新技術生產(chǎn)用于汽車懸架用螺旋彈簧

1、新技術生產(chǎn)用于汽車懸架用螺旋彈簧 這一ISSN代碼在本頁面底部出現(xiàn)表明汽車工程師協(xié)會的同意，該文件的副本可用于perS0nal特定客戶或內(nèi)部使用的。這是給予同意的條件下，然而，復印機，每支付1條通過版權(quán)許可中心，公司的運營中心，222羅斯伍德車道，丹弗斯，馬超出01923用于復制副本費，允許由第107或108美元。著作權(quán)法。此項同意不擴大到諸如總發(fā)行拷貝復制其他類型的廣告或建立新的集體作品，或轉(zhuǎn)售的宣傳目的。 數(shù)量重印率可從客戶滿意度和銷售部。 申請授權(quán)轉(zhuǎn)載的技術文件或許可使用版權(quán)作品在其他汽車工程師協(xié)會SAE的刊物出版組聯(lián)絡 全球移動性數(shù)據(jù)庫 SAE的所有文件，標準和選定的書籍抽象和全球移動

2、數(shù)據(jù)庫索引 本出版物的任何部分進行復制以任何形式，在電子檢索系統(tǒng)或以其他方式，未經(jīng)出版者事先書面許可。 ISSN 01487191 版權(quán)所有Ø 20O2汽車工程師，公司會 立場和意見是本文作者的先進（第者），并不一定SAE的人。作者是專為文件的內(nèi)容負責。一個進程可以使用其中的討論將與同在，如果它是在汽車工程師協(xié)會出版的紙張印制印刷品交易。要求批準公布全部或部分，聯(lián)系這個文件的SAE的出版物組。 有意者提交的文件，被認為通過汽車工程師協(xié)會應將該手稿或手稿的一個建議300字的摘要送交：工程局汽車工程師協(xié)會的會議簡報或刊物。 在美國印刷 2002-01-0318 新技術生產(chǎn)用于汽車懸架用螺

3、旋彈簧 長谷川啟治，紳助和大倉俊之今泉  中央彈簧有限公司 2002年版權(quán)所有汽車工程師學會信息港。 摘要 最近，有以下兩個新項目強烈在其中的一個汽車懸架用彈簧需要的是對的彈簧力作用線的控制。第二個項目是設計的春天50，春天可以安裝在幾何在空間允許的。為了滿足這些要求，精確的設計和生產(chǎn)技術是必需的。然而，一直難以產(chǎn)生，正是因為他們的設計彈簧。所開發(fā)的CADCAM系統(tǒng)是物化沒有工人協(xié)助春幾何設計能力技能和經(jīng)驗。該系統(tǒng)使我們能夠自動生成從利用有限元分析得到的春天幾何卷取NC數(shù)據(jù)。 引言 近年來，出現(xiàn)了強烈要求來控制彈簧的行動線中斷使用?？刂凭€的行動，目的是改善轉(zhuǎn)向感覺和騎馬通過優(yōu)化懸架摩

4、擦舒適1,2         為了達到精確控制的春天行動方針，這一點非常重要，正是春天尺寸作出此外，由于車輛變得更加緊湊，精確的設計和生產(chǎn)技術的彈簧是很重要，以防止車身之間和干擾春天。為了滿足這些要求，設計采用有限元技術已得到落實。然而，春天尺寸符合設計的高精密制造技術一直難以日期。這是因為傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，普遍依靠試錯以及經(jīng)驗的運營商。 此外，溫暖的設置已經(jīng)不可避免地需要高的彈簧設計應力最近3。這溫暖的設置導致了彈簧的尺寸相差很大。因此，為了使彈簧尺寸精確，重要的是要考慮的變化在橫跨整個生產(chǎn)過程中的尺寸。 然而，在

5、技術已經(jīng)幾乎沒有研究，精確制造彈簧?？蓯鄣?。已進行到卷取4，但他們只處理了線圈的直徑和刀具之間的安排，而且關系，西澤等人的研究。最近進行到高使用熱成形技術的形成5“精度的研究，但線圈的直徑成形精度不明確。這些文件也沒有解決的形狀改變，在處理過程中形成比其他線圈發(fā)生。 在此背景下，作者構(gòu)建了一個3三維CAD CAM系統(tǒng)，以解決這些問題。該系統(tǒng)可以準確地實現(xiàn)了從有限元分析得到的春天沒有對操作人員的技能和經(jīng)驗說謊重新層面。換句話說。這一制度提到的因素影響，如線圈的機器性能和材料性能前對產(chǎn)品的尺寸，并自動創(chuàng)建一個線圈成形數(shù)控程序的數(shù)據(jù)庫。它還包括一個功能，它的形狀預測發(fā)生變化線圈形成過程后，反映在卷取

