彈簧成形工(gōng)藝的(de)确定波形彈簧的形狀如何是影響使用的關鍵(jiàn)因素

2018-9-7

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彈簧成形工藝的确定(dìng)波形彈(dàn)簧的形狀(zhuàng)如何(hé)是影響使用的關(guān)鍵因(yīn)素。如何保證理論上(shàng)的理想曲線形狀是由成形工藝确定的(de)，因此合理地選(xuǎn)擇波形彈簧的成形工藝，才能保證技術要求。

波形彈簧成形工藝的确定原則任何(hé)零件生産工(gōng)藝的(de)确定都是圍繞零件的技術要求來進行的。不論農什麼樣的(de)，最終是要滿足零(líng)件的技術要求。對(duì)波形(xíng)彈簧成形工藝的确定，同樣也要滿足技術使(shǐ)用豎求。波形彈簧(huáng)的工作狀态，波形彈簧既受彎應力又(yòu)受扭應力，且載荷性質為(wéi)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(de)彈性(xìng)極限屈強比和高的疲勞強度，材料(liào)為不鏽鋼01觀7人硬度(dù)和(hé)彈性極限很高。因此，在制定成形工藝時，要充分(fèn)考慮波形彈簧的這些使用要求。技(jì)術要求及材料性能，另外還必須考慮工藝的，實觀忭及生(shēng)産成本隻有綜合考慮多方面的閃真小能制定出完善的波形彈(dàn)簧成形工藝，滿足技術要求及使(shǐ)用要求。

波形彈簧成形工藝的确定傳(chuán)統(tǒng)的波形彈簧形狀為多個正弦波(bō)形，成形工藝為先進行冷壓(yā)預成形，再通過時效(xiào)熱處理，最後完成全部的成形1藝。預壓成形，于該村(cūn)料有較的彈性，冷壓時回彈量很大，因此，采用(yòng)成形高度可調(diào)的成形(xíng)模來進行，即冷壓時其(qí)波峰與波谷的高度差比理論計算的值(zhí)要大，差值大(dà)小根據實驗情況來定(dìng)，最後(hòu)的波形汕過，效熱(rè)處理來保證(zhèng)。由此町以知道，山屍諸容不确定因(yīn)素其(qí)波形具有不确定性。

采用這種(zhǒng)成形工藝加到的成品。安裝在離六(liù)器1冗，發現波形彈簧無法壓平，其(qí)與(yǔ)法蘭盤及銜鐵之間最大間隙可達2以上，與技術要求的間隙(xì)相差(chà)很大，導緻離(lí)合器無(wú)法正常使用。造成這種(zhǒng)情況的原因是預成形時，彈簧發生了不必要的塑性(xìng)變形，而此塑性變形在其後的時效處理(lǐ)工序中又無法予以完全消除(chú)。因此，波形與理論波形有差異，不能滿足(zú)技術要求(qiú)，也就無法正常使用。此種成形藝不(bú)從保(bǎo)證波形彈黃的(de)設計要求波形。

形(xíng)狀上有差别，傳統的波形彈簧形狀為正弦波形(xíng)，而所讨論的波形彈簧形狀為自由複雜曲面，是根據波(bō)形彈簧實際受力狀态建立數學模(mó)型，利用有限元軟件計算後的數據(jù)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(zào)的成形模13進行(háng)實驗，發現(xiàn)當加上載荷時形狀(zhuàng)與成形模形狀樣，旦(dàn)卸去載荷(hé)其形狀與理(lǐ)論設計的數據相差很大，大(dà)載荷，形狀無明顯改變，也(yě)就是說與所加載荷的大小關系不大。

由此可知，采用上述成(chéng)形工藝不能滿足波形彈，任何材料的屈服極限在(zài)常溫狀态與在加熱狀态(tài)下是不同的，随(suí)加熱溫度的升高而下降。如果在超(chāo)出材料的(de)屈服極(jí)限狀态下進行各(gè)種加壓成形處理(lǐ)，則去掉載荷後其(qí)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，可考慮對波形彈簧在其屈服極限(xiàn)狀态下進行成形處理。實驗方法首(shǒu)先對波形彈簧材料進行(háng)時效熱處理。

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(xiè)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(hòu)實驗溫(wēn)性反而1降。在此(cǐ)溫度(dù)下進廳成形(xíng)實驗(yàn)，所加載荷為波形彈黃(huáng)實際工作時(shí)的載荷，發現波形彈黃成形後的(de)形狀與理論計(jì)算緻(zhì)，由此可确定此溫度狀态(tài)下已經超出(chū)該材料的屈服極限，在此溫度下進行(háng)波形彈簧成形處理比較合适(shì)。

波形彈簧成形工藝的制定迪過以(yǐ)1實驗比較分析，确定波形彈(dàn)黉成形(xíng)工藝為(wéi)加壓成形(xíng)與時效(xiào)熱處(chù)理同時進行。

彈簧波形彈簧中各部分的名稱為：
(1)彈簧絲直(zhí)徑d:制造彈簧的鋼(gāng)絲直徑。
(2)彈簧外(wài)徑(jìng)D:彈簧的最大外徑。
(3)彈簧内徑(jìng)D1：彈簧的最(zuì)小外徑。
(4)彈簧中徑D2：彈簧的平均直徑。它們的計算公式為：D2=(D+D1)÷2=D1+d=D-d
(5)t:除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對應點在中徑上的軸向距離成為節距，用(yòng)t表示。
(6)有效圈數(shù)n:彈簧能保持相同(tóng)節(jiē)距的圈數。
(7)支撐圈數n2：為了使彈簧在工作時受力均勻，保證軸(zhóu)線垂直端面(miàn)、制造時，常将彈簧兩端并緊(jǐn)。并緊的圈數僅起支撐作用，稱為支(zhī)撐圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
(8)總(zǒng)圈數n1: 有效圈數與支(zhī)撐(chēng)圈的和。即n1=n+n2.
(9)自由高H0:彈簧(huáng)在未受外力作用(yòng)下的高度。由下式計算：H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2時)
(10)彈(dàn)簧展開長(zhǎng)度L：繞制彈簧時所需鋼絲的長度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鈎部展開長(zhǎng)度(拉簧)
(11)螺旋方向：有左右旋之分，常(cháng)用右旋，圖紙沒注明的一般用(yòng)右旋(xuán)。
彈簧波形彈簧的制(zhì)造工藝(yì)有多種多樣(yàng)，但其主要(yào)的成形寸：藝主要有兩種，冷成形和熱(rè)成形。

