彈[Dàn]簧成形工藝的(De)确[Què]定波形彈簧[Huáng]的形狀如何是[Shì]影響[Xiǎng]使用的關(Guān)鍵因素

2018-9-7

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彈簧成形工藝的确定波形彈簧的形狀(Zhuàng)如何是影響使用的關(Guān)鍵因素。如何(Hé)保證理[Lǐ]論上的(De)理[Lǐ]想曲線形狀是由(Yóu)成(Chéng)形工藝●确●定的，因此合◈理◈地選擇波形彈簧的成形工藝，才能保證技[Jì]術要求。

波形彈簧成▲形▲工藝的确定原則任∆何∆零件生産工藝的确◈定◈都是圍繞零●件●的技術要求來進行的。不論▾農▾什麼樣的，最終是要滿(Mǎn)足零件(Jiàn)的技術[Shù]要求。▿對▿(Duì)波形彈簧成形工藝的确[Què]定，同樣也要滿足技術使用豎求。波形彈簧[Huáng]的工作[Zuò]狀态，波形彈簧既受彎應力(Lì)又受扭∆應∆[Yīng]力，且載荷性[Xìng]質為循環沖擊載荷及振動。

常失效形式(Shì)有彈性喪(Sàng)失和(Hé)疲勞斷裂，故要求有高的彈性(Xìng)極限屈強比◈和◈[Hé]高的疲勞強∇度∇，材料為不∆鏽∆鋼[Gāng]01觀7人∇硬∇度[Dù]和▿彈▿性極[Jí]限很高。因此，在制定成∇形∇工藝時，要充分(Fèn)考慮波形彈簧的(De)這些使用要[Yào]求。技(Jì)術要求及材料性能，另外(Wài)還(Hái)必須考慮工藝的，實觀忭∆及∆生産成本隻有綜合考慮多(Duō)方面的閃真小能制定出完善●的●波形彈簧成形工藝(Yì)，滿足[Zú]技術要求(Qiú)及使◆用◆要求。

波形彈簧⋄成⋄[Chéng]形工藝的确定傳(Chuán)統[Tǒng]的波形彈簧形狀為[Wéi]多▿個▿[Gè]正∆弦∆波形，成形工藝為先進行(Háng)冷壓(Yā)預(Yù)成形，再[Zài]通過時效(Xiào)熱處理，最後完成▿全▿部的成形1藝。預壓成形，于該◇村◇(Cūn)料有較的[De]彈性，冷壓時回[Huí]彈◆量◆很大，因此，采用成形高度可調[Diào]○的○成形模來進(Jìn)行，即冷壓時其波峰與波(Bō)谷的高度差比理論計算的值要大，差值大[Dà]小根⋄據⋄實驗情況來定，最後(Hòu)的波形汕(Shàn)過，效熱處理來保證。由此町以知道，山屍諸容(Róng)不确定因素其(Qí)波形具(Jù)有不[Bú]确定性。

采用這種(Zhǒng)成形(Xíng)工藝加到的成[Chéng]品。安裝◆在◆(Zài)離六[Liù]器(Qì)1冗，發◊現◊波形彈簧無法(Fǎ)壓平[Píng]，其與法蘭盤及銜鐵之間(Jiān)最大間隙可達2以上，與技術要求○的○間隙[Xì]相差[Chà]很大，導緻離合器無法(Fǎ)正常使用。造成這(Zhè)種情[Qíng]況的原因是預成形時，彈簧發(Fā)生了不必要的塑性變形，而●此●塑性變形在其後的(De)時效處理工序中又[Yòu]無◇法◇予以完全◆消◆除。因此，波形與理論波形有⋄差⋄異(Yì)，不能滿足技術要求，也就無▾法▾(Fǎ)正常使用。此種成形(Xíng)藝不從保證波形彈黃[Huáng]的[De]設計要求波▿形▿。

形狀上有差别，傳統的波形彈簧形狀為正弦波形，而所讨[Tǎo]論[Lùn]的波形彈簧形狀為自▿由▿[Yóu]複雜曲面，是根據波形彈簧實際受(Shòu)力狀态建立數學模型(Xíng)，利用有限元軟件計算後(Hòu)的數據得◊到◊(Dào)的▿曲▿面。在進●行●成形實驗時，▽采▽用該計算∆數∆據加工制造的成形模[Mó]13⋄進⋄行實驗[Yàn]，發∇現∇當加上載荷時形狀與成形模形狀樣，◈旦◈卸去[Qù]載荷其◈形◈狀與▽理▽論設計的數據相差很大，大載荷，形狀(Zhuàng)無明顯改變，也就是說與所加[Jiā]載荷的大小關系不大。