6、尺寸這一點。 彈簧生產(chǎn)過程 和2 -卷取過程密碼 對于中止彈簧基本生產(chǎn)工序在圖1中，這些進程表明，一個是影響產(chǎn)品的尺寸最重要的是線圈的形成過程，這個過程是確保春后尺寸精度高的關鍵線圈形成，春季必須通過像回火工藝，以清除殘余應力成形手術線圈幾個其他進程，溫暖的制定過程，以改善下垂阻力，噴丸工藝提高疲勞強度和腐蝕涂層工藝改進阻力。為了確保最終產(chǎn)品的尺寸，重要的是把握其大意是過程的形成過程后，線圈的尺寸有。 圖1懸架彈簧生產(chǎn)工藝 雖然是有線圈形成的各種方法。本報告討論形成了2技術 - 針法圖2卷取和圖3（側(cè)視圖圖）顯示了使用形成2針線圈卷繞方法總結(jié)。 構(gòu)成線圈通過以下步驟概述的春天1秒。 起初，電線

7、是助長了飼料輥旋轉(zhuǎn)到導線，如圖2所示。 然后，利用這一點在圖2所示為支點的導線1。電線周圍形成的第一針和第二卷取卷取針。 最后，音高的形成是由扭曲線利用在垂直方向間距刀具運動到本紙張表面進行，如圖2所示。 換言之如圖2和圖3，線圈的直徑取決于卷繞運動和引腳間距是由運動場上的工具決定。應當指出，卷取引腳間距工具和飼料滾動操作都是由NC控制。 DIMENS1ONS作者成形科爾 在線圈的形成過程。維變化會出現(xiàn)回流，是因為一個春天。以生產(chǎn)高精度產(chǎn)品的尺寸，有必要估計今年春天回到春天的金額回金額取決于以下2項。 材料屬性（彈塑性） 春季指數(shù)（=線圈直徑/絲直徑） 不過，即使回被認為是輸入時，如線圈直徑和

8、線圈前到球場所需尺寸的春天起，所形成的彈簧的尺寸不一定會比賽，因為在特定的計算機性能的輸入值線圈前者。因此，除前面提到的因素是影響回彈，還需要采取考慮到這些機器性能的影響。 為形成線圈的詳細程序如下：首先，卷繞針安排是根據(jù)以實現(xiàn)在圖4所示此時彈簧的D1的情況下線圈的直徑，對卷取引腳安排調(diào)整作出這樣的線圈，線圈直徑輸入到原線圈的直徑和實際生產(chǎn)的是平等的。因此，沒有必要考慮回彈或為D1的直徑與線圈的機器性能。然而，如果NC數(shù)據(jù)指示，在如圖4所示某些風向的位置，以直徑D2的一些變化。它有必要考慮春季影響背部和機器性能，以確定哪些數(shù)據(jù)值數(shù)控能夠使D2的線圈的直徑。 圖4線圈形狀具有在一定風的位置上，線

9、圈直徑D1的變化到D2 在背面是通過以下程序進行評估春天的材料性能的影響。首先，指定材料是用來形成線圈在這個時候，第一次安排卷取針和第二針調(diào)整卷取，使線圈的直徑形成變得溶解氧。該卷取引腳安排記錄和使用不同的屬性的材料是用相同的線圈繞組引腳排列而成。 通過比較與DO Dexp下，線圈直徑與不同屬性是衡量材料（Dexp）。，對材料性能的影響才能確定。如果這個實驗是進行各種材料收回，是可以理解的物質(zhì)財產(chǎn)造成物業(yè)的春季變化。在這種情況下，拉伸強度選定為材料特性圖5顯示了這些結(jié)果的例子。橫軸顯示的是材料的抗拉強度而垂直軸顯示線圈的直徑比（Dexp / DO）技術作為一個百分比。在這個試驗中，與1925年

