彈簧製造工藝

2021-03-04 09:50:02 字數 3175 閱讀 8671

一、 熱卷彈簧

新式的卷簧加熱方法是電阻加熱法。這種方法是利用特殊的變電裝置,把低電壓的高電流直接通過鋼料,利用鋼料本身的電阻來加熱。該裝置的輸出電壓為7~25伏,電流最大為8000安培,可以加熱最大直徑為40mm、長度為6公尺的鋼條。

1、 卷簧心軸的確定

卷簧心軸直徑尺寸,按理好象應該等於彈簧內徑,其實不然。大部分心軸直徑大於彈簧內徑,一少部分心軸直徑是小於彈簧內徑,正好等於彈簧內徑的心軸是極少數。根據工廠生產實踐經驗,心軸直徑尺寸與彈簧旋繞比、鋼料直徑粗細、鋼材牌號、鋼料捲製時的加熱溫度以及捲製操作工藝方法等有關。

就55si2mn鋼和60si2mn鋼熱卷來講,一般旋繞比小於4.5的彈簧心軸,其直徑大於彈簧內徑0.5~1mm;旋繞比在4.

5~6的彈簧心軸,其直徑等於彈簧內徑;而旋繞比大於6的彈簧心軸,其直徑則小於彈簧內徑0.5~1mm。

2、 彈簧捲製高度的確定

彈簧的捲製高度,要比圖紙規定的自由高度大一些。這主要是因為考慮到彈簧壓縮時的塑性變形和磨削端麵的耗損量之故。一般把彈簧高度叫做虛作高度。

而把虛作高度與彈簧自由高度之差。叫做虛作量,計算公式如下:

h`0=h0+δf

式中 h`0——彈簧虛作高度(mm)

h0——彈簧自由高度(mm)

δf——虛作量(mm)。

虛作量(δf)的大小與彈簧高度、間隙、旋繞比、鋼材牌號、熱處理以及壓縮應力等因素有關,到目前為止,還沒有乙個完善的計算方法。根據生產實踐經驗,一般虛作量為彈簧自由高度的上公差值再加上彈簧自由高度的1~2%。按以上方法確定的虛作量,還需要經過實踐考驗,通過生產試驗,最後確定正確的數值。

彈簧的虛作高度的公差一般可按+2和-1mm控制。

3、 預壓方法

彈簧的預壓方法有兩種:

1)全壓縮將彈簧壓縮至實體高度(各簧圈密貼)的預壓方法,叫全壓縮。也稱壓並試驗。這種預壓方法消除彈簧的塑性變形最徹底。但此法僅適用於在全壓縮時,扭轉應力不超過最大允許值的彈簧。

2)預壓高度扭轉應力超過最大允許值的彈簧,不能實行全壓縮,必須用最大允許應力值換算出彈簧的預壓負荷,而後按此負荷進行預壓。實際生產中,對這樣的彈簧,是按照預壓高度(加放墊鐵)壓縮。

彈簧的預壓高度按下式計算:

hτ=h0-fτ=h0-πnd2(τ)/gd

式中 hτ——預壓高度,即墊鐵高度mm

h0——彈簧自由高度mm

fτ——在允許應力範圍內的最大撓度mm

取3.14

d——彈簧中徑mm

d——彈簧料徑mm

最大允許扭轉應力(kg/mm2)

g——剪下彈性模數,取8000 kg/mm2.

二、冷卷彈簧

一般冷卷彈簧材料直徑≤14mm。

1、 心軸

1) 心軸直徑的選擇

冷卷彈簧使用的材料一般都是具有回彈漲力,鋼絲經捲繞後,簧圈直徑一般是往大漲。因此,選擇心軸直徑尺寸應小於彈簧內徑尺寸。一種確定冷卷彈簧心軸直徑尺寸的經驗計算公式:

冷卷碳素彈簧鋼絲彈簧心軸直徑計算

dx={1-(c+a)/100}dn

式中 dx——卷黃心軸直徑mm

dn——彈簧內徑mm

c——彈簧旋繞比

a——係數。查表1

係數a值表1

2)冷卷50crva鋼絲彈簧心軸直徑計算:

dx=udn

式中 dx——彈簧心軸直徑mm

dn——彈簧內徑mm

u——心軸係數查表2

係數u值

3)冷卷60si2mn鋼絲彈簧心軸直徑計算:

dx=u1dn

式中 dx——卷黃心軸直徑mm

dn——彈簧內徑mm

u1——心軸係數。查表3.

