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1、弹 簧 知 识,1 弹簧的功用和类型,2 弹簧的制造、材料和许用应力,3 热处理及表面处理,4 弹簧加工工艺图,5 产品测量的基本知识及常用量具,工作特点：弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形， 在机械设备中被广泛用作弹性元件。,功用： 1. 控制机构运动或零件的位置; 如凸轮机构、离合器、阀门等；,1 弹簧的功用和类型,3. 存储能量; 如钟表仪器中的弹簧；,4. 测量力的大小; 如弹簧秤中的弹簧,螺旋 弹簧,圆柱形,截锥形,按形状分,按受载分,拉伸弹簧,压缩弹簧,扭转弹簧,类型：,分类,2. 缓冲吸振; 如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧；,分类,螺旋弹簧,圆柱形,截锥形,按形状分,按受载分,
2、拉伸弹簧,压缩弹簧,扭转弹簧,环形弹簧,平面涡圈弹簧,板弹簧,碟形弹簧,一、弹簧的制造,2 弹簧的制造、材料和许用应力,二、弹簧的材料,制造过程：卷绕、端面加工(压簧)或拉钩制作（拉簧或扭簧）、热处理和工艺性试验。,冷卷：d10 mm,热卷：d 10 mm, 低温回火，消除应力, 淬火、回火,经强压处理可提高承载能力。,强压处理：将弹簧预先压缩到超过材料的屈服极限，并保持一定时间后卸载，使簧丝表面层产生与工作应力相反的残余应力，受载时可抵消一部分工作应力。,要求：严格的尺寸精度、材料的均匀性、化学成分、强度的波动、 平整性、高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧性、 塑性和良好的热处理性能。,材
3、料：优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢、有色金属合金。,碳素弹簧钢：含碳量在0.60.9%之间，如65、70、85,合金弹簧钢：硅锰钢、铬钒钢。,有色金属合金：硅青铜、锡青铜、铍青铜。,优点：容易获得、价格便宜、热处理后具有较高的强度，适宜的韧性和塑性。,缺点：当d12 mm，不易淬透，故仅适用于小尺寸的弹簧。,优点：适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧。,选用原则： 充分考虑载荷条件（载荷的大小及性质、工作温度和周围介质的情况）、功用及经济性等因素。一般应优先采用碳素碳簧钢丝。,2 弹簧的制造、材料和许用应力,主类：常用的材质有碳素钢线（SWC）、不锈钢线（SUS）、 琴钢线（SWP-A、
4、B）、镀镍线（SWIC）、磷铜线（PBW）,分类：,镀镍线,不锈钢线,雾面不锈钢,亮面不锈钢,碳素钢线,2 弹簧的制造、材料和许用应力,鉴别方法,碳素钢线：表面较黑，在较高温度处理的情况下表面易氧化为黄色，在高温下 表面烧成蓝色，裸露在空气中易生锈，在原材料生产时虽已有 一定的防锈能力，但当油分消失则仍受空气腐蚀，因而在生产 产品时应加以适当的表面处理，如加防锈油或电镀，碳素钢线种类 多含碳量不同，所采用的原材料生产的产品在同等条件下有差异， 磨平时，材料在受力摩擦时产生的火花颜色较黄。,不锈钢线：表面为金属白色，有些牌号的材料表面更是光良，在较高温度时不 变色，在高温时达到一定温度后易显黄色
5、，但不可清晰（酸洗）。,磷铜线： 表面为黄色或带一点红色，一般不需要热处理定型，属有色金属， 易在空气中氧化成青绿色，导电性好，但产品易变形，常用语客户 特别指明的材质。,2 弹簧的制造、材料和许用应力,特性,当金属线卷绕成型时，将产生金属的柔软性，使它恢复原来的形状，这种试图保持原有形状的金属软性，就是材料的特性。,线材特性的热处理变化,2 弹簧的制造、材料和许用应力,弹簧的许用应力主要取决材料品质、热处理方法、载荷性质、弹簧的工作条件和重要程度，以及簧丝的尺寸等,弹簧按载荷分为三类：,I类弹簧： 受变载荷作用次数106，或很重要的弹簧。,II类弹簧：受变载荷作用次数在103 105 ，或受
6、冲击载荷的 弹簧，或受静载荷的重要弹簧。,III类弹簧：受变载荷作用次数在103 ，或受静载荷的弹簧。,三、弹簧的许用应力,2 弹簧的制造、材料和许用应力,表1 螺旋弹簧的常用材料和许用应力,表2 碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限,3 热处理及表面处理,一、热处理的作用,1. 消除它的内应力，使弹簧形状固定，增加弹性，延长使用寿命。,2. 材质本身硬度增高。,二、热处理的方法,1. 淬火加中温回火处理。 用这种处理方法的多数为热轧材料以热成形方法 制作的弹簧，或者用冷拉退火钢丝以冷卷成型的弹簧。中温回火后的 组织为回火托氏体，此弹簧有很高的弹性极限与屈服强度，同时又有足够的 韧性和塑性。,2. 低温
