德国Mubea碟形弹簧
碟形弹簧设计手册
碟形弹簧设计手册1.材料Mubea碟形弹簧的生产要求产品在满足最大疲劳寿命要求的前提下获得最小松弛量。
材料的选取直接影响弹簧性能。
对于标准用途，采用Ck67和50CrV4作为弹簧材料即可满足要求。
这些材料的经济性和通用性非常适合第一组弹簧（Ck67）和第二组、第三组弹簧（50CrV4）。
此外，针对下述要求，可以选取特殊材料。
|高耐腐蚀性|在低/高温环境下工作|耐磁性Mubea所用材料的性能参见材料表。
2.材料与防腐蚀2.1标准材料Ck67(DIN1.1231)Ck67是碟形弹簧低应力应用情况下的经济型钢种，按DIN2093标准规定，该材料只适用于第一组弹簧（厚度＜1.25mm）。
特殊情况下，也可用于厚度小于4mm的弹簧。
50CrV4(DIN1.8159)50CrV4是碟形弹簧最常用的材料。
由于其高合金成分，在-15℃至+150℃温度范围时，可使弹簧具有最佳性能。
如可降低弹簧耐久性，该材料最低应帮温度可达成-25℃，如采用热强压处理，其最高应用温度+200℃。
该材料抗松驰性能优于非合金钢。
51CrMoV4(DIN1.7701)51CrMoV4(DIN1.7701)性能与50CrV41（8159）相似。
由于加入了钼合金元素，材料厚度在40mm以下的工件均具有良好的淬透性。
由于其韧性优于50CrV4。
因此该材料更适用于0℃至-20℃温度范围。
2.2耐磨性材料由于较高的镍合金含量，耐腐性材料在初始状态下具有奥氏体晶格，因此不能象常规材料那样采用奥氏体或马氏体等温淬火。
而腐蚀弹簧钢通过混合晶体变形、冷轧加工硬化（见DIN17224）和沉淀硬化（х7CrNiAl177）来获得强度。
一定程度的冷扎加工硬化可使碟型弹簧获得足够的强度。
因此，对该种材料的最大厚度有严格的限制。
耐腐蚀材料碟型弹簧可以在极低温度下使用，但其通过冷轧过程获得的强度会在温度高于+200℃时消失。
х12CrNi177(DIN1.4310)DIN17224标准的镍铬金х12CrNi177通常用于耐腐的碟型弹簧。
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公司集产品研发、生产、销售和服务为一体，具有雄厚的技术力量，现有本科以上学历的管理人员和研发人员32人，其中：中级和高级技术人员5人，研究开发设计人员27人，一线生产员工78人。
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碟簧的用法
碟簧的用法
碟簧是一种高精度的弹簧元件，常用于重型机械（如压力机）和大炮，飞机等武器中，以及用作汽车和拖拉机离合器及安全阀的压紧弹簧和机动器械的储能元件。
在很大范围内，碟形弹簧正取代圆柱螺旋弹簧，成为强力的缓冲和减振弹簧。
碟簧具有较高的承载能力和较长的使用寿命，因此被广泛应用于各种机械和系统中。
碟簧的设计和制造需要经过多道工序和严格的检测标准，以确保其精度和质量符合要求。
碟簧的精度直接影响着机械设备的性能和使用寿命，因此需要选择合适的碟簧供应商和规格。
碟簧的安装和使用方法根据不同的应用场景和设备类型而有所不同。
一般来说，碟簧需要安装在机械设备的压缩位置上，以产生必要的缓冲和减振效果。
在安装过程中，需要注意碟簧的尺寸和承受能力，以避免出现过大的压力或冲击力导致碟簧损坏或失效。
总之，碟簧是一种高精度、高承载能力的弹簧元件，被广泛应用于各种机械和系统中。
在使用碟簧时，需要根据具体的应用场景和设备类型选择合适的碟簧，并遵循正确的安装和使用方法，以确保机械设备的正常运行和使用寿命的延长。
机床主轴拉刀机构的解决方法
机床主轴拉刀机构的解决方法在不断增长的竞争压力下，现代化机床的生产效率和加工精度的要求被不断提高,主轴的转动越来越快,主轴的高速化是目前精密机械的发展趋势,同时机床的稳定性和使用寿命也相应的变得越来越重要,这些变化直接导致了对机床组件要求的提高。
作为主轴关键部件的碟形弹簧组，它的合理选型及装配可以提高机床的使用效率，减少主轴的维修频率.碟形弹簧具有小变形大承载力的特点,主轴拉刀机构采用碟形弹簧提供拉刀力，有效地解决了刀具转动过程中夹具系统夹持力不足的缺点。
从国内主轴维修的现状来看，碟形弹簧失效主要表现为断裂和破碎，也就是说，在碟形弹簧未达到其设计的疲劳寿命时，弹簧已出现开裂或断裂现象。
