彈簧基礎(chǔ)知識講座

1、彈簧基礎(chǔ)知識及工藝講座彈簧的定義：彈簧就是利用材料的彈性變彈簧的定義：彈簧就是利用材料的彈性變形進(jìn)行緩沖、復(fù)位、儲能的器械零件。形進(jìn)行緩沖、復(fù)位、儲能的器械零件。懸架彈簧的作用：用彈簧支持運(yùn)動或振動懸架彈簧的作用：用彈簧支持運(yùn)動或振動中的物體，由于彈簧受沖擊后吸收能量，中的物體，由于彈簧受沖擊后吸收能量，因此起到緩沖或振動的作用，保證汽車的因此起到緩沖或振動的作用，保證汽車的平穩(wěn)行駛，延長汽車的壽命。平穩(wěn)行駛，延長汽車的壽命。一、彈簧基礎(chǔ)知識1.彈簧符號彈簧符號 d 鋼絲直徑鋼絲直徑 D2 彈簧內(nèi)徑彈簧內(nèi)徑 D1 彈簧外徑彈簧外徑 D 彈簧中徑彈簧中徑 H 0 彈簧自由長度彈簧自由長度 H 1

2、，2，3.。 工作高度工作高度 P1,2,3 工作負(fù)荷工作負(fù)荷 G 剪切模量剪切模量 b 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 Q 彈簧重量彈簧重量 b 壓并應(yīng)力壓并應(yīng)力 許用應(yīng)力許用應(yīng)力 n 有效圈數(shù)有效圈數(shù) n1 總?cè)?shù)總?cè)?shù) t 彈簧節(jié)距彈簧節(jié)距 a 彈簧夾角彈簧夾角 C 旋繞比旋繞比 b 高徑比高徑比 K 曲度系數(shù)曲度系數(shù) L 彈簧展開長度彈簧展開長度2. 彈簧的剛度計算彈簧的剛度計算 P=Gd4/8D3n=（P1-P2）/(H1-H2)3. 彈簧應(yīng)力計算彈簧應(yīng)力計算 = 8 P K D / d 3 4. K值的計算值的計算：K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C5. 彈簧單重：彈簧單重：Q=d2

3、 L/4=0.000019369* d2*D*n1二、主要的懸架彈簧材料常用的彈簧材料常用的彈簧材料 A : SWI-200 材料的抗拉強(qiáng)度為材料的抗拉強(qiáng)度為1950MPa2050Mpa B : SWI-180 材料的抗拉強(qiáng)度為材料的抗拉強(qiáng)度為1750MPa1850Mpa C : 60Si2MnA D : 60SiCrVA E : 55CrSi彈簧應(yīng)力與材料的選用的關(guān)系彈簧應(yīng)力與材料的選用的關(guān)系彈簧使用上支點的應(yīng)力不大于彈簧使用上支點的應(yīng)力不大于850MPa 材料一般選用材料一般選用60Si2MnA彈簧使用上支點的應(yīng)力彈簧使用上支點的應(yīng)力850-1030MPa 材料一般選用材料一般選用55Cr

4、Si彈簧使用上支點的應(yīng)力彈簧使用上支點的應(yīng)力1030-1070MPa 材料一般選材料一般選用用SWI180彈簧使用上支點的應(yīng)力彈簧使用上支點的應(yīng)力1070-1150MPa 材料一般選材料一般選用用SWI200目前懸架彈簧使用到最大的應(yīng)力大概在目前懸架彈簧使用到最大的應(yīng)力大概在1200MPa三、彈簧工藝1. 冷卷懸架彈簧冷卷懸架彈簧 工藝流程：領(lǐng)用材料工藝流程：領(lǐng)用材料渦流探傷渦流探傷冷卷冷卷回火回火噴丸噴丸強(qiáng)壓強(qiáng)壓工檢工檢磷化磷化噴涂固噴涂固化化補(bǔ)漆補(bǔ)漆移印移印測力測力標(biāo)識標(biāo)識包裝包裝檢檢驗入庫驗入庫存儲發(fā)運(yùn)存儲發(fā)運(yùn) 材料的領(lǐng)用：根據(jù)產(chǎn)品要求的領(lǐng)用符合要求的材料；材料的領(lǐng)用：根據(jù)產(chǎn)品要求的領(lǐng)用

