彈簧成形工藝的確定波形彈簧的形狀如何是影響使用的關(guān)鍵因素

2018-9-7

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彈簧成形工藝的確定波形彈簧的形狀如何是影響使用的關(guān)鍵因素。如何保證理論上的理想曲線形狀是由成形工藝確定的，因此合理地選擇波形彈簧的成形工藝，才能保證技術(shù)要求。

波形彈簧成形工藝的確定原則任何零件生產(chǎn)工藝的確定都是圍繞零件的技術(shù)要求來(lái)進(jìn)行的。不論農(nóng)什么樣的，最終是要滿足零件的技術(shù)要求。對(duì)波形彈簧成形工藝的確定，同樣也要滿足技術(shù)使用豎求。波形彈簧的工作狀態(tài)，波形彈簧既受彎應(yīng)力又受扭應(yīng)力，且載荷性質(zhì)為循環(huán)沖擊載荷及振動(dòng)。

常失效形式有彈性喪失和疲勞斷裂，故要求有高的彈性極限屈強(qiáng)比和高的疲勞強(qiáng)度，材料為不銹鋼01觀7人硬度和彈性極限很高。因此，在制定成形工藝時(shí)，要充分考慮波形彈簧的這些使用要求。技術(shù)要求及材料性能，另外還必須考慮工藝的，實(shí)觀忭及生產(chǎn)成本只有綜合考慮多方面的閃真小能制定出完善的波形彈簧成形工藝，滿足技術(shù)要求及使用要求。

波形彈簧成形工藝的確定傳統(tǒng)的波形彈簧形狀為多個(gè)正弦波形，成形工藝為先進(jìn)行冷壓預(yù)成形，再通過(guò)時(shí)效熱處理，最后完成全部的成形1藝。預(yù)壓成形，于該村料有較的彈性，冷壓時(shí)回彈量很大，因此，采用成形高度可調(diào)的成形模來(lái)進(jìn)行，即冷壓時(shí)其波峰與波谷的高度差比理論計(jì)算的值要大，差值大小根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況來(lái)定，最后的波形汕過(guò)，效熱處理來(lái)保證。由此町以知道，山尸諸容不確定因素其波形具有不確定性。

采用這種成形工藝加到的成品。安裝在離六器1冗，發(fā)現(xiàn)波形彈簧無(wú)法壓平，其與法蘭盤(pán)及銜鐵之間最大間隙可達(dá)2以上，與技術(shù)要求的間隙相差很大，導(dǎo)致離合器無(wú)法正常使用。造成這種情況的原因是預(yù)成形時(shí)，彈簧發(fā)生了不必要的塑性變形，而此塑性變形在其后的時(shí)效處理工序中又無(wú)法予以完全消除。因此，波形與理論波形有差異，不能滿足技術(shù)要求，也就無(wú)法正常使用。此種成形藝不從保證波形彈黃的設(shè)計(jì)要求波形。

形狀上有差別，傳統(tǒng)的波形彈簧形狀為正弦波形，而所討論的波形彈簧形狀為自由復(fù)雜曲面，是根據(jù)波形彈簧實(shí)際受力狀態(tài)建立數(shù)學(xué)模型，利用有限元軟件計(jì)算后的數(shù)據(jù)得到的曲面。在進(jìn)行成形實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用該計(jì)算數(shù)據(jù)加工制造的成形模13進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加上載荷時(shí)形狀與成形模形狀樣，旦卸去載荷其形狀與理論設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)相差很大，大載荷，形狀無(wú)明顯改變，也就是說(shuō)與所加載荷的大小關(guān)系不大。

由此可知，采用上述成形工藝不能滿足波形彈，任何材料的屈服極限在常溫狀態(tài)與在加熱狀態(tài)下是不同的，隨加熱溫度的升高而下降。如果在超出材料的屈服極限狀態(tài)下進(jìn)行各種加壓成形處理，則去掉載荷后其形狀將會(huì)保持成形后的狀態(tài)，不會(huì)回復(fù)到成形前的狀態(tài)。根據(jù)這理論，可考慮對(duì)波形彈簧在其屈服極限狀態(tài)下進(jìn)行成形處理。實(shí)驗(yàn)方法首先對(duì)波形彈簧材料進(jìn)行時(shí)效熱處理。

具體方法是將波形彈簧毛坯加熱到定溫度后，保溫1然后測(cè)量機(jī)械性能和彈性，發(fā)現(xiàn)隨加熱溫度的升高機(jī)械件能和彈性隨淑高。達(dá)到淀溫度后實(shí)驗(yàn)溫性反而1降。在此溫度下進(jìn)廳成形實(shí)驗(yàn)，所加載荷為波形彈黃實(shí)際工作時(shí)的載荷，發(fā)現(xiàn)波形彈黃成形后的形狀與理論計(jì)算致，由此可確定此溫度狀態(tài)下已經(jīng)超出該材料的屈服極限，在此溫度下進(jìn)行波形彈簧成形處理比較合適。

