文档介绍：弹簧知识
§1 弹簧的功用和类型
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
§3 热处理及表面处理
§4 弹簧加工工艺图
§5 产品测量的基本知识及常用量具
工作特点:弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形,
在机械设备中被广泛用作弹性元件。
功用:
1. 控制机构运动或零件的位置; 如凸轮机构、离合器、阀门等;
§1 弹簧的功用和类型
3. 存储能量; 如钟表仪器中的弹簧;
4. 测量力的大小; 如弹簧秤中的弹簧
螺旋
弹簧
圆柱形
截锥形
按形状分
按受载分
拉伸弹簧
压缩弹簧
扭转弹簧
类型:
分类
2. 缓冲吸振; 如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧;
分类
螺旋弹簧
圆柱形
截锥形
按形状分
按受载分
拉伸弹簧
压缩弹簧
扭转弹簧
环形弹簧
平面涡圈弹簧
板弹簧
碟形弹簧
一、弹簧的制造
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
二、弹簧的材料
制造过程:卷绕、端面加工(压簧)或拉钩制作(拉簧或扭簧)、热处理和工艺性试验。
冷卷:d<10 mm
热卷:d≥ 10 mm
→低温回火,消除应力
→淬火、回火
经强压处理可提高承载能力。
强压处理:将弹簧预先压缩到超过材料的屈服极限,并保持一定时间后卸载,使簧丝表面层产生与工作应力相反的残余应力,受载时可抵消一部分工作应力。
要求:严格的尺寸精度、材料的均匀性、化学成分、强度的波动、
平整性、高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧性、
塑性和良好的热处理性能。
材料:优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢、有色金属合金。
碳素弹簧钢:~%之间,如65、70、85
合金弹簧钢:硅锰钢、铬钒钢。
有色金属合金:硅青铜、锡青铜、铍青铜。
优点:容易获得、价格便宜、热处理后具有较高的强度,适宜的韧性和塑性。
缺点:当d>12 mm,不易淬透,故仅适用于小尺寸的弹簧。
优点:适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧。
选用原则:
充分考虑载荷条件(载荷的大小及性质、工作温度和周围介质的情况)、功用及经济性等因素。一般应优先采用碳素碳簧钢丝。
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
主类:常用的材质有碳素钢线(SWC)、不锈钢线(SUS)、
琴钢线(SWP-A、B)、镀镍线(SWIC)、磷铜线(PBW)
分类:
镀镍线
不锈钢线
SUS301
SUS302
SUS304
SUS130
SUS316
SUS631
不锈钢镀镍线
Ni SUS
雾面不锈钢
亮面不锈钢
碳素钢线
82B
72A
65Mn
碳素镀镍线
SWIC
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
鉴别方法
碳素钢线:表面较黑,在较高温度处理的情况下表面易氧化为黄色,在高温下
表面烧成蓝色,裸露在空气中易生锈,在原材料生产时虽已有
一定的防锈能力,但当油分消失则仍受空气腐蚀,因而在生产
产品时应加以适当的表面处理,如加防锈油或电镀,碳素钢线种类
多含碳量不同,所采用的原材料生产的产品在同等条件下有差异,
磨平时,材料在受力摩擦时产生的火花颜色较黄。
不锈钢线:表面为金属白色,有些牌号的材料表面更是光良,在较高温度时不
变色,在高温时达到一定温度后易显黄色,但不可清晰(酸洗)。
磷铜线: 表面为黄色或带一点红色,一般不需要热处理定型,属有色金属,
易在空气中氧化成青绿色,导电性好,但产品易变形,常用语客户
特别指明的材质。
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
特性
当金属线卷绕成型时,将产生金属的柔软性,使它恢复原来的形状,这种试图保持原有形状的金属软性,就是材料的特性。
线材特性的热处理变化
区分
碳素钢线
琴钢线
不锈钢线
磷铜线
外径
变小
变小
变大
不变化
长度
变长或变短
变长或变短
变短
不变化
圈数
增多
增多
减少
不变化
角度
变小
变小
变大
不变化
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
弹簧的许用应力主要取决材料品质、热处理方法、载荷性质、弹簧的工作条件和重要程度,以及簧丝的尺寸等
弹簧按载荷分为三类:
I类弹簧: 受变载荷作用次数>106,或很重要的弹簧。
II类弹簧:受变载荷作用次数在103 ~ 105 ,或受冲击载荷的
弹簧,或受静载荷的重要弹簧。
III类弹簧:受变载荷作用次数在<103 ,或受静载荷的弹簧。
三、弹簧的许用应力
§2 弹簧的制造、材料和许用应力
表1 螺旋弹簧的常用材料和许用应力
材料
名称
牌号
65、70 –40~120
碳素弹簧
钢丝Ⅰ,
Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ
60Si1Mn 480 640 800 –4