弹簧制造工艺
弹簧制造工艺

第五讲:弹簧结构分析与制造工艺(第四章:弹簧制造工艺)2014-8-3,上海讲座用第一节:概述一:弹簧在电器产品中的应用电器中常用的弹簧有:※:螺旋弹簧:(1:压缩弹簧;2:垃伸弹簧;3:扭转弹簧;4:片黄)1:压缩弹簧:在交流直动式接触器中常常采用压缩弹簧-主要是触头压缩弹簧和铁心反力弹簧。
如下特性。
电器的负载特性(机械特性)是电器的重要特性之一。
作用在衔铁上的机械力和衔铁行程关系特性P或F=称为机械特性,也称反力特性。
弹性元件(螺旋弹簧和簧片)构成。
弹簧构成电磁电器机械特性(反力特性)如图所示此特性是由作用于衔铁的机械力和作用于触头的压力组合而成的特性.在断路器上,触头也是采用压缩弹簧,如下所示:2:垃伸弹簧在断路器四连杆机构多数采用,拉伸弹簧:在直流接触器中的衔铁反力弹簧是拉伸弹簧。
3:扭转弹簧: 脱扣器上采用的扭簧。
4:片黄:在继电器中广泛采用。
从上述情况看,弹簧成为我们电器中一个十分重要的零件。
它的质量直接影响我们各种电器的性能。
二:弹簧的基本性能弹簧的基本性能是在载荷作用下产生形变,卸载时释放能量恢复原形;加载变形过程遵循一定的规律。
1:弹簧的特性线:其特性就是:载荷P(M)与变形F (ϕ)之间的关系曲线成为弹簧的特性线,如图4-1所示。
弹簧的特性线大致有三种类型:①直线型;②渐增型;③渐减型。
有些弹簧的特性线是上述两种或三种的组合(图4-2),称为组合型特性线。
度后,变为渐增型;蝶形弹簧的特性线(图4-2b)开始为渐减型,后为渐增型,整个特性线呈S 形;图4-2d 是两个不同高度压缩弹簧组合的特性线,加载开始只有一个弹簧承受载荷,当加载到一定程度时,第二个弹簧也开始承受载荷,特性线成为两个弹簧的特性线,因而其斜率发生了改变.拉伸弹簧的特性线基本上是一条直线,由于其线性好,故广泛用于电器元件和计量器具中.图2 组合型特性a)压缩弹簧特性曲线,b)碟形弹簧特性c)圆锥弹簧特性d)两个压缩弹簧组合特性曲线 2.弹簧刚度(有两种表述方法)弹簧所受载荷P 与变形量F 之比,即产生单位变形量所需荷载称为弹簧刚度.对于压缩和拉伸弹簧的刚度为f P P=' (4-1a) 式中'P ── 压缩和拉伸弹簧刚度(mm N /); P ── 弹簧所受负荷力(N);f ── 弹簧的变形量(mm).对于扭转弹簧的刚度为ϕM M=' (4-2a) 式中'M ── 扭转弹簧的刚度(cm N /);M ── 扭转弹簧的扭矩(cm N ⋅);ϕ── 扭转弹簧的扭转角.特性线为渐增型弹簧,其刚度随着载荷的增加而增大;渐减型弹簧,其刚度随着载荷的增加而减小.而对于直线型弹簧,其刚度不随载荷变化而变化,即常数==FP P '或: 3'8ncGd y P F P P === 38Pcy Gd n ⋅= (4-1b) 常数==ϕMM ' (4-2b) 因此,对于具有直线型特性线的弹簧,其刚度也称为弹簧常数. 弹簧的特性线对于设计和选用弹簧的类型起着重要的指导作用.设计弹簧时可用分析计算及实验的方法找出它的特性线.但即使是最精确得计算,其结果和实际的数值也总会有一定的差异.这是由于弹簧在制造过程中不可避免的存在工艺差异,所用材料组织也并非绝对均匀之故.因此,在设计弹簧时必须经过反复试验,修改尺寸和参数,使之达到理想的结果.三:弹簧的分类 弹簧的类型很多,分类方法不一,按其形状和结构可分为以下几种类型。
弹簧工艺介绍

