文档介绍：弹簧设计及基础知识
弹簧知识简介
1、 功用
1) 控制机械运动(内燃机屮的阀门弹簧,离合器屮的控制弹簧);
2) 吸收振动和冲击能量(缓冲弹簧,联轴器中的吸振弹簧)
3) 储蓄能量(钟表弹簧)
4) 测量力的大小(弹簧秤)
5) 在电器中,弹簧常用来保证导电零件的良好接触或脱离接触。
2、 种类
按受力性质,分为拉簧、压簧、扭簧和弯曲弹簧;
按形状,分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、盘簧等
压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧
蜗卷弹簧板弹簧片弹簧
3、 材料
弹簧材料应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性和良好的热处理
性能。在选择弹簧材料时,应考虑到弹簧的使用条件、功用及其重要程度。
所谓使用条件是指载荷性质、大小及其循环特性,工作温度和周围介质情
况。钢是最常用的弹簧材料。受力较小又要求防腐蚀、防磁等特性时,可
以采用有色金属。弹簧的疲劳强度和抗冲击强度在很大程度上取决于弹簧
的表面状况,所以弹簧材料的表面必须光洁,没有裂缝和伤痕等缺陷。非金属弹簧材料主要是橡胶,近年来正发展用塑料制造弹簧。
4、弹簧制造
弹簧卷绕方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径在8mm以下的用冷卷
法,以上用热卷法。冷态下卷制的弹簧多用冷拉的、经预热处理的优质碳
素弹簧钢丝,卷成后一般不再经淬火处理,只经低温回火以消除内应力。
在热态下卷制的弹簧卷成后必须经过热处理。
在弹簧制成后,如再进行一次强压处理一般可提高其承载能力25°%。
若经过喷丸处理则可提高承载能力20%,使用寿命2〜。强压处理
是使弹簧在超过极限载荷下受载6h〜48h,从而在弹簧丝内产生塑性变形
和有益的残余应力,由于残余应力的符号与工作应力相
反,因而弹簧在工作时的最大应力(实线)比未经强压处理的弹簧(虚
线)小,所以可提高弹簧的承载能力。强压处理是弹簧制造的最后一道工
序。为了保持有益的残余应力,强压后的弹簧不允许再进行任何热处理。
同理,经强压处理的弹簧也不宜在较高温度(150°C-450°C)和长期振动
的地方应用。由于金属的性质,冷作变形会使腐蚀过程加速,因此在冇腐
蚀性介质的环境中也不宜采用强压处理的弹簧。
喷丸强化:它是在受喷材料的再结晶温度下进行的一种冷加工方法,
加工过程由弹丸在很
高速度下撞击受喷工件表血而完成。喷丸可应用于表诎清理、光整加
工、喷丸校形、喷丸强化等。其中喷丸强化不同于一般的喷丸工艺,它要
求喷丸过程屮严格控制工艺参数,使工件在受喷后具有预期的表面形貌、
表层组织结构和残余应力,从而大幅度地提高疲劳强度和抗应力腐蚀能力。
部分弹簧处理工艺术语
整定处理
Setting
又称“立定处理”。将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限载荷下的
高度或压并高度(拉伸弹簧拉伸到工作极限载荷下的长度,扭转弹簧扭转
到工作极限扭转角),一次或多次短暂压缩(拉仲、扭转)以达到稳定弹
簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。
加温整定处理
Hot-setting
又称“加温立定处理”。在高于弹簧工作温度条件下的立定处理。
强压处理
[Compressive] pre stressing
将压缩弹簧压缩至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余
应力,以达到提高弹簧承载能力和稳定几何尺寸的一