L:二Dg-0.30.4）（4-24）式中D彈簧中徑（mm）s出一彈簧總?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

43、彈簧表面的質(zhì)量。彈簧的淬火溫度可根據(jù)材料的臨界溫度而定。一般碳素彈簧鋼絲淬火加熱溫度在780830C；硅鎰鋼絲如60Si2Mn,淬火加熱溫度為860880C；65Mn鋼絲淬火加熱溫度為810830o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。表4-10常用彈簧材料熱處理規(guī)范材料型號淬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HRC65780

44、830水或油400600一材料直徑小于15mm勺螺旋75780830水或油400600一彈簧，彈簧墊圈85780820水或油3804603640載荷較小的小螺旋彈簧、片彈簧65Mn810830油或水>604005004245板簧，510mml勺簧片及材料直徑在715mni勺螺旋彈簧55Si2Mn860880油>584004504550材料直徑在1025mni勺螺旋彈簧60Si2MnA860880油>60400440455055Si2Mn860880油>58480500363444HBS厚度812mmi勺板彈簧60Si2MnA860880油>6050052070Si

45、3MnA840860油>624204804852大截面的重載彈簧65Si2MnWA840860油>624304804852大截面的重載彈簧50CrMn840860油>58400550截面較大，較重要的板簧及螺旋簧50CrVA850870油>58400450388415HBS大截回重要彈黃3704204550300c以下工作的高溫彈簧60Si2CrVA850870油>604304804552一50CrMnVA840860油>58420450一55SiMnMoV860880油4404604552大截面的重載彈簧55SiMnMoVB55SiMnMoVNb|三：彈簧

46、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、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)到提高彈簧材料彈性極限的目的。2:噴丸處理噴丸

47、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。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腐蝕材料覆蓋于彈簧表面，形成保護(hù)層。這

48、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，工藝簡便，效果較

49、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科01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處理高21。倍。3:涂漆涂漆也是彈簧防腐的主要方法之一。多

50、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)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。1:外觀及幾何尺寸

51、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)

52、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(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70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(dòng)化卷簧機(jī)，使彈簧生產(chǎn)技術(shù)向著高精度、高效率發(fā)展。目前圓柱螺旋彈簧加工設(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

53、種通用型圓柱螺旋彈簧加工設(shè)備。如德國瓦菲奧斯（WAFIOS）公司的FS系歹U、瑞士申克爾（SCHENKE戲司的FA系列、日本奧野（OKUNO公司的M系列等卷簧機(jī)都屬于這一類。這類機(jī)床能繞制圓柱、變節(jié)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)測量、分選、控制、調(diào)整，出現(xiàn)故障可自動(dòng)停機(jī)。圖414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

54、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ZO拉伸彈簧繞制機(jī)為例說明其原理和功能。.ZO2型拉伸彈簧繞制機(jī)由FQ卷簧機(jī)和FOA彎鉤機(jī)組合而成。在FQ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。FQA彎鉤機(jī)的主軸與FQ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