弹簧生产工艺是生产过程中的程序 ,方法和技巧 ,它表现了生产活动中的技术水平,我们所谓的工艺流程就是是在同时顾及安全和经济两种要素的同时,结合我们的设计思想,作出的一个更合理性的,更切合现状和将来发展的生产方法的一系列次序操作。
弹簧的生产工艺就是依据弹簧的使用要求拟订的知足产品所必要的特征的一系列生产方法。
一般的工艺流程为:绕制成型——热办理——端面办理(可选)——加强办理(可选)-热办理(可选)——表面办理(可选)。
一、成型一般压缩弹簧的加工制造分冷成型和热成型两种加工工艺。
第一介绍弹簧冷卷工艺:一般弹簧钢丝线径小于 16mm 的时候,考虑成本及加工的批量性,采纳冷成型工艺。
加工设施有入口、国产各样绕簧机,像台湾的自如行,洛阳的机床厂以及一些自制设施。
当资料大于必定的规格,冷成型加工设施没法知足要求时,或许资料的加工特征要求,比方耐热弹簧钢,采纳热成型工艺,马上弹簧资料加热到必定温度后在进行成型加工。
该设施一般采纳入口设施,较好的是德国、英国公司制造的,造价很高。
国内一些小规模的公司采纳一般车床改制。
二、热办理弹簧的热办理一种是去应力退火,关于冷拔碳素弹簧钢丝、油淬火回火钢丝,具备了弹簧加工所需要的强度,,但需要除去绕制产生的剩余应力,稳固弹簧尺寸,提升钢丝的抗拉强度和弹性极限。
还有一种钢丝强度很低,需要对绕制的弹簧进行淬火、回火办理。
三、端面办理为了保证压缩弹簧的垂直度,使两支承圈的端面与其余部件保持接触,减少挠度,保障主机特征,一般压缩弹簧的两头面均要进行磨削加工。
一般均采纳自动磨削办理。
四、加强办理为了使弹簧表层产生与工作应力相反的剩余应力,提升弹簧的承载能力、使用寿命,在加工制造过程中采纳的一些加强举措,比方强压、立定办理、喷丸办理五、表面办理:电泳漆、喷塑、电镀等为了提升弹簧的耐腐化能力,或许雅观性,对加工后的弹簧表面进行办理。
常用的表面办理有电泳漆、喷塑、电镀等。
弹簧的制造工艺及组成结构说明

弹簧的制造工艺及组成结构说明弹簧的制造工艺有很多种,但主要的成型尺寸有两种:冷成型和热成型。
在弹簧的冷成形过程中,弹簧的生产主要采用油淬回火材料、铅浴增韧热处理弹簧丝、冷拉钢筋丝等。
用这种材料制造弹簧一般不需要特殊的热处理,只需要进行应力消除退火,弹簧的设计工作应力与所用材料的性能有关。
弹簧冷成形工艺一般适用于丝径较小或形状较为复杂的异型弹簧,如丝径小于15mm、各种卡、张、扭弹簧、凸、凹、弧弹簧等。
冷成形工艺的特点是工艺简单,避免了再热处理引起的变形、脱碳等问题。
在弹簧的热成形过程中,弹簧的生产主要采用热轧材料、退火材料和退火冷拔材料。
使用这种材料生产弹簧需要加热、淬火和回火热处理。
过程相关。
弹簧热成形工艺一般适用于金属丝直径较大或形状简单的弹簧,如金属丝直径大于6mm的各种圆柱形或圆锥形弹簧。
热成形工艺的特点是产品的增值效应大,可以生产更大直径的钢丝弹簧。
弹簧各部件的名称为:弹簧钢丝直径d:制作弹簧用的钢丝直径。
弹簧外径D:弹簧最大外径。
弹簧内径D1:弹簧最小外径。
弹簧中径D2:弹簧的平均直径。
他们的计算公式是:D2 = (D + D1)÷2 = D1 + D = D D:除了支撑环,中间直径的轴向距离的对应点相邻的两把春天变成了球场上,这是由t。
有效匝数n表示:将弹簧的数量能保持相同的音调。
支承环数n2:为了使弹簧在工作过程中受力均匀,保证轴的垂直端面。
在制造时,弹簧的两端通常是紧在一起的。
紧转的次数只支持和被称为支持环。
一般有1.5T、2T、2.5T,常用2T。
总回合数n1:有效回合数和支援回合数之和。
