彈簧的兩個(gè)主要的成型工藝詳解

　　一、彈簧的熱成形工藝

　　1.熱成形工藝速度能力。目前我國在(9～25)mm規(guī)格上的成形僅有CNC2軸熱卷簧機(jī)，速度每分鐘17件。與發(fā)達(dá)國家相比之下差距較大。

　　2.大彈簧熱成形工藝控制能力。由于僅有CNC2軸熱卷簧機(jī)，因此形狀控制少三個(gè)方向作用，精度差;而且都無自動(dòng)棒料旋轉(zhuǎn)控制和調(diào)整機(jī)構(gòu)，所以熱卷彈簧成形工藝水平和能力較低。因而彈簧的精度水平和表面氧化脫碳水平也較低。

　　二、彈簧的冷成形工藝

　　1.冷成形工藝一次性自動(dòng)化能力。冷成形機(jī)目前已發(fā)展到12爪。在(0.3～14)mm范圍內(nèi)的鋼絲，基本上在8爪成形機(jī)能一次成形。目前成形工藝設(shè)備的發(fā)展方向：

　　1)提高成形速度，主要發(fā)展趨勢是提高設(shè)備的成形速度，即生產(chǎn)效率;

　　2)通過提高設(shè)備零件的精密性和強(qiáng)化熱處理效果來提高設(shè)備耐久性;

　　3)增加長度傳感器和激光測距儀，給CNC成形機(jī)進(jìn)行自動(dòng)閉環(huán)控制制造過程。

　　2.冷成形工藝范圍能力。目前大線徑彈簧卷簧機(jī)，規(guī)格可達(dá)20mm，2000MPa，旋繞比5。變徑或等徑料Minic-Block彈簧和偏心彈簧的冷成形工藝還是有局限性。

　　如何正確的使用彈簧

　　(1)超過壓縮量的使用(30萬回條件，接件密著長之使用)壓力產(chǎn)生進(jìn)而造成折損，接近密著長之使用，會(huì)使彈簧線部逐漸密著如此，因?yàn)閺椈啥〝?shù)變高造成荷重曲線隨之生高，近而產(chǎn)生高應(yīng)力使彈簧斷裂，請(qǐng)不要使用超過30萬回。

　　(2)無預(yù)壓的使用 因有間隙造成彈簧上下震動(dòng)導(dǎo)致彈簧扭曲，如有預(yù)壓時(shí)，彈簧較為穩(wěn)定。

　　(3)彈簧橫置使用 彈簧橫置使用時(shí)，會(huì)造成導(dǎo)銷與彈簧磨損并斷裂。

　　(4)無彈簧導(dǎo)引的使用

          如在舞彈簧導(dǎo)引的情況下使用時(shí)，很容易造成彈簧底部及本體之扭曲，其扭曲部之局部高壓力是導(dǎo)致彈簧斷裂的要因，請(qǐng)一定要使用內(nèi)徑導(dǎo)銷或外徑導(dǎo)引等裝置。

　　(5)裝配面平性度不良時(shí)

裝配面之平行度不良時(shí)會(huì)造成彈簧扭曲，局部產(chǎn)生高壓力斷裂，及平行度不良之場合造成彈簧扭曲與超過30萬回使用造成彈簧斷裂。請(qǐng)?jiān)诓怀^30萬回使用條件下改善裝配面的平行度。

　　(6)有關(guān)彈簧內(nèi)徑及導(dǎo)銷 與導(dǎo)銷之間間隙過小時(shí)，會(huì)造成內(nèi)徑之碰撞磨耗，其磨耗部是造成彈簧斷裂的要因，相反如間太大會(huì)造成彈簧扭曲斷裂，之間為彈簧內(nèi)徑-1.0mm左右。及自由長較長的彈簧(自由長/外徑大于4以上)請(qǐng)用段階或?qū)тN，以避免彈簧體扭曲時(shí)與導(dǎo)銷之碰撞。