5、符合要求的材料； 渦流探傷：渦流探傷： 利用渦流場來探傷鋼絲表面質(zhì)量，如果利用渦流場來探傷鋼絲表面質(zhì)量，如果鋼絲表面光滑，則它會輸出穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，如果鋼絲表面鋼絲表面光滑，則它會輸出穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，如果鋼絲表面有裂紋或是其他的傷痕，他就會輸出不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，在有裂紋或是其他的傷痕，他就會輸出不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，在電腦顯示器上就能明顯的顯示出來他的變化；電腦顯示器上就能明顯的顯示出來他的變化； 冷卷：卷繞符合作業(yè)指導(dǎo)書和卷繞樣件要求的彈簧，冷卷：卷繞符合作業(yè)指導(dǎo)書和卷繞樣件要求的彈簧，并做完工藝試驗和裝配試驗，合格再進(jìn)行批量生產(chǎn)；并做完工藝試驗和裝配試驗，合格再進(jìn)行批量生產(chǎn)； 回火：回火就是消除卷簧時產(chǎn)生的卷

6、繞表面應(yīng)力；回火：回火就是消除卷簧時產(chǎn)生的卷繞表面應(yīng)力；噴丸：噴丸就是增加彈簧的表面的壓應(yīng)力，使彈簧噴丸：噴丸就是增加彈簧的表面的壓應(yīng)力，使彈簧最大的拉應(yīng)力從表面移至次表面，提高彈簧的疲勞壽最大的拉應(yīng)力從表面移至次表面，提高彈簧的疲勞壽命（注意說明一下壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的原理）命（注意說明一下壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的原理） 強(qiáng)壓：通過壓縮消除彈簧的永久變形，對彈簧的疲強(qiáng)壓：通過壓縮消除彈簧的永久變形，對彈簧的疲勞壽命也有一定的好處；勞壽命也有一定的好處； 工檢：按工藝要求對彈簧進(jìn)行預(yù)檢，將可能產(chǎn)生的工檢：按工藝要求對彈簧進(jìn)行預(yù)檢，將可能產(chǎn)生的問題控制在生產(chǎn)過程中；問題控制在生產(chǎn)過程中； 磷化和噴涂固化：保

7、護(hù)彈簧的表面，防止彈簧生磷化和噴涂固化：保護(hù)彈簧的表面，防止彈簧生銹而出現(xiàn)的早期疲勞斷裂；銹而出現(xiàn)的早期疲勞斷裂； 補(bǔ)漆：對彈簧掛鉤的地方進(jìn)行補(bǔ)漆處理；補(bǔ)漆：對彈簧掛鉤的地方進(jìn)行補(bǔ)漆處理； 移?。捍蛴椈傻淖匪輼?biāo)識和產(chǎn)品標(biāo)識；移?。捍蛴椈傻淖匪輼?biāo)識和產(chǎn)品標(biāo)識； 負(fù)荷分組：對彈簧進(jìn)行測力，滿足圖紙要求的組負(fù)荷分組：對彈簧進(jìn)行測力，滿足圖紙要求的組別，滿足裝車后的平穩(wěn)性；別，滿足裝車后的平穩(wěn)性； 色標(biāo)：彈簧負(fù)荷分類標(biāo)識色標(biāo)：彈簧負(fù)荷分類標(biāo)識 包裝：包裝彈簧；包裝：包裝彈簧； 檢驗入庫：全尺寸檢驗彈簧；檢驗入庫：全尺寸檢驗彈簧； 存儲發(fā)運(yùn)存儲發(fā)運(yùn)：2.熱卷懸架彈簧熱卷懸架彈簧 工藝流程：工藝流程：

