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弹簧加工工艺 常见的弹簧有哪些​


     所谓弹簧,是利用弹性特质应用在工业设备中的零件,其原材料通常就是弹簧钢。弹簧产品作用主要是用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等,一般广泛用于机器、仪表中。量大面广、品种繁杂,基本应用到了国民经济的所有领域。

    目前,机械弹簧的加工设备和加工生产线向着数控(NC)和计算机控制(CNC)化的深度和广度发展。但随着弹簧材料和几何新状的变化,加工工艺亦有发展。我们来看看弹簧的加工工艺都有哪些:

    1)中空稳定弹簧杆采用低碳硼钢板卷制焊接成形。

    2)电子产品广泛应用的片弹簧基本上采用冲压和自动弯曲加工成形。目前主要是发展复合材料的接合技术。

    3)变弹簧外径、变节距和变钢丝直径(三变)悬架弹簧实现了无模塑性加工。自三变弹簧开发以来,一直采用锥形钢棒在数控车床上卷绕加工,但成品率和价格均不理想。现改为加热状态下通过卷簧机,控制轧辊速度和拉拔力,获得所需要的锥体形状,并用加工余热进行淬火。

    4)扭杆采用高纯度的45钢,经高频淬火获得表面的高硬度和较大的剩余压缩应力,从而提高疲劳寿命和抗松弛能力。

    弹簧的热成形工艺

    1)热成形工艺速度能力。目前我国在(9~25)mm规格上的成形仅有CNC2轴热卷簧机,最大速度每分钟17件。与发达国家相比之下差距较大。

    2)大弹簧热成形工艺控制能力。由于仅有CNC2轴热卷簧机,因此形状控制少三个方向作用,精度差;而且都无自动棒料旋转控制和调整机构,所以热卷弹簧成形工艺水平和能力较低。因而弹簧的精度水平和表面氧化脱碳水平也较低。

    影响弹簧疲劳强度的几个因素
    1.屈服强度材料的屈服强度和疲劳极限之间有一定的关系,一般来说,材料的屈服强度越高,疲劳强度也越高,因此,为了提高弹簧的疲劳强度应设法提高弹簧材料的屈服强度,或采用屈服强度和抗拉强度比值高的材料。对同一材料来说,细晶粒组织比粗细晶粒组织具有更高的屈服强度。

     2.表面状态最大应力多发生在弹簧材料的表层,所以弹簧的表面质量对疲劳强度的影响很大。弹簧材料在轧制、拉拔和卷制过程中造成的裂纹、疵点和伤痕等缺陷往往是造成弹簧疲劳断裂的原因。

      材料表面粗糙度愈小,应力集中愈小,疲劳强度也愈高。材料表面粗糙度对疲劳极限的影响。随着表面粗糙度的增加,疲劳极限下降。在同一粗糙度的情况下,不同的钢种及不同的卷制方法其疲劳极限降低程度也不同,如冷卷弹簧降低程度就比热卷弹簧小。因为钢制热卷弹簧及其热处理加热时,由于氧化使弹簧材料表面变粗糙和产生脱碳现象,这样就降低了弹簧的疲劳强度。

    弹簧的冷成形工艺

    1)冷成形工艺一次性自动化能力。冷成形机目前已发展到12爪。在(0.3~14)mm范围内的钢丝,基本上在8爪成形机能一次成形。目前成形工艺设备的发展方向:①提高成形速度,主要发展趋势是提高设备的成形速度,即生产效率;②通过提高设备零件的精密性和强化热处理效果来提高设备耐久性;③增加长度传感器和激光测距仪,给CNC成形机进行自动闭环控制制造过程。

    2)冷成形工艺范围能力。目前大线径弹簧卷簧机,最大规格可达20mm,=2000MPa,旋绕比5。变径或等径料Minic-Block弹簧和偏心弹簧的冷成形工艺还是有局限性。

    常见弹簧厂出产的弹簧产品都有哪些?
    拉伸弹簧(Extension Spring) 
    乃各圈紧密围绕,以使其能受力而拉长,各端绕一环圈(Loop),下述为一拉伸弹簧之必要资料: 
   (1)自由长度:(a)总长度、(b)全部圈长、(c)自钩圈内之长度。 
   (2)控制直径:(a)外径、(b)内径、(c)所套管之内径。 
   (3)钢丝尺寸“线径”。 
   (4)材料(种类、等级)。 
   (5)圈数:(a)总圈数及(b)右旋或左旋。 
   (6)末端之形式。 
   (7)钩内之负荷。 
   (8)负荷率、挠曲度、每寸磅数。 
   (9)最大拉伸长度。 
     拉伸弹簧(Extension Spring)乃典型之弹簧即弹簧之代表,由直筒形至各种变体,乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。 拉伸弹簧(Extension Spring)为压缩弹簧之反向运用,运用范围大致较无具体产品类别,但操作控制较压缩弹簧高一级。