n1 = n + n2。
自由高度H0:弹簧在没有外力作用下的高度。
计算公式如下:H0 = nt + (n2-0.5) d = nt + 1.5d (n2 = 2时)弹簧展开长度L:绕制弹簧时所需的导线长度。
L≈n1(ЛD2) 2 + n2(压簧)L =ЛD2 n +钩延伸长度(拉簧)螺旋方向:左、右旋转,旋转是常用的。
弹簧制造工艺流程

弹簧制造工艺流程弹簧制造工艺流程是将弹簧材料转化为成品弹簧的过程,包括卷簧、热处理、端部加工和表面处理等工序。
虽然不同的弹簧材料、类型和加工方法会有所不同,但基本工艺流程是相同的。
对于用冷拔弹簧钢丝制造压缩螺旋弹簧的工艺流程,车床卷簧后需要进行切断工序,将一次卷成的几个连在一起的弹簧分离成单个弹簧。
一些重要的弹簧可增加毛坯高度分类工序,以保证磨削质量。
磨削工序可分为粗磨和精唐两道工序,并在粗磨后进行去毛刺或倒角。
制造拉伸螺旋弹簧时,国外已有专门的自动卷簧机,但在国内尚未生产这种机床。
拉伸弹簧钩环是用专用模具制造的专门工序。
回火工序是消除制作钩环时产生的内应力,但不能与消除卷绕过程中残余应力的回火工序合并为一道工序。
用冷拔弹簧钢丝制造扭转螺旋弹簧时,国内目前只有直尾卷簧机,扭臂必须使用专门的模具完成。
国内生产扭转螺旋弹簧的典型工艺流程有两种,一种是先定尺下料,然后再进行卷簧等其它工序,如双臂扭簧的工艺流就属此例;另一种是类似拉簧的工艺流程,只是不同于:拉簧是制作钩环,而扭簧则是制作扭臂。
回火处理有利于使弹簧材料的晶粒结构稳定,并可减少弹簧扭臂在运输等过程中因碰撞而引起的变形。
强扭处理是对极少数特殊扭簧而安排的工序。
用退火状态供应的弹簧钢丝制造螺旋弹簧的工艺流程与其他工艺流程不同。
___ after forming。
it needs to be quenched and tempered。
and when manufacturing the ends of the spring。
it may require normalizing treatment。
___ same.For springs with a diameter greater than 12mm。
___ as large springs。
___-rolled ___.。
弹簧的制造工艺流程

弹簧的制造工艺流程弹簧的制造工艺流程在现代工业生产中,弹簧作为一种重要的机械零件,广泛应用于各个领域。
从汽车制造到家电、玩具等,弹簧在其中发挥着至关重要的作用。
然而,对于普通消费者来说,弹簧的制造过程常常被忽略。
本文将以从简到繁的方式,深入探讨弹簧的制造工艺流程,帮助读者更全面、深刻地了解弹簧的生产过程。
1. 弹簧的基本概念和用途在开始探讨弹簧的制造工艺之前,我们先来了解一下弹簧的基本概念和用途。
弹簧是一种有弹性的机械元件,它可以储存和释放力量,常用于控制、支撑、挤压等方面。
在汽车悬挂系统中,弹簧可以减震和支撑车身;在钟表中,弹簧则是控制时间精确度的关键部件。
可以说,弹簧在现代生活中随处可见,发挥着重要的功能。
2. 原材料的选择和加工弹簧的制造过程始于原材料的选择和加工。
一般情况下,常用的原材料包括不锈钢、碳钢等。
根据不同的应用领域和要求,制造者会选择不同材料的弹簧。
原材料的加工通常包括铸造、锻造、拉丝等工艺,以获得满足要求的弹簧材料。
3. 弹簧的成型在原材料加工完毕后,接下来是弹簧的成型工艺。
成型工艺通常有冷却成型和热卷制两种主要方式。
