彈簧成形工藝的確定波形彈簧的形狀如何是影響使用的關鍵因素

2018-9-7

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彈簧成形工藝的確定波形彈簧的形狀如何是影響使用的關鍵因素。如何保證理論上的理想曲線形狀是由成形工藝確定的，因此合理地選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確定原則任何零件生產工藝的確定都是圍繞零件的技術要求來進行的。不論農什么樣的，最終是要滿足零件的技術要求。對波形彈簧成形工藝的確定，同樣也要滿足技術使用豎求。波形彈簧的工作狀態，波形彈簧既受彎應力又受扭應力，且載荷性質為循環沖擊載荷及振動。

常失效形式有彈性喪失和疲勞斷裂，故要求有高的彈性極限屈強比和高的疲勞強度，材料為不銹鋼01觀7人硬度和彈性極限很高。因此，在制定成形工藝時，要充分考慮波形彈簧的這些使用要求。技術要求及材料性能，另外還必須考慮工藝的，實觀忭及生產成本只有綜合考慮多方面的閃真小能制定出完善的波形彈簧成形工藝，滿足技術要求及使用要求。

波形彈簧成形工藝的確定傳統的波形彈簧形狀為多個正弦波形，成形工藝為先進行冷壓預成形，再通過時效熱處理，最后完成全部的成形1藝。預壓成形，于該村料有較的彈性，冷壓時回彈量很大，因此，采用成形高度可調的成形模來進行，即冷壓時其波峰與波谷的高度差比理論計算的值要大，差值大小根據實驗情況來定，最后的波形汕過，效熱處理來保證。由此町以知道，山尸諸容不確定因素其波形具有不確定性。

采用這種成形工藝加到的成品。安裝在離六器1冗，發現波形彈簧無法壓平，其與法蘭盤及銜鐵之間最大間隙可達2以上，與技術要求的間隙相差很大，導致離合器無法正常使用。造成這種情況的原因是預成形時，彈簧發生了不必要的塑性變形，而此塑性變形在其后的時效處理工序中又無法予以完全消除。因此，波形與理論波形有差異，不能滿足技術要求，也就無法正常使用。此種成形藝不從保證波形彈黃的設計要求波形。

形狀上有差別，傳統的波形彈簧形狀為正弦波形，而所討論的波形彈簧形狀為自由復雜曲面，是根據波形彈簧實際受力狀態建立數學模型，利用有限元軟件計算后的數據得到的曲面。在進行成形實驗時，采用該計算數據加工制造的成形模13進行實驗，發現當加上載荷時形狀與成形模形狀樣，旦卸去載荷其形狀與理論設計的數據相差很大，大載荷，形狀無明顯改變，也就是說與所加載荷的大小關系不大。

由此可知，采用上述成形工藝不能滿足波形彈，任何材料的屈服極限在常溫狀態與在加熱狀態下是不同的，隨加熱溫度的升高而下降。如果在超出材料的屈服極限狀態下進行各種加壓成形處理，則去掉載荷后其形狀將會保持成形后的狀態，不會回復到成形前的狀態。根據這理論，可考慮對波形彈簧在其屈服極限狀態下進行成形處理。實驗方法首先對波形彈簧材料進行時效熱處理。

具體方法是將波形彈簧毛坯加熱到定溫度后，保溫1然后測量機械性能和彈性，發現隨加熱溫度的升高機械件能和彈性隨淑高。達到淀溫度后實驗溫性反而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，發現波形彈黃成形后的形狀與理論計算致，由此可確定此溫度狀態下已經超出該材料的屈服極限，在此溫度下進行波形彈簧成形處理比較合適。