7、去应力回火。应用这一处理方法的主要是一些用冷拉弹簧钢丝或油淬 回火钢丝冷盘成形的弹簧。,3 热处理及表面处理,表 面 处 理 规 范,4 弹簧加工工艺图,样品和图纸,样品或图纸确认,订单评审,安排生产 生产任务单,客户承认,来料,入库,领料,机械成型,量产,热处理,表面处理,包装,入库,样品制作,订购材料,接单,进料检验,热处理,半成品检验,成品检验,包装检验,出货,首样确认检验,出货检验,客户,自检及巡检,售后服务,改善,改善确认,归档,NG,OK,OK,5 产品测量的基本知识及常用量具,一、基本知识,1. 明确测量对象及产品的各类尺寸及功能等几何参数，因而需熟悉产品的 标准以便进行测量。目
8、前，我公司主要有作业标准指导书和标准样品 或客户原始样品等作为检验产品的标准。,2. 常用的测量单位有（中英文表示） 如尺寸：米m、毫米mm、厘米cm、微米um、平方米 如力值：克g、毫克mg、千克kg、牛N、磅LB、升L、毫升ml、 英制in (1in=25.4mm) 等,3. 五金加工过常用的测量器具有： 卡尺、千分尺、高度尺、角度尺、卷尺、投影仪、3D、拉压力测试仪、 扭力测试仪、通止规等,5 产品测量的基本知识及常用量具,二、量规仪器（量具）,1. 游标卡尺 目前我公司最常用的量具是带表游标卡尺，精度 0.02毫米，量程一般 0-150 毫米或 0-200 毫米。 卡尺可量测位置为：A
9、、用来测内径或内孔径（宽度） B、用来测外径、宽度、长度、厚度等 C、用来测孔深或易弯曲变形的尺寸,2.千分尺 外径千分尺，也有称为外径百分尺，一周螺杆是 0.5mm、精度是 0.01mm、 量程有 0-25mm、25-50mm 两种。,5 产品测量的基本知识及常用量具,二、量规仪器（量具）,3.拉压测试机 共有两台，一台量程为 0-5KG，精度 1g，另一台量程为 0-1000N， 精度 0.1N，主要用于检测拉伸弹簧的拉力和压缩弹簧的压力。,4.扭力测试机 共有一台，量程为 0-5KG，精度 1g，主要用于检测扭转弹簧的弹力。,5.投影仪 共有一台，为一周 360度，量程为 0-150mm
10、，精度为 0.01 度，0.01mm， 用于检测产品的角度及不易检测的微小尺寸。,5 产品测量的基本知识及常用量具,三、检验基准,1. 检验常识 A：外径 - 测量最大值 B：内径 - 测量最小值 C：自由长 - 测量最高点,2. 旋向的判定 右旋： 从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按顺时针方向旋转。 左旋： 从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按逆时针方向旋转。 自由长：拉簧拉伸的长度为自由长。 自由高：一般压缩的弹簧叫自由高。 座圈： 作用时支撑的圈数（也就是压簧的最后一圈和起始圈。 有效圈：工作时参与弹性变形的圈为有效圈。 计算压簧两端并紧的有效圈：总圈数 - 座圈。 拉簧的有效圈：去掉两端耳朵的圈
11、数，内卡圈数为有效圈。 节距： 圈与圈之间的距离叫节距（在不包括线径的情况下）， 圈数少，节距大的弹簧容易疲乏。 表示：同轴度，它属于位置公差。 表示：垂直度，它属于位置公差。,5 产品测量的基本知识及常用量具,四、弹簧术语,自由高度 ：HO 弹簧在无负荷作用下的高度或长度。 自由角度 ：& 弹簧在无扭力作用下的两臂的夹角。 圈数 ：N 沿螺旋线两端间的螺旋圈数。 有效圈 ：Na 用于设计弹簧总变形量和理论数据， 也是用于弹簧工作受力的圈。 弹簧外径 ：D2 弹簧外圈直径。 弹簧内径 ：D1 弹簧内圈直径。 弹簧中经 ：D 弹簧外圈和内圈的平均径。 线径 ：d 用于缠绕弹簧的钢丝直径。 节距 ：t 螺旋弹簧两相邻有效圈的轴向距离。 材料展开长度：L 弹簧本身材料的展开长度。 工作负荷 ： 弹簧的工作时所承受的负荷或扭矩。 变形量 ：SV 弹簧沿负荷作用方向产生的相对位移。 极限负荷 ：Fj 对应于弹簧材料的极限负荷。 弹簧模量 ：G 弹性模量代表应力和应变关系中的比例系数，它有两个指标， 一个是拉伸、扭转弹性模量（E）、一个是剪切、拉压弹性 模量（G）。,谢谢观赏, END,