冷却成型是指通过外力和模具将原材料弯曲成所需形状的方式,适用于小型或精密弹簧的制造。
热卷制是将原材料加热至特定温度后,通过滚轮等设备将其成型。
热卷制适用于大型和复杂弹簧的制造,具有较高的生产效率和稳定性。
4. 钢丝的处理和加工弹簧中所使用的钢丝是一种重要的材料,它需要经过一系列的处理和加工过程。
钢丝会经过表面处理工艺,如酸洗、镀锌等,以提高其耐腐蚀性。
接下来,钢丝会通过预拉伸、轧制、切割等加工工艺,以获得符合规格要求的成品钢丝。
5. 弹簧的热处理为了提高弹簧的力学性能和使用寿命,弹簧通常需要进行热处理。
热处理是通过加热和冷却的方式,改变弹簧的组织结构和性能。
常见的热处理工艺包括淬火、回火、退火等。
通过合理的热处理工艺,可以使弹簧具有更好的弹性和耐久性。
6. 表面处理和涂层为了提高弹簧的表面质量和耐腐蚀性,通常还需要进行表面处理和涂层。
零件加工中的弹簧加工技术

零件加工中的弹簧加工技术1、弹簧加工技术简介弹簧是一种以弹性为主要特征的机械元件,是现代机械工业中使用最为广泛的民用零件之一。
弹簧加工工艺是制造弹簧的关键技术,是将金属线材以一定的形式卷绕、拉拔、弯曲等变形加工而成的一种机械制品。
弹簧具有紧密的结构、弹性好、承受很大的变形作用力、可靠性高等特点,广泛应用于各种机械设备中。
目前弹簧加工技术已经得到了较为广泛的应用,加工工艺逐渐走向自动化和高效化。
其中最为重要的技术就是加工精度的提升与设备自动化的推进。
这些技术的应用不仅提高了工作效率、质量稳定性,也为产品的超长使用寿命提供了保障。
2、弹簧加工工艺的发展弹簧加工工艺在历史中也有着相当成熟的技术。
最早的弹簧是采用手工制作的,这种制作方式技术含量比较低,制造出来的产品也同样有许多的缺陷,但是随着技术的革新,现代化的机械化弹簧加工技术得到了极大的提升。
目前各国的弹簧制造技术已经日臻成熟和完善,高端弹簧生产商在不断地引进国外先进的技术、设备和工艺。
中国的弹簧制造业也有着相当的技术水平,同时在弹簧加工方面也取得了很大的进步。
基本上说,弹簧的加工工艺主要包括材料开料、弹簧的卷制、端部的加工、防锈处理等,而针对不同的弹簧加工,技术的应用会有所不同。
目前较为主流的加工工艺包括多点弯曲机技术和成形单元螺旋弹簧机,它们在弹簧制造过程中都有着不可替代的作用。
3、弹簧加工的工艺技术弹簧加工技术的成功取决于弹簧加工过程各个环节上的技术完善和工艺流程的规范化,弹簧加工技术的精度和稳定性是最重要的技术指标。
1.目前常用的弹簧制造工艺:弹簧加工技术中的常见工艺包括:多点弯曲机弹簧加工工艺、单点切形式的摩托车和汽车刹车弹簧加工技术、针对线材直径较大的大直径弹簧加工工艺、高频淬硬技术以及防锈处理技术等。
2.成形装置的工艺选择:在弹簧的加工过程中,成形装置是影响其加工质量、精度、产量等因素的重要因素之一。
针对不同的弹簧类型,采用不同的成形设备是非常必要的。
弹簧的铸造工艺有哪些

弹簧的铸造工艺有哪些
弹簧是一种机械弹性元件,广泛应用于各种机械和设备中。
弹簧的铸造工艺主要有以下几种:
1. 熔模铸造工艺:这是一种常用的弹簧铸造工艺。
该方法是将弹簧的模具和模芯制成熔模,然后通过热腔注射法将金属熔液注入模具中,经过冷却后得到弹簧产品。
这种方法可以制造各种形状和尺寸的弹簧,并能够生产出高精度和高强度的产品。
2. 逐件铸造工艺:这种工艺是将金属熔液直接注入到弹簧的模具中,通过冷却固化得到弹簧产品。
这种方法适用于制造比较简单的、不要求高精度和高强度的弹簧。