10、的拉伸強度試樣線圈直徑設定為底座直徑和卷繞引腳被安排達到了140毫米溶解氧。汽車工程師協(xié)會的材料用的是9254的12.4 mm線材直徑。在圖表上顯示的界的實驗結(jié)果。和實線顯示回歸線從該方法的最低廣場確定。 圖5對卷曲直徑抗拉強度  從圖中可以看出，線圈直徑不同比例與在腦膜拉伸強度變化。一個球場的變化wi11討論省略在這一點上，但類似的線圈直徑，它也有必要考慮對這一特點拉伸強度的影響。 該指數(shù)的彈簧效果評價下列程序。在拳頭，數(shù)控數(shù)據(jù)對于具有下列尺寸春創(chuàng)建。 線圈的直徑為0到1風：溶解氧 線圈的直徑為1至2風：霉素 此時，第一針和第二卷取卷取引腳排列，使線圈的直徑為0至目前彈簧升大風成立

11、15等于溶解氧。其次，線圈直徑為1（Dexp）至2風測量比較1007-4260 Dexp，彈簧的指數(shù)效應才能確定。各種線圈直徑測試相同線徑。該指數(shù)的春天的D / D對春季起回可通過這個實驗 圖。 6Dexp DNC和相關性 圖6顯示了這些結(jié)果。橫軸顯示了線圈的直徑（的DNC =的DX - 溶解氧）到原線圈和垂直軸輸入值的差額顯示了春天，在線圈直徑（Dexp = Dexp - DO的變化）形成的。最初的線圈直徑溶解氧被設置為100毫米。所使用的材料是汽車工程師協(xié)會與絲直徑925412.4毫米和1925兆帕的抗張強度。圖6顯示界的實驗結(jié)果，而實線顯示回歸線使用該方法獲得的最低廣場至線圈的直徑40毫

12、米的差異。 從這個數(shù)字?？梢钥闯觯珼exp幾乎按比例增加最多的DNC線圈的直徑分別約為40毫米。然而，行成了一個40毫米以上的線圈的直徑略有差異曲線上升的趨勢表明，這一數(shù)額的春天隨著春季指數(shù)的增幅上升 雖然拉伸強度的影響只有在大約2 1900年至2000年兆帕范圍，如圖5所示。重要的是要采取對高精密成形因此，Dexp相關DNC和拉伸強度的影響線圈應該明白每拉伸強度。 在對線圈的間距簡單討論如下數(shù)據(jù)創(chuàng)建的數(shù)控線圈形成具有一定水平的任意間距（Px的）。如果彈簧與此形成線圈數(shù)控測量數(shù)據(jù)和Pexp和Px間距（Pexp）進行了比較，對彈簧的影響靠背可以決定的。如果這個實驗是對過氧化物酶值執(zhí)行不同，彈簧的

13、作用回在球場上才能確定。圖7顯示了這些結(jié)果。橫軸顯示的音高（PX）在進入線圈前投入，垂直軸顯示的實際音高（Pexp）獲得。該材料是汽車工程師協(xié)會與12毫米的彈簧鋼絲直徑9254指數(shù)為125圈子的數(shù)字顯示，實驗結(jié)果和實線顯示了回歸直線通過使用該方法獲得的最低廣場。    圖7或相關法令。足球場及NC數(shù)據(jù) 從數(shù)字?？梢钥闯觯瑢嶋H音高也增加比例為NC數(shù)據(jù)輸入值的增加。實際音高比由于春季投入價值較小的后效應。這種音高的關系必須是每年春季指數(shù)評價，但對指數(shù)的影響的討論春天省略了。 方法為創(chuàng)建NC數(shù)據(jù) 通過下面的過程。為形成線圈的NC數(shù)據(jù)，可從三維CAD轉(zhuǎn)換成一個彈簧，15所有限元方法

14、設計的數(shù)據(jù)。 第1步改變大小的表達方法 在圖8所示，由有限元方法設計的彈簧的尺寸是由半徑（日）和鉛（李）表示。然而，線圈直徑（地）和間距（皮）是輸入數(shù)據(jù)線圈形成，如圖9所示。因此，大小顯示在圖8中的表達轉(zhuǎn)換為大小如圖9所示的表達。 第2步計算線圈直徑的NC數(shù)據(jù) 線圈的直徑為0至0.5風：D1的 但是如前所述了Spring的尺寸形成受諸多因素影響材料性能的彈簧指數(shù)和機器性能。 在實際操作形成春天，卷繞引腳安排設置，以便在風0建制彈簧直徑在指定的值。 因此，數(shù)控線圈直徑在0至0.5風的數(shù)據(jù)可設置在圖9所示的春天10 D1的;線圈直徑為D2的上述05風速（數(shù)控）數(shù)控數(shù)據(jù)與給予物質(zhì)的影響的考慮計算物業(yè)