波形彈簧成形工藝的制定迪過以1實驗比較分析，確定波形彈黌成形工藝為加壓成形與時效熱處理同時進行。

彈簧波形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D:彈簧的最大外徑。
(3)彈簧內徑D1：彈簧的最小外徑。
(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t表示。
(6)有效圈數n:彈簧能保持相同節距的圈數。
(7)支撐圈數n2：為了使彈簧在工作時受力均勻，保證軸線垂直端面、制造時，常將彈簧兩端并緊。并緊的圈數僅起支撐作用，稱為支撐圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
(8)總圈數n1: 有效圈數與支撐圈的和。即n1=n+n2.
(9)自由高H0:彈簧在未受外力作用下的高度。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：繞制彈簧時所需鋼絲的長度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鉤部展開長度(拉簧)
(11)螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，圖紙沒注明的一般用右旋。
彈簧波形彈簧的制造工藝有多種多樣，但其主要的成形寸：藝主要有兩種，冷成形和熱成形。

在彈簧冷成形工藝中，波形彈簧的制作主要采用油淬火回火材料、鉛浴韌化熱處理彈簧線材、冷拔強化線材等，采用這類材料制造彈簧的工藝過程中一般不需要專門的熱處理而只需要進行去應力退火，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適合于線徑較小的、或形狀較為復雜的異形彈簧，如線徑小于15mm，各種卡、拉、扭彈簧、中凸、中凹、弧形彈簧等。

冷成形工藝特點是：廠藝流程簡單，避免了再次熱處理的變形、脫碳等情況發生。

在彈簧熱成形工藝中，彈簧的制作主要采用熱軋材料、退火材料、退火冷拔材料等，采用這類材料制造彈簧需要加熱淬火和回火熱處理，彈簧的設計工作應力與所選材料及熱處理工藝相關。

彈簧波形彈簧熱成形工藝一般適合于線徑較大的、或形狀較為簡單的彈簧，如線徑大于6mm的各種圓柱或錐形彈簧。熱成形工藝特點是產品的增值效應較大，可以生產線徑較大的彈簧。

請避免如下不當使用方式

1、超過最大壓縮量的使用
(30萬回條件，接件密著長之使用) 壓力產生進而造成折損，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曲線隨之生高，近而產生高應力使彈簧斷裂，請不要使用超過30萬回。

2、無預壓的使用
因有間隙造成彈簧上下震動導致彈簧扭曲，如有預壓時，彈簧較為穩定。

3、彈簧橫置使用
彈簧橫置使用時，會造成導銷與彈簧磨損并斷裂。

4、無彈簧導引的使用
如在無彈簧導引的情況下使用時，很容易造成彈簧底部及本體之扭曲，其扭曲部之局部高壓力是導致彈簧斷裂的要因，請一定要使用內徑導銷或外徑導引等裝置。

5、裝配面平性度不良時
裝配面之平行度不良時會造成彈簧扭曲，局部產生高壓力斷裂，及平行度不良之場合造成彈簧扭曲與超過30萬回使用造成彈簧斷裂。請在不超過30萬回使用條件下改善裝配面的平行度。

6、有關彈簧內徑及導銷
與導銷之間間隙過小時，會造成內徑之碰撞磨耗，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，最佳之間為彈簧內徑-1.0mm左右。及自由長較長的彈簧（自由長/外徑大于4以上）請用段階或導銷，以避免彈簧體扭曲時與導銷之碰撞。

7、彈簧外徑與沉頭孔
沉頭孔與彈簧間隙頭太小時，會因彈簧壓縮致使外側膨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徑+1.5mm。自由長較長的彈簧時請用沉頭孔形狀。

8、導銷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，導銷的理想長度設定為彈簧長之1/2以上，并請倒C3之倒角。

9、變方或使用
使用彈簧時，彈簧受力扭曲致使內圈彈簧插入到外圈內（或外圈插入內圈）造成斷裂。

10、彈簧串聯的使用以串聯方式使用時致使彈簧彎曲，并超越導銷或沉頭孔長度，進而造成一相同原因之斷裂，及因彈簧本身荷量之稍許差異造成荷重較弱者承受更大的壓縮量面斷裂。

11、碎片異物夾雜使用時
夾雜異物部分會造成有效卷部無作用僅其他部分之壓縮，實質的有效卷數變小近面造成高應力并斷裂，請勿將異物夾雜于彈簧內。

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