3. 注塑成型工艺:这种工艺是将热塑性塑料或热固性塑料熔化后注入到弹簧的模具中,通过冷却固化得到弹簧产品。
这种方法适用于制造小型弹簧,尤其适用于批量生产。
4. 金属粉末冶金工艺:这种工艺是将金属粉末与添加剂混合均匀后,在高温和高压条件下压制成型,再进行烧结得到弹簧产品。
这种方法适用于制造高精度和高性能的弹簧,尤其适用于生产小批量和单件的定制产品。
5. 变形加工工艺:这种工艺是通过机械加工、冷弯、热处理等手段对金属棒材
进行变形加工,使其成为弹簧。
这种方法适用于制造各种材质的弹簧,特别适用于制造大型弹簧和批量生产。
综上所述,弹簧的铸造工艺包括熔模铸造工艺、逐件铸造工艺、注塑成型工艺、金属粉末冶金工艺和变形加工工艺等。
不同的工艺适用于不同的弹簧形状、尺寸、要求和批量生产需求。
在实际生产中,可以根据具体情况选择最合适的铸造工艺来制造弹簧产品。
弹簧零件的基本制作流程

弹簧零件的基本制作流程影响弹簧制造精度和质量的因素很多,如材料状态、操作者的技术水平、工艺装置和设备的精度、制造工艺的选择、各工序偏差的计算及分配等。
因而在大批量生产前,应该按弹簧的性能要求进行首件试验(一般为3-10件),首件试验合格后,方可投入大批量生产。
一、冷成形弹簧的基本制作流程当弹簧所用钢材的圆形截面直径小于14mm、矩形截面边长小于10mm、或相近尺寸的扁钢时,一般采用冷成形制造工艺。
当使用成形后不需淬火、回火处理的材料制造弹簧时,其制作流程为:1.圆柱螺旋压簧的加工方法1.1缠制弹簧前首先看懂《制簧工艺卡片》1.2选择缠簧芯轴,选择控制节距的齿轮达配,选择弹簧旋向,进行卷簧加工,检查卷制弹簧的半成品尺寸。
1.3按弹簧的总圈数切断,并对钢丝端头切尾、去毛刺。
1.4对弹簧端部进行加工:用电热并头器对弹簧并头、在砂轮机上磨削端面1.5对弹簧半成品进行校正1.6按《热处理工艺卡片》进行热处理1.7进行强压(或短压)处理1.8检查强压(或短压)后的尺寸,对弹簧成品进行校正,校正后进行去应力退火,短压,自检。
1.9检验1.10 表面防腐处理1.11 包装2. 圆柱螺旋拉簧的加工方法2.1缠制弹簧前首先看懂《制簧工艺卡片》2.2选择缠簧芯轴,选择控制节距的齿轮达配,(如手工缠制,则应选择合理的自缠辅具),选择弹簧旋向,进行卷簧加工,检查缠制弹簧的半成品尺寸。
2.3按《热处理工艺卡片》进行去应力退火处理2.4按弹簧的半成品总圈数切断(或割断)2.5对弹簧端部进行加工:端部拉直,钩环制作2.6对弹簧半成品进行校正:钩环位置,钩环相对角度2.7按《热处理工艺卡片》进行去应力退火处理2.8进行长拉(或短拉)处理2.9检查长拉(或短拉)后的尺寸,根据所加工弹簧的《制簧工艺卡片》上的技术要求,对弹簧成品进行校正,校正后进行去应力回火,短拉,自检。
2.10 切尾,去毛刺2.11检验2.12 表面防腐处理3. 圆柱螺旋扭簧的加工方法3.1缠制弹簧前首先看懂《制簧工艺卡片》3.2选择缠簧芯轴,选择控制节距的齿轮达配,(如手工缠制,则应选择合理的自缠辅具),选择弹簧旋向,进行卷簧加工,检查缠制弹簧的半成品尺寸。
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第五讲:弹簧结构分析与制造工艺 (第四章:弹簧制造工艺)2014-8-3,上海讲座用第一节:概述 一:弹簧在电器产品中的应用电器中常用的弹簧有:※:螺旋弹簧:(1:压缩弹簧;2:垃伸弹簧;3:扭转弹簧;4:片黄)1:压缩弹簧:在交流直动式接触器中常常采用压缩弹簧-主要是触头压缩弹簧和铁心反力弹簧。