15、，彈簧指數(shù)，機械性能的價值在D2（北卡羅來納州）由方程表示15（1） D2的（北卡羅來納州）= D1的+（D2的- D1型）/度（1） 其中k為回歸直線的斜率，如圖6所示 第3步計算間距的NC數(shù)據(jù) 球場的皮（北卡羅來納州）的NC數(shù)據(jù)，（=特等，P2的-)由式表達（2） 皮（數(shù)控）=皮/ J的（丙）（2） 其中j（三）是直線的斜率，如圖7所示，并在春季指數(shù)C.功能 彈簧生產(chǎn)過程中的形狀變化過程 正如在序言中提到，春天尺寸不僅形成線圈的過程，所以決定。在線圈的直徑變化，免費為每個進程高度評價，圖10和圖11所示的例子 橫軸圖10顯示的過程，而垂直軸顯示線圈外直徑圖的橫軸11顯示了這一過程，而垂直軸

16、顯示自由的高度作為可從圖10和圖11，產(chǎn)品出現(xiàn)因為它通過生產(chǎn)過程中的進步大小的變化。 從圖10和圖11。可以看出，線圈外直徑變化急劇的脾氣和溫暖的制定過程，而在溫暖的顯性制定過程中自由高度的變化，因此，重要的是要考慮在中的脾氣和線圈的大小改變溫暖的制定過程。 在鍛煉過程中尺寸變化通常是因為減輕的殘余應力在卷取過程中造成的。而這樣大小的變化量，大多數(shù)受春季指數(shù)。將在coi1直徑變化量的一個評價結(jié)果在這個春天的不同指標的過程見圖12。圖中的橫軸春節(jié)指數(shù)，垂直軸顯示的是線圈直徑率減少造成了脾氣進程。這一減少率是僅次于脾氣過程比線圈的直徑和前脾氣進程（以后脾氣/前脾氣線圈直徑線圈直徑的線圈直徑）。在這

17、個實驗的材料用的是汽車工程師協(xié)會9254。圖中的圓圈是實驗結(jié)果和實線表明，使用該方法回歸線最低廣場。 從這個數(shù)字可以看出，隨著春天的線圈直徑指數(shù)增幅下降率也增加。   圖12的直徑減小。通過回火 溫前預測成立處理彈簧尺寸 在溫暖的設置可以通過預測在溫暖的制定過程中的尺寸變化測定的尺寸的春天。這個尺寸變化可以由通過有限元方法詳細地彈塑性確定之前，溫暖的春天的設置方面的分析計算如下。 第1步假設在溫暖的尺寸設置 如果在溫暖的制定過程中給予高度的變化是從為春天自由凹陷性要求高的熱情之前設置可以從下面的方程得到。 乙肝醫(yī)管局+=何（3） 凡房委會是成品自由高度，高亮度，是溫暖的春天之前，設置

18、免費的高度，議員是通過設置所需高度的熱情改變。而各繞組的熱情之前設置的位置導致被假定為如下。 LBX =洛杉磯*（高亮度/公頃）（4） 凡洛杉磯國際機場是各繞組的熱情后，設置崗位領導和LBX是擺在溫暖的環(huán)境領先。雖然在溫暖的環(huán)境線圈直徑的變化，它是假設在春天溫暖的環(huán)境已與成品同一線圈的直徑。 第2步估計變形形狀的設置引起的溫暖 首先，在溫暖的春天設置高度應確定這樣的熱情所設置免費高度變化為議員。這個高度可以很容易地得到確定在溫暖的環(huán)境，并得到彈塑性有限元分析手段使用何春之間的關系的高度。 設置高度，毫米 圖13設置高度和關系的H 圖13顯示此圖的高度，在溫暖的春天設定這種關系的一個例子將10O