▽由▽此可(Kě)知，采用上述成形[Xíng]工藝不能滿[Mǎn]足波形彈[Dàn]，任何材料的(De)屈服∆極∆[Jí]限在常溫狀态與在加[Jiā]熱狀◆态◆(Tài)下是不同的，随加熱溫度(Dù)的◊升◊高而下降。如(Rú)果在超出材料的屈服極▿限▿狀态下進行各種加壓成形處理，則去掉載荷後其形狀将會保持成形後的狀◊态◊，不會回複到成形前◆的◆狀态。根據這理論，可考慮對[Duì]波形彈簧在其屈[Qū]服極限(Xiàn)狀◊态◊下進行成形[Xíng]處理。實(Shí)驗方法首先對波形彈簧材(Cái)料進行時效熱處(Chù)理。

⋄具⋄(Jù)體方法是将波形彈簧毛坯加(Jiā)熱到定溫度後，保溫1然後測量機械性能和○彈○性，發現随加熱溫度∆的∆升高機械件能和∆彈∆性随淑高。達到澱溫度後實驗溫(Wēn)性反而1降。在此溫度下進廳成形實驗，所加載荷為波形彈黃實際工作時∆的∆載荷(Hé)，發現波⋄形⋄(Xíng)彈黃成形(Xíng)後○的○[De]形狀與理論計算緻[Zhì]，由此可确▽定▽此○溫○[Wēn]度狀▾态▾下已經超[Chāo]出該材料的屈服極[Jí]限，在此溫度下進行(Háng)波形彈簧成形處理[Lǐ]比較合适。

波形彈簧成形工藝的[De]制定迪過(Guò)以1實驗比較分析，确[Què]定波形彈黉成形(Xíng)工藝為(Wéi)加壓成形與(Yǔ)時效熱處理同時進行。

彈簧▿波▿形[Xíng]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[Jìng]D:彈簧的最大外徑。
(3)彈簧内▾徑▾[Jìng]D1：彈簧▲的▲最小外徑。
(4)彈簧◈中◈徑D2：彈簧的平(Píng)均直徑。它▿們▿的計算公(Gōng)式為：D2=(D+D1)÷2=D1+d=D-d
(5)t:除支撐圈外，彈簧[Huáng]相◆鄰◆兩圈對應點在中(Zhōng)徑上的軸向距離成為節距，用t表示。
(6)有效圈◈數◈n:彈簧能保(Bǎo)持相同節距[Jù]的[De]圈數[Shù]。
(7)支撐圈數n2：為●了●使彈簧在工作(Zuò)時受力均勻，保證軸(Zhóu)線垂[Chuí]直端面、制造▾時▾，常将彈簧兩端并緊。并緊的圈數∇僅∇起支[Zhī]撐作用，稱為支撐[Chēng]圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
(8)總(Zǒng)圈數n1: 有效(Xiào)圈數與支撐[Chēng]圈的和。即n1=n+n2.
(9)◇自◇由高(Gāo)H0:彈∇簧∇在未受外力作用下的(De)◊高◊度。由下式計算：H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2時)
(10)彈簧展∇開∇長度L：繞制彈簧[Huáng]時所需鋼絲的長度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鈎部展開長度(拉簧)
(11)◇螺◇(Luó)旋方向：有左右旋之分，常用[Yòng]右旋，圖紙沒注明的一般用(Yòng)右∇旋∇[Xuán]。
彈簧波形彈簧的[De]制(Zhì)造工藝有多種○多○樣[Yàng]，但其主要(Yào)的成形寸：藝主要有⋄兩⋄種，冷(Lěng)成形和熱成形。

在彈◇簧◇冷成形工藝中，波形[Xíng]彈[Dàn]簧(Huáng)的制作主要▲采▲[Cǎi]用油淬∇火∇回火材[Cái]料[Liào]、鉛[Qiān]浴韌化熱處理彈簧線材、冷⋄拔⋄強化▲線▲(Xiàn)材等，采用這類材料制造彈◆簧◆(Huáng)的工藝過程中一般(Bān)不(Bú)需要∇專∇門的熱處理而隻需要進行去應力▾退▾火(Huǒ)，彈簧的設計工[Gōng]作應力與所采用的材料性能相▽關▽。彈簧冷成形工[Gōng]藝一⋄般⋄适合于線徑較小的、或形狀較為複雜的異形彈簧，如線徑小于15mm，各種(Zhǒng)卡、拉、扭彈[Dàn]簧、中凸、中凹[āo]、弧形彈簧▲等▲。

冷(Lěng)成形工藝特點是：廠藝(Yì)流程簡單，避免了再次熱[Rè]處理的變形、脫碳等(Děng)情況(Kuàng)發生。

在▿彈▿(Dàn)簧熱成形工藝中[Zhōng]，彈簧的制作(Zuò)主要采用[Yòng]熱軋材料、◇退◇(Tuì)火材料(Liào)、退火冷拔材料等，采用這類材[Cái]料制造彈簧需要加熱淬火和(Hé)回火熱處理，彈簧的設計工∆作∆[Zuò]應力與所選材(Cái)料及熱處理工(Gōng)藝相關。

