彈簧大致分為:圓柱形螺旋彈簧(拉,壓,扭)、圓錐形螺旋壓簧、鼓形螺旋彈簧、盤簧、片狀彈簧。
圓柱形螺旋壓縮彈簧
1.結(jié)構(gòu)要素
d----彈簧鋼絲直徑、D----彈簧中徑、D1-----彈簧最小內(nèi)徑、D2-----彈簧更大外徑、h----彈簧自由高度、hd-----彈簧全壓縮高度、λd-----全壓縮時(shí)彈簧的變形量、t-----彈簧節(jié)距、α----螺旋角、L-----鋼絲展開長(zhǎng)度、n----工作圈數(shù)、n1------總?cè)?shù)、c-----彈簧指數(shù)(D/d)。
工作圈n—實(shí)際參加工作的簧圈。
支承圈—保證彈簧軸線垂直于支承面,而不參加(壓縮)工作的彈簧, 一般為(0.75~1.25)圈。
n1= n +(1.5~2.5)圈
彈簧鋼絲:鋼絲直徑:0.2~1.5mm,鋼絲材料:高碳鋼(65H號(hào)以上);工具鋼:T8A、T9A、T10A
結(jié)構(gòu)要素及尺寸公差選取的是否合理,直接影響彈簧制造的難易程度
一、彈簧指數(shù)C
C=D/d
C—彈簧指數(shù)(也稱纏繞比) D—彈簧中徑. d—鋼絲直徑.
C常取6~25范圍內(nèi)的值。
當(dāng)C=10~12時(shí),工藝性更好。
C太大,纏繞時(shí)不易產(chǎn)生出穩(wěn)定的變形。 C太小,纏繞時(shí)鋼絲中會(huì)產(chǎn)生較大的抗力。
二、彈簧的螺旋角。
彈簧的制造工藝:
卷簧是彈簧卷制成形的簡(jiǎn)稱。卷簧是彈簧制造的道工序,也是重要的工序,卷制的精度對(duì)整個(gè)制造過程起著極為重要的作用,它基本上決定了彈簧的幾何尺寸和特性以及材料的利用率。
彈簧的卷制設(shè)備一般分有心軸卷制彈簧機(jī)與無心軸卷制彈簧機(jī)。下面分別敘述有心軸卷簧機(jī)和無心軸卷簧機(jī)卷制彈簧。
有芯軸纏制:將彈簧鋼絲在芯軸上纏繞,得到芯軸狀的彈簧。不同彈簧需要不同的芯軸。
無芯軸纏制:節(jié)距、直徑可調(diào),可獲得不同形狀的彈簧。(圓柱形、圓錐形、腰鼓形)。
彈簧多采用無芯軸纏制——自動(dòng)纏簧機(jī)。
自動(dòng)纏簧機(jī)工作原理:
1--定徑銷 2--芯軸 3--送料鼓輪 4--校直機(jī)構(gòu) 5--導(dǎo)向板 6--定距塊 7--待纏繞的彈簧
各部分機(jī)構(gòu)組成及功能:
1.校直機(jī)構(gòu)
組成:由交錯(cuò)配置的磙子組成。
功用:消除鋼絲卷料的彎曲度,有利于提高彈簧的精度和抗力。
2.送料機(jī)構(gòu)
組成:一對(duì)或兩對(duì)滾輪組成。
功用:靠滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與鋼絲間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)送料。
3.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
組成:由上下成對(duì)的導(dǎo)向板組成(導(dǎo)向板開有圓形槽)
功用:在送料過程中引導(dǎo)鋼絲沿圓槽軸線送進(jìn),避免鋼絲在纏簧前發(fā)生彎曲。
4.纏制機(jī)構(gòu)
組成:由定徑銷,定距塊組成。
功用:纏制成一定形狀、直徑、節(jié)距的螺旋彈簧。
定徑銷—控制彈簧的直徑。
定距銷—控制彈簧的節(jié)距。
5.切斷機(jī)構(gòu)
組成:由切斷刀和芯軸組成。
功用:切斷,控制彈簧總?cè)?shù)。
彈簧纏制后的其它工序
1.切頭
目的:去掉毛刺,控制彈簧總?cè)?shù),使圈頭與相鄰圈間留有一定的間隙(有利于防腐處理)。
2.修整
目的:調(diào)整彈簧的自由高度和中徑等參數(shù)(因?yàn)殇摻z質(zhì)量和纏簧機(jī)精度的影響,纏制出的彈簧不一定符合圖紙要求)。
3.磨端面
目的:控制彈簧的不垂直度,改善彈簧的受力情況。
端頭厚度:Δ≥ 0.25d
當(dāng)d ≥0.5mm時(shí),需磨端面。
當(dāng)d ≤0.5mm時(shí),不需磨端面。
4.回火處理
目的:消除彈簧纏制后鋼絲中存在的內(nèi)應(yīng)力,增加材料的韌性,穩(wěn)定彈簧的尺寸和抗力。
回火溫度:180°~240°C
保溫時(shí)間:5~ 15分
5.防腐處理
目的:防腐蝕,延長(zhǎng)壽命,穩(wěn)定彈簧抗力,常用度錫或發(fā)藍(lán)。
6.強(qiáng)壓處理
目的:穩(wěn)定彈簧的尺寸,同時(shí)也為了暴露彈簧的隱患。
方法:1)靜壓法:
將彈簧壓到圈與圈碰上(壓死),并持續(xù)一定的時(shí)間。(幾分鐘~幾小時(shí))
2)多次壓縮:
將彈簧多次壓縮(3~10次),每次壓到圈與圈碰上。
初壓縮量—彈簧“立定”以前自由高度的縮短量。
用可靠性環(huán)境應(yīng)力篩選方法檢驗(yàn)彈簧,質(zhì)量更容易保證。
卷制方式有單個(gè)卷制和多個(gè)連續(xù)卷制。單個(gè)卷制一般用于條料制造的彈簧以及油封彈簧等;多個(gè)連續(xù)卷制是一次卷成一串螺旋彈簧,然后按尺寸分別切斷成單個(gè)彈簧。
為了在冷成形后得到所要求的尺寸精度,在彈簧設(shè)計(jì)、彈簧工藝裝置設(shè)計(jì)和編制工藝規(guī)程時(shí),必須準(zhǔn)確地掌握不同材料的各類彈簧在成形時(shí)的回彈量。
影響回彈量的因素很多,主要有材料的力學(xué)性能、彈簧的旋繞比和工藝裝置等。
回彈量與材料的抗拉強(qiáng)度fb成正比,與彈性模量E成反比,σ/E愈大,則回彈量愈大。材料的力學(xué)性能不穩(wěn)定時(shí),回彈量也不穩(wěn)定。
彈簧的旋繞比和節(jié)距越大,塑性變形就越小,內(nèi)應(yīng)力就越不穩(wěn)定,彈簧直徑和節(jié)距的度就越難控制。因此,在卷制旋繞比和節(jié)距大的彈簧時(shí),各工序的操作應(yīng)特別注意。例如,倒車時(shí)速度要慢,搬運(yùn)卷好的彈簧毛坯時(shí)要輕,在去應(yīng)力退火前盡量少移動(dòng)等。對(duì)于旋繞比大的彈簧毛坯,更好在卷制完畢后固定,隨心軸同時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力退火后,再從心軸上取下。