19、mm，當自由高度要求的變化是28毫米。然后，通過可估計在這個春天的高度條件下通過有限元分析手段，在溫暖的環(huán)境溫暖的環(huán)境變形的形狀。 第3步確定之前，溫暖的尺寸設置 線圈直徑的熱情也通過設置更改。這意味著，線圈直徑的熱情后，設置從最終產(chǎn)品不同，因為它是假設在溫暖的春天設置有與成品如前所述，以確定在溫暖的尺寸相同設置線圈直徑。要修改最初的步驟假定尺寸湖 所以，經(jīng)有限元分析獲得的溫暖設定尺寸的目標相比，成品尺寸澄清維差異，這在圖14所示為。這些差異是增加了有限元模型的尺寸在變形方向相反的方向。這有限元彈塑性分析和有限元模型的尺寸和改裝，反復進行，直至及小于1毫米如Flgure14所示。  

20、   圖。 14個預設置形狀和尺寸的估算方法 在春天的卷取尺寸可以通過修改決定與到該考慮改變這些脾氣過程三維最后尺寸。這一過程被證實有效的實驗。這一結(jié)果顯示在圖15。圖中的虛線預測15前溫馨的環(huán)境和尺寸的實線是溫暖的設置后的預測方面。此外，圖中的圓圈是實驗的結(jié)果。 圖。 15個被熱烈的變形形狀設置 從這個數(shù)字很明顯的尺寸后的溫暖同意設置實驗值與預測方面良好。 CAD - CAM系統(tǒng)概要 圖16顯示了CAD - CAM系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)流程圖。這個流程詳細說明如下。   圖16論綱線圈平斯的CAD - CAM系統(tǒng) 首先，春季尺寸符合指定規(guī)格的彈簧確定采用有限元法彈塑性分析

21、。輸出是一樣的春天尺寸和春季行動路線的性能數(shù)據(jù)。在此基礎上數(shù)據(jù)的彈塑性分析使用前面提到的有限元法進行前溫馨的環(huán)境和溫暖的環(huán)境條件下的尺寸確定。此外，線圈的尺寸是指確定一個數(shù)據(jù)庫顯示在鍛煉過程中造成的形狀變化。接下來，線圈形成NC數(shù)據(jù)指的是由一個數(shù)據(jù)庫顯示的材料性能和指標的影響春季決定。 的尺寸和行動的彈簧生產(chǎn)線使用這種NC數(shù)據(jù)，以及溫暖的環(huán)境條件，將接近設計。為了進一步提高成形精度，系統(tǒng)具有功能正確的NC數(shù)據(jù)。換句話說，這個功能解決了數(shù)控機床上對與實際測量值和線圈的半徑和產(chǎn)品的攤位設計值之差的數(shù)據(jù)。它還有另一個功能，正確的測量值與實際的NC數(shù)據(jù)和春季行動路線的設計值。 評價的CAD - CAM

22、的系統(tǒng)效能 此系統(tǒng)的實際例子如下所示。春天是采用弧形線圈軸，如圖17所示側(cè)向力的春天。 圖17彈簧與控制側(cè)向力 圖18和圖19顯示了產(chǎn)品的規(guī)模生產(chǎn)的基礎上，初步NC數(shù)據(jù)。圖18是一個線圈的直徑圖，風數(shù)量與水平軸和垂直軸線圈的直徑。圖19是一個與風的數(shù)量領先水平軸圖和縱軸上的領先地位。圖紙上都實線顯示了設計值，而虛線顯示實際測量值。 圖18圖直徑的線圈 Fig19圖鉛 從圖18可以看出，測量值和線圈的直徑設計值不匹配的職位達0.5清盤風良好。然而，在自由的清盤地區(qū)，山頂位置的尺寸略有不足，相略了，但平均誤差小于2毫米。此外，從圖19可以看出，匹配是從0到4風向風速差。 但是，這些值分別為糾正，并從糾正數(shù)控數(shù)據(jù)的結(jié)果顯示在圖20和圖21。 圖。 20線圈直徑圖 圖。 21圖鉛 在圖20的設計值與實測值接近匹配和線圈的直徑平均誤差不超過1mm.These結(jié)果證實了該系統(tǒng)的精度高。  圖22和圖23顯示了實測值的比較和對有關的上，由在Figure17的圓圈所示的彈簧下端飛機反應部隊的應用點的設計值。對圖22和圖23左邊的圓圈是實際測量為上層應用點，在右側(cè)的圓圈實際測量值是應用點的較低值。的X標記顯示為每個設計值。橫軸顯