使用以上公式計算出來的心軸直徑尺寸,還需要經過試卷驗證,即首件試驗——把捲製的第一件彈簧進行全面的工藝試驗。然後按首件試驗結果,修正或確定冷卷彈簧心軸直徑尺寸。

2、 卷黃常見缺陷及其預防措施

1) 彈簧直徑超限

經捲繞後的彈簧直徑過大或過小,統稱為彈簧直徑超限缺陷。產生這種缺陷的主要原因是卷黃心軸直徑尺寸選擇不當,或自動卷黃機的導向銷距離位置調整不當所致。預防方法是:

①正確選擇心軸直徑尺寸或調整導向銷距離。②加強首件試驗,在操作中勤抽查,發現缺陷及時糾正。③如果已經出現彈簧直徑超限缺陷,對於普通卷黃機捲繞的非並圈長串彈簧料來講,輕微的直徑超限可按下述方法補救:

ⅰ、彈簧直徑過大,固定一端,在另一端順螺旋方向旋轉扭緊,使之直徑縮小;ⅱ、若彈簧直徑過小,可將其一端固定,在另一端逆螺旋方向旋轉鬆散,使彈簧直徑增大。嚴重的彈簧直徑超限將造成廢品。

2) 斷裂

在捲繞彈簧的過程簧圈斷裂,是無可挽救的廢品。造成斷裂的原因是:ⅰ、原材料硬度過高,捲繞時脆。

ⅱ、裂原材料缺陷在冷卷時擴大暴露出來。ⅲ、彈簧旋繞比太小,冷彎曲應力超過材料強度極限而斷裂。預防方法是:

①嚴格原材料檢查,不合格材料不投產。②設計彈簧正確選擇旋繞比值,旋繞比值不應太小。

3) 重疊捲繞彈簧時,鋼絲不走螺距而堆積纏繞在一起而成重疊。重疊也是一種不可挽救的廢品。產生重疊的原因是:

①人工捲製送料不當。②卷黃操作不正確,例如只開動心軸旋轉機構,而不開動絲槓調節螺距機構,就會捲成重疊缺陷。③卷黃機控制調節螺距機構發生故障失靈,造成重疊纏繞。

預防這種缺陷的方法是,提高操作技術水平,遵守卷黃操作規程,發現問題及時修理調整。

4) 大頭缺陷捲繞後的彈簧一頭直徑大,叫做大頭缺陷,俗稱大腦袋。這是普通卷黃機常見的一種缺陷,它是由於冷卷彈簧後,自由鬆放而甩成的。自動(無心)卷黃機導向銷鬆動也會產生大頭缺陷。

預防的方法是冷卷彈簧後,開倒車鬆放,退心去黃,嚴禁自由鬆放。採取自動卷黃機捲黃時,應檢查導向銷是否鬆動,如發現鬆動應及時修理調整。

5) 彈簧直徑大小不一致這種缺陷是同乙個彈簧的直徑大小不一。造成這種缺陷的原因主要是原材料質量不良所致。例如,同一根鋼絲強度不一致,強度高的部分捲繞後的簧圈回彈力強,而強度低的部分捲繞後的簧圈回彈力弱,致使出現各簧圈直徑不一致的缺陷。

此外,捲繞時手工送料使力不均,或無心卷黃機導向銷鬆動,也是造成彈簧直徑粗細不一致缺陷。預防這種缺陷的方法是:①嚴格原材料檢查,不合格材料不投產。

②手工送料使力要均勻一致,緊固自動卷黃機導向銷。

6) 螺距不均勻捲繞後的彈簧螺旋距離不一致,有大有小,相差懸殊,這就叫做螺距不均勻缺陷。螺距不均勻將給彈簧調整工序造成困難。產生螺距不均勻的原因:

①人工送料捲製,送料操作不良所致。②卷黃機控制螺距機構發生故障或調整不當所致。預防的辦法是提高操作技術,卷黃前應試車檢查控制螺距機構有否毛病,發現問題及時處理糾正。

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