五金彈簧制造要發展就要技(jì)術創新

　随着五金彈簧制造業的快速發(fā)展,五金彈簧生産技術将迎來新的變化,以前的粗礦的(de)生産方式已經不适應如今(jīn)市場的需要(yào),要發展就隻有不(bú)斷創新技(jì)術.
目前,廣泛應(yīng)用的五金彈簧應力和變形的計算公式是(shì)根據材料力學推導出來的.若無一定的(de)實際(jì)經驗,很(hěn)難設計和制造出(chū)高精度的彈簧,随着設計應力的提高,以往(wǎng)的很多經(jīng)驗不再适用(yòng).
彈簧有限元分析方法(fǎ),在彈簧技術水平較高的國家雖已進入實用化,我國雖有這方面的技術開發,但尚未形成實用模型.另外,在彈簧的(de)設計進程中還引進了優化設計.
彈簧的結(jié)構較為(wéi)簡單,功能單純,影響(xiǎng)結構和性能的參變量少,所以設計者很早就運用解析法、圖(tú)解法或圖解分析法尋求(qiú)最優設計方案,并取得了(le)一定成效.随着計算技術的發(fā)展,利用計算機進行非線性規劃的(de)優化設(shè)計取得(dé)了成效可(kě)靠性設計是為(wéi)了(le)保證(zhèng)所設計的産品的可(kě)靠性而采用的一系列分析與設(shè)計技術,它的(de)功能是在預測和預防産品可能發生故障的基礎上(shàng),使所設計的産品達到規定的可靠性目标值,是傳統(tǒng)設計方法的一種(zhǒng)補(bǔ)充和完善.
例如,五金彈簧的(de)設計應力提高後,螺旋角加(jiā)大,會使彈簧的疲勞源(yuán)由簧圈的内側轉移到外側.為此,必須采用彈簧精(jīng)密的解析技術,當前應用較廣的方法是有限(xiàn)元法.車輛懸架彈簧的特征(zhēng)是除足夠的疲勞壽(shòu)命外,其永久變形要小(xiǎo),即抗(kàng)松弛性能(néng)要在規定的範圍内(nèi),否則由于彈簧的(de)不同變形,将發生車身重心偏移.同時,要考慮環境腐(fǔ)蝕對其疲勞壽命(mìng)的影響.随着車輛保養期的增(zēng)大,對永久變形和疲勞壽命都提出了更嚴格的要求,為此必須采用高精(jīng)度的設計方法.有限元法(fǎ)可(kě)以詳細(xì)預測彈簧應力疲勞壽命和永久變形的影響,能(néng)準确反(fǎn)映材料對(duì)彈簧疲勞壽命和永久變形的關系.
近年來,彈簧的有限元設(shè)計方(fāng)法已進入了實用化階段,出現了不少有實用(yòng)價值的報告,如螺旋角對彈簧應力的影響;用有限元法計算的應力和疲勞壽命的關系等(děng).所示為用現行設(shè)計方法計算和有限元法解析應(yīng)力的比較.對相同結(jié)構的彈簧,在相同載荷作用下(xià),從圖(tú)中可以(yǐ)看出,有(yǒu)效(xiào)圈少的或螺旋角(jiǎo)大的高應力彈簧的應力,兩種方法(fǎ)得出(chū)的結果差别比較大.這是因為(wéi)随着螺旋角的增大,加(jiā)大(dà)載荷偏心,使彈簧外徑或(huò)橫(héng)向變形較大,因(yīn)而應力比較大.用現(xiàn)行(háng)的設計計算方法不能确切地反映,而有限(xiàn)元法則能較為确切地反應出來.
彈簧設計在利用可靠性技術方面取(qǔ)得了一定的進展,但要進一步完善,需要數據的開發和積累.随着計(jì)算機技術的發展,在國内(nèi)外編(biān)制出各種版本的彈簧設計程序(xù),為五(wǔ)金彈簧技術人員提供(gòng)了開發創新的便利條件.應用設計程序完成了設計難度較(jiào)大的弧形離合器彈簧和鼓形(xíng)懸架彈簧的開發等.随(suí)着彈簧應用技術(shù)的開(kāi)發,也給設計者(zhě)提出了很多需要注意和解決(jué)的新問題
如材料、強壓和噴丸處理對疲勞性能和(hé)松弛性能的影響,設計時難(nán)以(yǐ)确切計算(suàn),要靠實驗數據來定.又(yòu)如按現行設計公式求出的圈數,制成的彈簧剛度均比設計剛度值小,需(xū)要(yào)減小有效圈數,方可達(dá)到設(shè)計要求.當前大批量生産産(chǎn)品的設計趨勢,以最大工作切應力和疲勞壽命要求為例.