如下特性。
电器的负载特性(机械特性)是电器的重要特性之一。
作用在衔铁上的机械力和衔铁行程关系特性P 或F =()f δ称为机械特性,也称反力特性。
弹性元件(螺旋弹簧和簧片)构成。
弹簧构成电磁电器机械特性(反力特性)如图所示此特性是由作用于衔铁的机械力和作用于触头的压力组合而成的特性. 在断路器上,触头也是采用压缩弹簧,如下所示:2:垃伸弹簧 在断路器四连杆机构多数采用,拉伸弹簧:在直流接触器中的衔铁反力弹簧是拉伸弹簧。
3:扭转弹簧:脱扣器上采用的扭簧。
4:片黄:在继电器中广泛采用。
从上述情况看,弹簧成为我们电器中一个十分重要的零件。
它的质量直接影响我们各种电器的性能。
二:弹簧的基本性能弹簧的基本性能是在载荷作用下产生形变,卸载时释放能量恢复原形;加载变形过程遵循一定的规律。
1:弹簧的特性线:其特性就是:载荷P(M )与变形F (ϕ)之间的关系曲线成为弹簧的特性线,如图4-1所示。
弹簧的特性线大致有三种类型:①直线型;②渐增型;③渐减型。
Cdab 触头弹簧 动触头 弧角转轴静触头 α有些弹簧的特性线是上述两种或三种的组合(图4-2),称为组合型特性线。
如压缩弹簧的特性线(图4-2a )在开始加载时为渐减型,当变形在整个工作区间的30%~70%时为直线性,在最后的30%时为渐增型.又如圆锥弹簧的特性线(图4-2c),加载开始为直线,到一定程度后,变为渐增型;蝶形弹簧的特性线(图4-2b)开始为渐减型,后为渐增型,整个特性线呈S 形;图4-2d 是两个不同高度压缩弹簧组合的特性线,加载开始只有一个弹簧承受载荷,当加载到一定程度时,第二个弹簧也开始承受载荷,特性线成为两个弹簧的特性线,因而其斜率发生了改变.拉伸弹簧的特性线基本上是一条直线,由于其线性好,故广泛用于电器元件和计量器具中.图2 组合型特性a)压缩弹簧特性曲线,b)碟形弹簧特性c)圆锥弹簧特性d)两个压缩弹簧组合特性曲线2.弹簧刚度(有两种表述方法)弹簧所受载荷P 与变形量F 之比,即产生单位变形量所需荷载称为弹簧刚度.对于压缩和拉伸弹簧的刚度为f P P=' (4-1a) 式中'P ── 压缩和拉伸弹簧刚度(mm N /);P ── 弹簧所受负荷力(N);f ── 弹簧的变形量(mm).对于扭转弹簧的刚度为ϕM M=' (4-2a) 式中'M ── 扭转弹簧的刚度(cm N /);M ── 扭转弹簧的扭矩(cm N ⋅);ϕ── 扭转弹簧的扭转角.特性线为渐增型弹簧,其刚度随着载荷的增加而增大;渐减型弹簧,其刚度随着载荷的增加而减小.而对于直线型弹簧,其刚度不随载荷变化而变化,即常数==FP P '或: 3'8nc Gd y P F P P === 38Pcy Gd n ⋅= (4-1b) 常数==ϕMM ' (4-2b)因此,对于具有直线型特性线的弹簧,其刚度也称为弹簧常数.弹簧的特性线对于设计和选用弹簧的类型起着重要的指导作用.设计弹簧时可用分析计算及实验的方法找出它的特性线.但即使是最精确得计算,其结果和实际的数值也总会有一定的差异.这是由于弹簧在制造过程中不可避免的存在工艺差异,所用材料组织也并非绝对均匀之故.因此,在设计弹簧时必须经过反复试验,修改尺寸和参数,使之达到理想的结果.三:弹簧的分类弹簧的类型很多,分类方法不一,按其形状和结构可分为以下几种类型。
1:圆柱螺旋弹簧这类弹簧多数由圆形截面材料制成,但在同样空间条件下需要更大的刚度时,可选用矩形截面材料。