　　彈簧制造工藝的特征

　　彈簧熱處理后質(zhì)量的判別主要是彈簧的壽命，從性能的角度考慮時(shí)需要調(diào)整彈性參數(shù)與韌性參數(shù)的平衡;性能與彈簧鋼的淬透性有密切關(guān)系。

　　其一采用冷軋鋼帶和冷拔鋼絲、冷卷成型，經(jīng)淬火回火或低溫回火;

　　其二采用熱軋不退火鋼材，熱成形后，進(jìn)行淬火回火，一般板簧及大型卷簧的制造都采用此方法;

　　其三采用熱軋退火鋼材，冷卷成型，除應(yīng)力整型后，再加熱淬火和回火熱處理，一般鋼絲直徑在6-12mm的中型卷簧。橡膠彈簧廠彈簧鋼的熱處理可分冷拔鋼絲的熱處理和熱軋彈簧鋼的熱處理。

　　冷拔鋼絲的熱處理是先對(duì)材料進(jìn)行淬火 中溫回火，獲得回火托氏體組織，成形后進(jìn)行低于150℃去除應(yīng)力回火。橡膠彈簧廠熱軋彈簧鋼的熱處理是熱成形后的彈簧，可在830～890℃加熱后油淬火、400～480℃回火，獲得回火托氏體組織。如果彈簧鋼絲直徑太大(>15mm)、板材太厚(>8mm)，會(huì)出現(xiàn)淬不透現(xiàn)象，結(jié)果彈性極限下降，疲勞強(qiáng)度降低。

　　彈簧在服役時(shí)承受的彎曲應(yīng)力、旋轉(zhuǎn)應(yīng)力在表面，故它的表面狀態(tài)非常重要。熱處理時(shí)的氧化脫碳是預(yù)防的重點(diǎn)，加熱時(shí)要嚴(yán)格控制爐內(nèi)氣氛，盡量縮短加熱時(shí)間。彈簧經(jīng)熱處理后，一般要進(jìn)行噴丸處理，使表面強(qiáng)化并在表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，以提高疲勞強(qiáng)度。

　　強(qiáng)力噴丸技術(shù)是將高速彈丸噴射到彈簧表面，使表面層在彈丸的沖擊作用下發(fā)生塑性變形，由此產(chǎn)生強(qiáng)化及表面壓應(yīng)力，使彈簧的性能及耐應(yīng)力腐蝕能力均得到改善的方法。

　　彈簧的作用以及種類及常用符號(hào)和單位

　　彈簧的作用：定位、復(fù)原、緩沖或減振、沖擊、動(dòng)力、施力、調(diào)節(jié)壓力、測力

　　彈簧的種類：

　　依材料分為：金屬彈簧(鋼彈簧、有色金屬彈簧)，非金屬彈簧

　　依彈簧形狀分為：螺旋彈簧、片彈簧、蝸卷彈簧、板彈簧、環(huán)形彈簧、扭桿彈簧

　　依彈簧使用條件分為： Ⅰ類：受交變載荷作用次數(shù)在106次以上，屬于無限壽命計(jì)算范疇，應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算;

　　Ⅱ類：受交變載荷作用次數(shù)在103~105次之間、受沖擊載荷，屬于有限壽命計(jì)算范疇;

　?、箢悾菏芙蛔冚d荷作用次數(shù)在103次以下，屬靜載強(qiáng)度計(jì)算范疇。

　　彈簧常用符號(hào)和單位： C ——螺旋彈簧旋繞比;碟簧直徑比;系數(shù) D ——彈簧中徑 D1——彈簧內(nèi)徑(ID) D2——彈簧外徑(OD) d

——彈簧材料直徑(線徑) G ——材料的切變模量(Mpa) F”——彈簧的剛度(N) H ——彈簧工作高度 H0——彈簧的自由高度 T ——彈簧扭矩 t——彈簧節(jié)距