在彈簧(huáng)冷成形工藝中，波(bō)形(xíng)彈簧的制作主要采用油淬火回火材料(liào)、鉛浴韌化熱處理彈簧線(xiàn)材、冷拔強化線材等，采用這類材料制造彈簧(huáng)的工藝過程(chéng)中一般不需要專門的熱處理而(ér)隻需要進行去(qù)應力退火(huǒ)，彈簧的設計工作應力與所采用的材料性能相關。彈簧冷成形工藝一般适合于線徑較小的、或形狀(zhuàng)較為複雜的異形彈簧，如線徑小于15mm，各(gè)種(zhǒng)卡、拉、扭彈簧、中凸、中凹、弧形彈簧等。

冷成形工藝特點是：廠藝(yì)流程簡單，避免了再次熱(rè)處理的變形、脫(tuō)碳等(děng)情況發生。

在彈(dàn)簧熱成形工藝(yì)中，彈簧的制作主要采用熱軋材料、退(tuì)火材料、退火冷拔材料等，采用這類(lèi)材(cái)料制造彈簧需要加熱淬火和(hé)回火熱處理，彈簧的(de)設計工作應力與所(suǒ)選材料及熱處理工藝相關。

彈簧波形彈簧熱成形工藝一般适合于線徑較大的、或形(xíng)狀較為簡(jiǎn)單的(de)彈(dàn)簧，如線徑大于6mm的各種圓柱或錐形彈簧。熱成形工藝特點是産品的增值效應(yīng)較(jiào)大，可以生産線徑較大的(de)彈簧。

請避免如下不當(dāng)使用方式

1、超過最大壓縮量的使用
(30萬回條件，接件(jiàn)密著長之(zhī)使(shǐ)用) 壓力産生進而造成折損(sǔn)，接近密著長之使用，會使彈簧線部逐漸密著如此，因為彈簧定數變高造成荷重(zhòng)曲線随之生高，近而(ér)産生高應力使彈簧(huáng)斷裂，請不要使用超過30萬回。

2、無預壓的(de)使用
因有間(jiān)隙造成彈(dàn)簧上(shàng)下震動導緻彈簧(huáng)扭曲，如有預壓時(shí)，彈簧較為穩定。

3、彈簧(huáng)橫置使用
彈簧(huáng)橫置(zhì)使用時，會造成導銷與彈簧磨損(sǔn)并斷裂。

4、無(wú)彈簧(huáng)導引的(de)使用
如在無彈簧導引的情況下使用時，很(hěn)容(róng)易造成彈簧底部(bù)及本(běn)體之扭曲，其扭曲部之局部高壓力是導緻彈簧斷裂的要(yào)因，請一定要使用内徑導銷或外徑導引(yǐn)等裝置。

5、裝配面平性(xìng)度不良時(shí)
裝配面之平行度(dù)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)不良之場合造成彈簧扭(niǔ)曲與超過30萬(wàn)回使用造成彈簧斷裂。請在不超過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(yǔ)導銷之間間隙過(guò)小時，會造成内徑之碰撞磨耗，其磨耗部是造成彈簧斷裂的要因；相反如間隙太大會造成彈簧扭曲斷裂，最佳之(zhī)間為彈簧内徑-1.0mm左右。及自由(yóu)長較長的彈簧（自由長/外徑大于4以上）請(qǐng)用段階或導銷，以避免彈簧體扭曲時與(yǔ)導銷之碰撞。

7、彈簧外徑與沉頭(tóu)孔
沉頭孔(kǒng)與彈簧間隙頭太小(xiǎo)時，會因彈簧壓縮緻使外側膨(péng)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(wài)徑+1.5mm。自由(yóu)長較長的(de)彈簧時請用沉(chén)頭孔形狀(zhuàng)。

8、導銷長度及沉頭孔深度較(jiào)短時
導銷太短，會(huì)造成導銷(xiāo)頭部與彈簧磨損而斷裂，導銷的理想長度設定為彈簧長之1/2以上(shàng)，并請倒C3之倒(dǎo)角。

9、變方或使用
使(shǐ)用(yòng)彈(dàn)簧時，彈簧(huáng)受力扭曲緻使内圈(quān)彈簧插入到外圈内(nèi)（或外圈插入内(nèi)圈）造(zào)成斷裂。

10、彈簧串(chuàn)聯的使用以串聯方式使用時緻使彈簧彎曲，并超越導銷或沉頭(tóu)孔長度，進(jìn)而造成一相同(tóng)原因之斷裂(liè)，及(jí)因(yīn)彈簧(huáng)本(běn)身荷量之稍許差異造成荷重較弱者承(chéng)受更大的(de)壓縮量(liàng)面斷裂。

11、碎片異物夾雜使用時
夾雜異物部分會造成(chéng)有效卷部無(wú)作用僅其他部分之壓(yā)縮，實(shí)質的有效卷數變小近面造成高應力并斷裂，請勿将異物夾雜于彈簧内。

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