此中大致可分为三种类型:(1):圆柱螺旋压缩弹簧(图4-3)这种弹簧结构简单,制造方便,特性接近于直线型,刚度值较稳定,(在电器产品中)应用最广,简称为压缩弹簧。
(2):圆柱螺旋拉伸弹簧(图4-4)这种弹簧性能和特点与压缩弹簧相同。
重要承受拉伸载荷,其特性线是直线型。
由于有初应力和无初应力的区别,故其特性线起点各异。
多数由原形截面材料制成,简称为拉伸弹簧。
(3):圆柱螺旋扭转弹簧(图4-5)这种弹簧主要承受扭矩作用,用于压缩、储能及转动系统中,特性线呈直线型。
多数由圆形截面材料制成,简称为扭转弹簧。
2.变径螺旋弹簧包括锥形、双锥形弹簧及不规则变直径弹簧,后者应用较少。
(1):圆锥形螺旋弹簧(图4-6)这类弹簧的特点是稳定性较好,结构紧凑。
其特性线开始是直线,随着载荷的增加,逐渐变成渐增形,有利于缓和冲击和共振。
(2):中凸和中凹形弹簧(即双锥簧)(图4-7)这类弹簧的特性相当于圆锥形弹簧。
中凸形弹簧在某些场合可以代替圆锥弹簧使用;中凹形弹簧主要用作坐垫和床垫。
3:悬臂梁式片状弹簧这类弹簧由薄片材料制成,结构形状繁多。
主要用于仪表及继电器电器元件中。
此外,还有空气弹簧、液压弹簧、橡胶弹簧、弹性触头及扭杆弹簧等。
第二节:弹簧材料一:弹簧性能对材料的要求弹簧主要在动载荷作用下工作,要求材料具有高的抗拉强度极限、屈服极限、弹性极限及疲劳极限,同时还要求具有高的冲击韧性和塑性。
在特殊条件下还要求其材料具有耐热、防腐、导电、防磁、耐低温等性能。
金属材料在高温、长期载荷作用下,其内部组织结构也会发生不同程度的变化。
因此,在高温条件下工作的弹簧,其材料应具有足够的热稳定性能。
在低温下,一般金属材料的抗拉极限、弹性极限均随温度下降而增大,冲击韧性和塑性减小,变的冷脆。
在低温下工作的弹簧要选用具有稳定的低温性能和良好的低温韧性的材料。
在腐蚀介质中工作的弹簧,由于其表面受腐蚀介质的作用而遭破坏,疲劳寿命将显著下降,因此要求其材料具有较强的抗腐蚀能力。
对于电器中的弹簧要求其具有导电、防磁和恒弹性等性能。
此外,弹簧材料还应具有良好的加工工艺性。
冷拉(轧)材料应有均匀一致的强度和塑性,以便容易成型。
对于热成型的弹簧材料,应在热状态下容易成型,不易脱碳,并具有良好的脆透性和低的热敏感性。
二:常用弹簧材料的性能及用途弹簧材料的种类按新的国家标准(GB1239—89_所列大致可以分为四大类:碳素弹簧钢丝,合金弹簧钢丝,弹簧用不锈钢丝和青铜线。
按交货状态,金属弹簧材料也可分为两大类。
一类是在成材过程中经强化加工的丝(线)材和带材,即通常所说的硬状态。
这种材料在弹簧成型后不需要淬火,只需要进行消除内应力的回火处理。
电器产品中所用弹簧材料主要是这一类。
另一类是热轧材及在成材后以退火或高温状态供货的丝材或带材。
这种材料在弹簧成型后需要进行淬火、回火处理。
如合金钢丝,异型钢丝及马氏体不锈钢丝等。
下面介绍各种弹簧材料的性能和用途。
[1]:碳素弹簧钢丝它有四个品种,即碳素弹簧钢丝,琴钢丝,阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝及油淬火回火碳素弹簧钢丝。
这类材料可在– 40~120℃条件下正常工作,其性能特点是强度高,性能好,价格便宜,易于生产和加工,但是淬透性差,防腐性能差,使用时须经表面电镀或发蓝处理。
适合做小弹簧,在电器、仪表和机械中广泛使用。