波形彈簧成形工藝的制定迪過(guò)以1實(shí)驗(yàn)比較分析，確定波形彈黌成形工藝為加壓成形與時(shí)效熱處理同時(shí)進(jìn)行。

彈簧波形彈簧中各部分的名稱為：
(1)彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。
(2)彈簧外徑D:彈簧的最大外徑。
(3)彈簧內(nèi)徑D1：彈簧的最小外徑。
(4)彈簧中徑D2：彈簧的平均直徑。它們的計(jì)算公式為：D2=(D+D1)÷2=D1+d=D-d
(5)t:除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對(duì)應(yīng)點(diǎn)在中徑上的軸向距離成為節(jié)距，用t表示。
(6)有效圈數(shù)n:彈簧能保持相同節(jié)距的圈數(shù)。
(7)支撐圈數(shù)n2：為了使彈簧在工作時(shí)受力均勻，保證軸線垂直端面、制造時(shí)，常將彈簧兩端并緊。并緊的圈數(shù)僅起支撐作用，稱為支撐圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
(8)總?cè)?shù)n1: 有效圈數(shù)與支撐圈的和。即n1=n+n2.
(9)自由高H0:彈簧在未受外力作用下的高度。由下式計(jì)算：H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2時(shí))
(10)彈簧展開(kāi)長(zhǎng)度L：繞制彈簧時(shí)所需鋼絲的長(zhǎng)度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鉤部展開(kāi)長(zhǎng)度(拉簧)
(11)螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，圖紙沒(méi)注明的一般用右旋。
彈簧波形彈簧的制造工藝有多種多樣，但其主要的成形寸：藝主要有兩種，冷成形和熱成形。

在彈簧冷成形工藝中，波形彈簧的制作主要采用油淬火回火材料、鉛浴韌化熱處理彈簧線材、冷拔強(qiáng)化線材等，采用這類(lèi)材料制造彈簧的工藝過(guò)程中一般不需要專(zhuān)門(mén)的熱處理而只需要進(jìn)行去應(yīng)力退火，彈簧的設(shè)計(jì)工作應(yīng)力與所采用的材料性能相關(guān)。彈簧冷成形工藝一般適合于線徑較小的、或形狀較為復(fù)雜的異形彈簧，如線徑小于15mm，各種卡、拉、扭彈簧、中凸、中凹、弧形彈簧等。

冷成形工藝特點(diǎn)是：廠藝流程簡(jiǎn)單，避免了再次熱處理的變形、脫碳等情況發(fā)生。

在彈簧熱成形工藝中，彈簧的制作主要采用熱軋材料、退火材料、退火冷拔材料等，采用這類(lèi)材料制造彈簧需要加熱淬火和回火熱處理，彈簧的設(shè)計(jì)工作應(yīng)力與所選材料及熱處理工藝相關(guān)。

彈簧波形彈簧熱成形工藝一般適合于線徑較大的、或形狀較為簡(jiǎn)單的彈簧，如線徑大于6mm的各種圓柱或錐形彈簧。熱成形工藝特點(diǎn)是產(chǎn)品的增值效應(yīng)較大，可以生產(chǎn)線徑較大的彈簧。

請(qǐng)避免如下不當(dāng)使用方式

1、超過(guò)最大壓縮量的使用
(30萬(wàn)回條件，接件密著長(zhǎng)之使用) 壓力產(chǎn)生進(jìn)而造成折損，接近密著長(zhǎng)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(guò)30萬(wàn)回。

2、無(wú)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(xiāo)與彈簧磨損并斷裂。

4、無(wú)彈簧導(dǎo)引的使用
如在無(wú)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(xiāo)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(chǎng)合造成彈簧扭曲與超過(guò)30萬(wàn)回使用造成彈簧斷裂。請(qǐng)?jiān)诓怀^(guò)30萬(wàn)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(xiāo)
與導(dǎo)銷(xiāo)之間間隙過(guò)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；相反如間隙太大會(huì)造成彈簧扭曲斷裂，最佳之間為彈簧內(nèi)徑-1.0mm左右。及自由長(zhǎng)較長(zhǎng)的彈簧（自由長(zhǎng)/外徑大于4以上）請(qǐng)用段階或?qū)тN(xiāo)，以避免彈簧體扭曲時(shí)與導(dǎo)銷(xiāo)之碰撞。

7、彈簧外徑與沉頭孔
沉頭孔與彈簧間隙頭太小時(shí)，會(huì)因彈簧壓縮致使外側(cè)膨大與沉頭孔磨擦造成力集中斷裂，較佳的沉頭孔徑為彈簧外徑+1.5mm。自由長(zhǎng)較長(zhǎng)的彈簧時(shí)請(qǐng)用沉頭孔形狀。

8、導(dǎo)銷(xiāo)長(zhǎng)度及沉頭孔深度較短時(shí)
導(dǎo)銷(xiāo)太短，會(huì)造成導(dǎo)銷(xiāo)頭部與彈簧磨損而斷裂，導(dǎo)銷(xiāo)的理想長(zhǎng)度設(shè)定為彈簧長(zhǎng)之1/2以上，并請(qǐng)倒C3之倒角。

9、變方或使用
使用彈簧時(shí)，彈簧受力扭曲致使內(nèi)圈彈簧插入到外圈內(nèi)（或外圈插入內(nèi)圈）造成斷裂。

10、彈簧串聯(lián)的使用以串聯(lián)方式使用時(shí)致使彈簧彎曲，并超越導(dǎo)銷(xiāo)或沉頭孔長(zhǎng)度，進(jìn)而造成一相同原因之?dāng)嗔眩耙驈椈杀旧砗闪恐栽S差異造成荷重較弱者承受更大的壓縮量面斷裂。

11、碎片異物夾雜使用時(shí)
夾雜異物部分會(huì)造成有效卷部無(wú)作用僅其他部分之壓縮，實(shí)質(zhì)的有效卷數(shù)變小近面造成高應(yīng)力并斷裂，請(qǐng)勿將異物夾雜于彈簧內(nèi)。

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