8、 原材料定尺原材料定尺-加熱加熱-卷繞成型（卷尾）卷繞成型（卷尾）-淬火（淬火（800度）度）-清洗清洗-回火（回火（400度）度）-探傷探傷（磁粉探傷）（磁粉探傷）-噴丸噴丸-強(qiáng)壓強(qiáng)壓-工序檢驗工序檢驗-磷化磷化 表表面涂裝面涂裝-負(fù)荷分類負(fù)荷分類-色標(biāo)色標(biāo)-包裝包裝-檢驗入庫檢驗入庫存存儲發(fā)運(yùn)儲發(fā)運(yùn) 原材料定尺寸加熱：使用定尺寸彈簧線材，使原材料定尺寸加熱：使用定尺寸彈簧線材，使用感應(yīng)、電爐或天然氣等加熱用感應(yīng)、電爐或天然氣等加熱 卷繞成型（卷尾）：卷繞符合作業(yè)指導(dǎo)書和卷卷繞成型（卷尾）：卷繞符合作業(yè)指導(dǎo)書和卷繞樣件要求的彈簧，并做完工藝試驗和裝配試驗，繞樣件要求的彈簧，并做完工藝試驗和裝

9、配試驗，合格再進(jìn)行批量生產(chǎn)；合格再進(jìn)行批量生產(chǎn)； 淬火（淬火（800度）：卷繞彈簧在度）：卷繞彈簧在800度以上進(jìn)行淬度以上進(jìn)行淬火處理；使彈簧組織全部馬氏體化，一般硬度在火處理；使彈簧組織全部馬氏體化，一般硬度在 HRC60以上以上 清洗：清洗鋼絲表面的污物清洗：清洗鋼絲表面的污物； 回火回火:將清洗后彈簧進(jìn)行將清洗后彈簧進(jìn)行400度中溫回火，得到度中溫回火，得到回火屈氏體組織，一般彈簧硬度回火屈氏體組織，一般彈簧硬度HRC48-52； 磁粉探傷：使用熒光磁粉和水的混合物噴淋到磁粉探傷：使用熒光磁粉和水的混合物噴淋到彈簧表面，在通電后，將彈簧置于紫外線燈光下彈簧表面，在通電后，將彈簧置于紫外

10、線燈光下觀察，如果彈簧表面無裂紋，則磁粉均勻分布到觀察，如果彈簧表面無裂紋，則磁粉均勻分布到彈簧鋼絲表面，如果彈簧表面有裂紋，則磁粉就彈簧鋼絲表面，如果彈簧表面有裂紋，則磁粉就會集中到裂紋處，那么彈簧在紫外線下就能明顯會集中到裂紋處，那么彈簧在紫外線下就能明顯的看見一條亮線；的看見一條亮線； 噴丸：噴丸就是增加彈簧的表面的壓應(yīng)力，使噴丸：噴丸就是增加彈簧的表面的壓應(yīng)力，使彈簧最大的拉應(yīng)力從表面移至次表面，提高彈簧的彈簧最大的拉應(yīng)力從表面移至次表面，提高彈簧的疲勞壽命（注意說明一下壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的原理）疲勞壽命（注意說明一下壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的原理） 強(qiáng)壓：通過壓縮消除彈簧的永久變形，對彈簧的強(qiáng)壓：

11、通過壓縮消除彈簧的永久變形，對彈簧的疲勞壽命也有一定的好處；疲勞壽命也有一定的好處； 工檢：按工藝要求對彈簧進(jìn)行預(yù)檢，將可能產(chǎn)生工檢：按工藝要求對彈簧進(jìn)行預(yù)檢，將可能產(chǎn)生的問題控制在生產(chǎn)過程中；的問題控制在生產(chǎn)過程中； 磷化和噴涂固化：保護(hù)彈簧的表面，防止彈簧生磷化和噴涂固化：保護(hù)彈簧的表面，防止彈簧生銹而出現(xiàn)的早期疲勞斷裂銹而出現(xiàn)的早期疲勞斷裂； 補(bǔ)漆：對彈簧掛鉤的地方進(jìn)行補(bǔ)漆處理；補(bǔ)漆：對彈簧掛鉤的地方進(jìn)行補(bǔ)漆處理； 移?。捍蛴椈傻淖匪輼?biāo)識和產(chǎn)品標(biāo)識；移?。捍蛴椈傻淖匪輼?biāo)識和產(chǎn)品標(biāo)識； 負(fù)荷分組：對彈簧進(jìn)行測力，滿足圖紙要求負(fù)荷分組：對彈簧進(jìn)行測力，滿足圖紙要求的組別，滿足裝車后的平穩(wěn)