究其原因，主要有下述几个方面：1. 原材料选取按照新版碟形弹簧国家标准GB1972 –2005，碟簧材料可以选择60Si2Mn 或50CrV4。
从原材料特性来看，硅锰钢系列材料中的硅能固溶于铁素体和奥氏体中，可提高钢的硬度、强度、弹性极限、屈强比和疲劳强度，还能提高材料的回火稳定性和抗氧化性；锰能提高材料的淬透性。
但硅含量容易产生石墨化现象和增加表面脱碳倾向，并在钢种易生成硅酸盐夹杂物，该夹杂物在晶界析出，易导致淬火开裂现象。
即便淬火过程中没有出现开裂，其开裂倾向也会在弹簧加载过程中逐渐放大，导致弹簧寿命降低，最终失效原因为开裂或碎裂。
50CrV4中铬和钒能提高钢的韧性、强度和弹性极限，降低钢的过热敏感性和脱碳倾向，从而改善了碟簧表面质量，提高材料的疲劳强度。
其淬透性也比硅锰钢要好。
此外铬钒钢回火稳定性较高，500℃- 550℃回火后仍有较高的强度和弹性极限，工作环境允许达200℃。
因此，铬锰钢是碟形弹簧材料的首选钢种，也是DIN2093标准规定的标准原材料。
作为大型碟形弹簧生产厂德国Mubea公司原材料的冷轧和热处理是在公司内进行的，这样最大可能的保证了原材料质量.2. 加工精度随着转数的提高碟形弹簧的加工精度直接影响主轴的稳定性和使用寿命.过大的弹簧内径造成主轴高速转动时弹簧过多的向外滑动(如图),由此形成的离心力(F=mω2r) 相应变大,轴承和主轴的负担加重.较小的平面度和平行度保证弹簧组内单片弹簧受力均匀,弹簧横向位移变小,弹簧组的垂直性更好.对于碟形弹簧在主轴拉刀机构的应用Mubea公司专门开发了高精度碟形弹簧.通过它的特殊边缘结构导向杆和弹簧之间的摩擦被降低, 弹簧疲劳寿命也相应增加.3. 装配作为一种相对较新的弹簧形式，碟形弹簧的特性和装配要求还不太为国内机床行业的客户所熟知。
碟形弹簧设计手册
2.材料与防腐蚀
2.1 标准材料 Ck67(DIN1.1231) Ck67是碟形弹簧低应力应用情况下的经济型钢种，按 DIN2093标
准规定，该材料只适用于第一组弹簧（厚度＜1.25 mm）。特殊情况 下，也可用于厚度小于4 mm 的弹簧。 50CrV4(DIN1.8159)
DIN17224标准的镍铬金х12CrNi177通常用于耐腐的碟型弹簧。这 材料的强度通过冷轧获得，因此其最大材料厚度被限定在2.0mm 以下。 冷轧也会使弹簧具有一定程度的磁性。
х7 CrNiAl17 7(DIN1.4568) 按照 DIN17224标准，х7 CrNiAl17 7是一种沉淀硬化耐腐蚀弹簧
6ห้องสมุดไป่ตู้3
2
Ra ＜
精密切割、冷成形
Ra＜6.3
3.2
冷成形或热成形，四周切削，
Ra ＜
3
Ra＜12.5
倒圆
12.5
其它加工方法，如激光束切割、水射流切割等可用于特殊碟型弹簧的
生产。除矩形截面，边缘倒圆的碟型弹簧外，还有以下类型的碟型弹 簧： ︱梯形截面碟型弹簧 ︱开槽型碟型弹簧 开槽型碟型弹簧广泛用于连轴器和变速箱，而矩形截面碟型弹簧的应 用则并不常见。
机械镀锌可以产生与电镀相同的防腐效果，但不会出现氢脆现 象。机械镀锌时，采用滚镀法将锌粉装到碟型弹簧表面。建议在镀锌 层外镀铬。机械镀锌弹簧的应用范围与电镀锌零件一样。 Delta-Tone-/Delta-Seal 覆层
Delta-Tone 是一种由锌和铝的混合物组成的无机涂层。通过烘 烤，可以获得亮银色高耐腐蚀性防护层。
μm 厚度也可以达50 。对叠合组合碟型弹簧组而言，单片弹簧间的
碟型弹簧手册2012
X 7 CrNiAl 17 7
1.4568
X 5 CrNiMo 18 10 1.4401
X 35 CrMo 17
1.4122
X 30 WCrV 5 3
1.2567
X 22 CrMoV 12 1 1.4923
Cu Be 2
2.1247
Ni Be 2
2.4132
Inconel 718
2.4668
(Ni Cr 19 Nb Mo)
phone.: sales: 02743/806-184, -194, Fax.:-188; engineering: 02743/806-268, -134, -135, Fax.: -292
characteristic of spring
I
t’
140
II
h0
l0
120
I II
Di
De
100
dimensions outer diam.:
夹紧元件的结构，载荷可以是静态的或是动态的。
作用预先加载。发生故障时，液压压力下降，碟形碟簧组复 位，阀门关闭，流动停止。在这种情况下，通常使用滚珠自 定心碟形碟簧组。
9 弹簧促动制动器
设备制造、机械制造、汽车制造 在液压载荷下降至预设水平时，组合碟形弹簧产生制动载
荷。
7
7
2
3
5
6
8
9
8
碟形弹簧－ 慕贝尔，您强劲的合作伙伴
碟形弹簧－ 广泛适应性
由于碟形弹簧的广泛适应性，其应用涵盖了从 3000 米海 底深处的安全阀门系统到空间人造卫星的各个领域，要求能够 在 -269℃到 500℃的温度范围内工作。慕贝尔公司库存的原 材料即使在这样苛刻的条件下，依然可以满足碟形弹簧承载和 疲劳寿命的要求。此外，碟形弹簧表面可以采用耐久涂层保护 处理，保证其在腐蚀性气体中的长效抗腐蚀性能。
碟形弹簧(优.选)
间隙
16
16～20
20～26
26～31.5
31.5～50
50～80
80～140
140～250
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.6
碟形弹簧的的制造
碟簧多用冷轧或热轧带钢、板材或锻造坯料（锻造比不小于3）制造，其材料常用60S2MA、50CVA等弹簧钢，对于厚度小于1.1的也可用高碳钢制造。对于有防锈、防蚀、防磁或耐热等特殊要求时。
碟形弹簧的载荷-变形计算
从上世纪二、三十年代以来碟形弹簧的计算经过许多专家学者的研究，其计算方法有许多种，但使用最广泛的是1936年美国两位工程师阿尔曼(J.O.Alman)与拉斯路(szlo)提出的近似计算法，此法形式简单，便于计算，计算结果与实验结果比较符合，因此目前广泛应用。
（1）无支撑面碟形弹簧载荷-变形计算公式（DIN2093、GB/T1972）
图（二）t﹤1.25mm碟簧的极限应力曲线
图(三)t=1.25～6mm碟簧的极限应力曲线
图(四)6＜≦14mm碟簧的应力曲线
组合碟形弹簧
单片碟簧的承载能力和变形是有限的，大都情况下是成组使用。采用不同的组合方式，可以获得多种特性，满足不同的性能要求。
摩擦力对组合碟簧特性的影响
前面所述计算方式，都忽略摩擦力的影响，在实际工作中碟簧受载后，在支撑表面和叠合面上，在碟片和导向零件之间都有相对滑动而产生的摩擦力，因此改变了碟簧的特性曲线。
0.03～0.05
0.02～0.04
0.01～0.03
组合碟簧使用时，为了防止受载时碟簧片产生横向滑移，组合碟簧应有导向芯轴或导向套，由于碟簧片在变形时内外径尺寸会产生变化（以碟簧的制造方式不同内外径的变化不同），一般情况下碟片应与导向件之间留有一定的间隙，见下表。碟片与导向件之间也应有润滑，导向件表面硬度也应大于碟片。
碟形弹簧的介绍及选型计算说明
承受静态和动态两种载荷，主要参数为：外径 内径 材料厚度 自由高度
1.碟型弹簧由于其以下特点而不同于其他类型的弹簧： 1.1 小变形大承载能力 1.2 和其他类型的弹簧相比更为节省空间 1.3 通过碟型弹簧不同的组合方式可获得理想的加载特性
江苏省太仓市常州路 5 号
105 Shanghai E. Rd., Taicang, P.R. China 邮编/ Zip: 215400
碟形弹簧及其计算的方法与使用说明
本文分为三个部分 第一部分：碟形弹簧的简单介绍 第二部分：碟形弹簧德国计算程序 第三部分：碟形弹簧计算程序的使用说明
第一部分：碟形弹簧的简单介绍
2.67 0.128 1213 -485 246 265 -258 2.67 0.128 1213 9188
2.64 0.160 1505 -603 310 330 -322 2.64 0.160 1505 9055 2.61 0.192 1793 -720 376 393 -387 2.61 0.192 1793 8928
1270 1089 -1160 2.22 1353 1141 -1224 2.19
0.576 0.608
4997 5250
7918 7876
2.16 0.640 5501 -2218 1437 1193 -1289 2.16 0.640 5501 7840
2.13 0.672 5752 -2316 1523 1244 -1353 2.13 0.672 5752 7811
Mubea
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