彈簧[Huáng]波形彈簧熱成形[Xíng]工藝一般适合于線徑較大的[De]、或形狀較為簡單的[De]彈(Dàn)簧，如線徑大∆于∆6mm的(De)各種圓柱或錐形彈簧。熱成形工藝特點(Diǎn)是産品的增值效應(Yīng)較大，可以生産線徑(Jìng)較大的[De]彈[Dàn]簧。

請避免如下(Xià)不▿當▿(Dāng)使用方式[Shì]

1、超[Chāo]過最大壓縮量的使用
(30萬回條件，接件密著長之使用) 壓力産生進而造成折損(Sǔn)，接近密著(Zhe)長之使用，會使彈簧線部逐漸密著如此，因為彈簧定數變高造成荷重曲線[Xiàn]随之生高，◇近◇(Jìn)而産生高應力[Lì]使彈簧斷裂，請不要使(Shǐ)用超[Chāo]過30萬回。

2、無預壓的使用
因有間隙造成彈[Dàn]簧上下震動導緻彈簧(Huáng)扭曲，如▲有▲預壓時，彈簧較為穩定。

3、彈簧[Huáng]橫置使用
彈簧橫置使用時，會造成(Chéng)導銷[Xiāo]與彈簧磨損并斷裂。

4、無(Wú)彈簧◇導◇引的使用
如在[Zài]無彈(Dàn)簧導引的情況下使用時，很容(Róng)易造成彈簧底部及本體之扭曲，其扭曲部之(Zhī)局部[Bù]高壓力是(Shì)導緻彈簧斷◈裂◈[Liè]的要因，請一(Yī)定要使用内[Nèi]徑導銷或外徑◇導◇引等(Děng)裝置。

5、裝配面平性[Xìng]度不良時
裝配面之平行度不良時會造[Zào]成彈簧◈扭◈曲，局部産生高壓∇力∇(Lì)斷裂，及平行度[Dù]不[Bú]良之場合造成彈簧扭曲∆與∆超過30○萬○(Wàn)回使用造成彈簧斷裂。請在不(Bú)超過30▾萬▾(Wàn)回使用條件下改善裝配面的平行度。

6、有關彈簧内徑及導銷[Xiāo]
與導銷之間間隙▲過▲小[Xiǎo]時，會造成内徑之碰撞磨○耗○，其磨耗部(Bù)是造▽成▽(Chéng)彈簧斷裂的要因；相反(Fǎn)如間[Jiān]隙太大◊會◊造成彈簧扭曲斷裂，最佳之間為彈[Dàn]簧内徑-1.0mm左右。及自由(Yóu)長較長的彈簧（自由[Yóu]長/外徑大于4以上）請用段階或導銷[Xiāo]，以避免彈[Dàn]簧體扭曲時與(Yǔ)導銷之[Zhī]碰撞。

7、彈簧外徑與沉頭孔
沉◇頭◇孔(Kǒng)與彈簧間(Jiān)隙頭太(Tài)小時，會因彈簧壓[Yā]縮緻使外側膨大與沉(Chén)▾頭▾(Tóu)孔磨擦造成力集中(Zhōng)斷裂[Liè]，較佳的沉頭孔(Kǒng)徑為彈簧外徑+1.5mm。自由[Yóu]長較(Jiào)長的彈簧時請用沉頭孔形狀。

8、導銷(Xiāo)長度及沉頭孔深度較短時
導銷太短，會造成導⋄銷⋄頭部與▾彈▾簧磨損而斷裂[Liè]，導銷的理想長度(Dù)設定為彈簧長之1/2以上，并請倒C3之[Zhī]倒角。

9、變方或使用
使[Shǐ]用彈簧時，彈簧(Huáng)受力扭曲緻使内▽圈▽彈簧插◇入◇到外圈(Quān)内(Nèi)（或外圈插入∆内∆圈）造[Zào]成斷裂。

10、彈簧串聯的使用以串(Chuàn)聯方式使用時緻使彈簧彎曲[Qǔ]，并超越導銷或沉頭孔長度，進而造成一[Yī]相▾同▾原因之斷裂，及因彈簧本身荷量之(Zhī)稍許差異造成荷重較弱者承受更大的(De)壓縮▽量▽面斷裂。

11、碎片異物夾雜(Zá)使用時
夾雜異物部分會造▽成▽有效卷部無作用僅(Jǐn)其他部分之壓縮，實質的有效卷數變小[Xiǎo]近面[Miàn]造成高應力并斷裂，▽請▽◈勿◈将異物夾雜于[Yú]彈簧内。

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彈[Dàn]簧成形工藝的(De)确[Què]定波形彈簧[Huáng]的形狀如何是[Shì]影響[Xiǎng]使用的關(Guān)鍵因素

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