①碳素弹簧钢丝G B4357-84(相当于原标准中的II组、III组) 按用途分为三组。
A组用于一般弹簧B组用于低应力弹簧,如手动按纽等。
C组用于较高应力弹簧,如接触器、继电器等电器产品中的各种弹簧。
②琴钢丝GB4358-84(相当于原标准中的碳素弹簧钢丝I组、IIa组)此钢丝用于制造具有重要用途的,不经热处理或仅经低温回火处理的弹簧,在低压电器元件中使用最广。
钢丝按用途可以分为三组。
G1组用于各种重要用途弹簧G2组用于各种高应力弹簧,如低压电器元件中的触头弹簧,反力弹簧等;F组用于阀门弹簧。
F组钢丝显微组织应为索氏体和托氏体,允许有少量的铁素体。
其直径一般在 2.0~6.0mm之间。
③阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝GB4359-84。
它相当于原标准中的重要用途弹簧钢丝。
此种材料用于制造内燃机阀门弹簧及其他类似条件所用的弹簧。
④油淬火回火碳素弹簧钢丝GB4360-84,这种材料适用于一般普通机械弹簧,在电器产品中仅在不太重要场合使用的弹簧。
[2].合金弹簧钢丝这种材料由于在钢中加入了硅、锰元素,从而提高了强度、淬透性及回火稳定性。
其主要性能特点是强度高、耐冲击。
适于制造高负荷及冲击频率较高的各种重要弹簧。
合金弹簧钢丝主要有三种:即硅锰合金弹簧钢丝、铬硅合金弹簧钢丝和铬钒合金弹簧钢丝。
[3]:弹簧用不锈钢丝弹簧用不锈钢丝按组织可为三大类。
线径在6mm以下的一般为奥氏体不锈钢,较大直径选用马氏体及沉淀硬化不锈钢。
按冶金部标准YB(T)11-83规定,钢丝根据牌号和抗拉强度分为A、B、C三组。
可根据使用要求选用。
1Cr18Ni9 和0Cr19Ni10属于奥氏体不锈钢。
这两种材料耐腐蚀性能比较好,而且具有耐高温及耐低温的特点,可以在300℃以下正常工作。
其强度取决于冷拉时的减面率,减面率越大强度越高。
由于上述特点,使其在低压电器产品及仪器仪表中被广泛使用。
但由于其加工性能较差,故要求其材料在出厂时表面要加一层润滑涂层。
一般是涂树脂或镀镍,以改善其卷绕性能。
如果用裸线,需要在卷绕时加肥皂等作为润滑剂,否则难以成形。
0Cr17Ni8Al钢属于超高强度沉淀硬化不锈钢。
具有很高的强度和足够的韧性,可承受很高的应力。
这种钢在奥氏体状态下加工性能好,耐高温、耐腐蚀可冷成型。
但是由于含有较多贵重合金元素,热处理工艺复杂,价格较昂贵,故一般多在兵器上使用。
[4].青铜线按国家标准主要分为三种类型:即硅青铜、锡青铜和铍青铜。
它们共同的性能特点是强度和弹性都比较好,无磁性,导电性能好,耐磨、耐蚀及耐低温。
①硅青铜线GB3123-82。
硅青铜线具有较高的弹性、强度、耐磨性及无磁性,价格便宜,因而在制造弹簧时广泛采用。
但是这种材料也有不足,QSi3-1有应力腐蚀破裂倾向,冷成型后长时间存放会自行开裂。
因此在弹簧冷绕成型后要及时进行170~220℃低温回火处理,以消除应力裂纹倾向,并使其合金性能略有提高。
②锡青铜线GB3124-82。
锡青铜线具有较高的力学性能和减磨性。
对过热和气体的敏感性小,撞击时不产生火花,抗磁性和耐低温性能也好,有良好的耐碱性、导电性、可焊性也比较好。
但是在氯气和酸溶液环境下,耐蚀能力较差。
含锡量高的材料塑性较差,弹簧成型困难。
旋绕比较小的弹簧最好选用含锡量低的线材。
该种材料的使用温度不应高于120℃,适于制造仪表弹簧。
③铍青铜线GB3124-82。
铍青铜线具有优良的物理、化学、工艺和力学性能。