    压缩弹簧(Compression Spring) 
    乃各圈分绕,因能承受压力,两端可为开式或闭式或绕平或磨平。下述为一压缩弹簧必要资料: 
   (1)控制直径(Controlling diameter)(a)外径、(b)内径、(c)所套管之内径、(d)所穿圆杆之外径。 
   (2)钢丝或钢杆之尺寸(Wire or bar size)。 
   (3)材料(种类及等级)。 
   (4)圈数:(a)总圈数及(b)右旋或左旋。 
   (5)末端之形式(Style of ends)。 
   (6)在某一挠区长度下之负荷。 
   (7)一寸至几寸长度变化范围内之负荷比率。 
   (8)最大体高“自由长”(Maximum solid height)。 
   (9)运用时之最小压缩高。 

   压缩弹簧(Compression Spring)乃变体弹簧第一种,由直筒型、锥形至缩、凸腰形,乃至各种尾端之变体,均可依设计成型。压缩弹簧(Compression Spring)为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种,产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业,因其设计与原理易于掌握,制造控制也最为单纯。

    卷簧 
    可应用于卷尺、汽车起动马达、收纳线盒等。 
    卷簧又名(发条)其运用类似扭簧,但因其具有高扭力,与多角度之扭转力距故运用于长时间作功之机构,具有不易疲劳之特性。其运用类别大致可归类为卷尺、汽车起动马达、收纳线盒等。


    扭转弹簧(Torsion Spring) 
各圈或是紧密围绕或是分开围绕,俾能适任扭转负荷(与弹簧轴线成直角)。弹簧之末端可绕成钩状或直扭转臂。下述为一扭转弹簧之必要资料: 
   (1)自由长度。 
   (2)控制直径:(a)外径、(b)内径、(c)所套管之内径,或(d)所穿越圆杆之外径。 
   (3)钢丝尺寸“线径”。 
   (4)材料(种类及等级)。 
   (5)圈数:(a)总圈数及(b)右旋或左旋。 
   (6)扭转力:偏转至某一角度之磅数。 
   (7)最大挠度(自由位置算起之角度)。 
   (8)末端之形式。 

    扭转弹簧(Torsion Spring)乃变体弹簧之极至,由单扭至双扭,乃至各种扭杆之变形,得依设计成型。 
    扭转弹簧(Torsion Spring)为所有弹簧类别中设计原理较为复杂的一种,型式的变化亦相当活泼,故设计时所涉及的理论也最为烦索。因此设计时亦较难掌握。

    弹片类 
    依材料之特性应用于不同环境之作动机构。 
    我们备用与车床不同原理之技术成型机,能克服冲床所难成型的料件。且相对具模具费低廉之优势,故广为客户接受。

    极细微弹簧 
    适用于精密电子组件。 
    此类弹簧线径在0.15mm~0.06mm之间,加上线径与各部尺寸均在1mm左右,故调试机具相当之难度与技术,一般运用范围为精密电子元器件或精密仪器、钟表等。

    勾环类 
    可依客户之设计应用在不同机构的固定或辅件。 
    材质运用大致与弹簧类相一致,该类产品一般为客户依其需要作不同形状的设计,一般都作为辅件或机构件之固定。 
 
    在弹簧使用过程中,对材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等。都可以提升弹簧的疲劳强度。
    1.尺寸效应材料的尺寸愈大,由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。
    2.温度碳钢的疲劳强度,从室温到120℃时下降,从120℃到350℃又上升,温度高于350℃以后又下降,在高温时没有疲劳极限。在高温条件下工作的弹簧,要考虑采用耐热钢。在低于室温的条件下,钢的疲劳极限有所增加。

    3.冶金缺陷冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析,等等。存在于表面的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。采用真空冶炼、真空浇注等措施,可以大大提高钢材的质量。

    4.腐蚀介质弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10%~25%。腐蚀对弹簧疲劳强度的影响,不仅与弹簧受变载荷的作用次数有关,而且与工作寿命有关。所以设计计算受腐蚀影响的弹簧时,应将工作寿命考虑进去。由东莞市创河五金制品有限公司出品的各类弹簧,以其上乘的品质和良好的口碑深受广大客户信赖,需要了解详情的朋友,欢迎来电咨询。

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