12、性；的組別，滿足裝車后的平穩(wěn)性； 色標(biāo)：彈簧負(fù)荷分類標(biāo)識色標(biāo)：彈簧負(fù)荷分類標(biāo)識 包裝：包裝彈簧；包裝：包裝彈簧； 檢驗入庫：全尺寸檢驗彈簧；檢驗入庫：全尺寸檢驗彈簧； 存儲發(fā)運(yùn)：存儲發(fā)運(yùn)：四、彈簧的設(shè)計要求在進(jìn)行彈簧設(shè)計的時候，需要顧客給我們提供的最基本在進(jìn)行彈簧設(shè)計的時候，需要顧客給我們提供的最基本的參數(shù)：的參數(shù)： 1. 彈簧裝配在減震器上的安裝尺寸和最大的空間尺寸彈簧裝配在減震器上的安裝尺寸和最大的空間尺寸 2. 彈簧剛度彈簧剛度P 3. 汽車空載的高度汽車空載的高度 4. 空載高度下的負(fù)荷空載高度下的負(fù)荷 5. 彈簧使用的上下支點高度彈簧使用的上下支點高度 我們會根據(jù)顧客提供的以上基本參

13、數(shù)進(jìn)行彈簧設(shè)計我們會根據(jù)顧客提供的以上基本參數(shù)進(jìn)行彈簧設(shè)計五、彈簧的成本1. 對裝配要求高的彈簧，我們在卷簧調(diào)試會出現(xiàn)對裝配要求高的彈簧，我們在卷簧調(diào)試會出現(xiàn)更多的調(diào)機(jī)廢品，更多的調(diào)機(jī)廢品，2. 對一些高應(yīng)力彈簧的在后面的強(qiáng)壓工檢處會進(jìn)對一些高應(yīng)力彈簧的在后面的強(qiáng)壓工檢處會進(jìn)行多個項目的控制，增加的彈簧的廢品率；生產(chǎn)行多個項目的控制，增加的彈簧的廢品率；生產(chǎn)制造，我們會在噴丸出進(jìn)行特殊工藝的處理，如制造，我們會在噴丸出進(jìn)行特殊工藝的處理，如增加熱噴丸、應(yīng)力噴丸或用大小不一樣的彈丸進(jìn)增加熱噴丸、應(yīng)力噴丸或用大小不一樣的彈丸進(jìn)行行2次噴丸，這樣就會增加動能和彈丸的消耗。次噴丸，這樣就會增加動能和彈丸的消耗。六、關(guān)于彈簧自由長度公差的討論 我公司認(rèn)為彈簧的長度可以做參考，只要滿足剛度和我公司認(rèn)為彈簧的長度可以做參考，只要滿足剛度和負(fù)荷分組的負(fù)荷就能滿足顧客使用要求。我公司給淅川、負(fù)荷分組的負(fù)荷就能滿足顧客使用要求。我公司給淅川、長安等公司生產(chǎn)的彈簧，他們在彈簧的自由長度都是參考，長安等公司生產(chǎn)的彈簧，他們在彈簧的自由長度都是參考，不做考核，只要求滿足剛度和空載時候的負(fù)荷。另外在原不做考核，只要求滿足剛度和空載時候的負(fù)荷。另外在原材料上存在上下公差，如果要滿足長度、剛度和負(fù)荷等全材料上存在上下公差，如