所謂
彈簧,是利用彈性特質(zhì)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備中的零件,其原材料通常就是彈簧鋼。彈簧產(chǎn)品作用主要是用以控制機件的運動、緩和沖擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等,一般廣泛用于機器、儀表中。量大面廣、品種繁雜,基本應(yīng)用到了國民經(jīng)濟的所有領(lǐng)域。
目前,機械彈簧的加工設(shè)備和加工生產(chǎn)線向著數(shù)控(NC)和計算機控制(CNC)化的深度和廣度發(fā)展。但隨著彈簧材料和幾何新狀的變化,加工工藝亦有發(fā)展。我們來看看彈簧的加工工藝都有哪些:
1)中空穩(wěn)定彈簧桿采用低碳硼鋼板卷制焊接成形。
2)電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的片彈簧基本上采用沖壓和自動彎曲加工成形。目前主要是發(fā)展復(fù)合材料的接合技術(shù)。
3)變彈簧外徑、變節(jié)距和變鋼絲直徑(三變)懸架彈簧實現(xiàn)了無模塑性加工。自三變彈簧開發(fā)以來,一直采用錐形鋼棒在數(shù)控車床上卷繞加工,但成品率和價格均不理想?,F(xiàn)改為加熱狀態(tài)下通過卷簧機,控制軋輥速度和拉拔力,獲得所需要的錐體形狀,并用加工余熱進行淬火。
4)扭桿采用高純度的45鋼,經(jīng)高頻淬火獲得表面的高硬度和較大的剩余壓縮應(yīng)力,從而提高疲勞壽命和抗松弛能力。
彈簧的熱成形工藝
1)熱成形工藝速度能力。目前我國在(9~25)mm規(guī)格上的成形僅有CNC2軸熱卷簧機,最大速度每分鐘17件。與發(fā)達國家相比之下差距較大。
2)大彈簧熱成形工藝控制能力。由于僅有CNC2軸熱卷簧機,因此形狀控制少三個方向作用,精度差;而且都無自動棒料旋轉(zhuǎn)控制和調(diào)整機構(gòu),所以熱卷彈簧成形工藝水平和能力較低。因而彈簧的精度水平和表面氧化脫碳水平也較低。
影響彈簧疲勞強度的幾個因素
1.屈服強度材料的屈服強度和疲勞極限之間有一定的關(guān)系,一般來說,材料的屈服強度越高,疲勞強度也越高,因此,為了提高彈簧的疲勞強度應(yīng)設(shè)法提高彈簧材料的屈服強度,或采用屈服強度和抗拉強度比值高的材料。對同一材料來說,細晶粒組織比粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。
2.表面狀態(tài)最大應(yīng)力多發(fā)生在彈簧材料的表層,所以彈簧的表面質(zhì)量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。
材料表面粗糙度愈小,應(yīng)力集中愈小,疲勞強度也愈高。材料表面粗糙度對疲勞極限的影響。隨著表面粗糙度的增加,疲勞極限下降。在同一粗糙度的情況下,不同的鋼種及不同的卷制方法其疲勞極限降低程度也不同,如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。因為鋼制熱卷彈簧及其熱處理加熱時,由于氧化使彈簧材料表面變粗糙和產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象,這樣就降低了彈簧的疲勞強度。
彈簧的冷成形工藝
1)冷成形工藝一次性自動化能力。冷成形機目前已發(fā)展到12爪。在(0.3~14)mm范圍內(nèi)的鋼絲,基本上在8爪成形機能一次成形。目前成形工藝設(shè)備的發(fā)展方向:①提高成形速度,主要發(fā)展趨勢是提高設(shè)備的成形速度,即生產(chǎn)效率;②通過提高設(shè)備零件的精密性和強化熱處理效果來提高設(shè)備耐久性;③增加長度傳感器和激光測距儀,給CNC成形機進行自動閉環(huán)控制制造過程。
2)冷成形工藝范圍能力。目前大線徑彈簧卷簧機,最大規(guī)格可達20mm,=2000MPa,旋繞比5。變徑或等徑料Minic-Block彈簧和偏心彈簧的冷成形工藝還是有局限性。
常見彈簧廠出產(chǎn)的彈簧產(chǎn)品都有哪些?
拉伸彈簧(Extension Spring)
乃各圈緊密圍繞,以使其能受力而拉長,各端繞一環(huán)圈(Loop),下述為一拉伸彈簧之必要資料:
(1)自由長度:(a)總長度、(b)全部圈長、(c)自鉤圈內(nèi)之長度。
(2)控制直徑:(a)外徑、(b)內(nèi)徑、(c)所套管之內(nèi)徑。
(3)鋼絲尺寸“線徑”。
(4)材料(種類、等級)。
(5)圈數(shù):(a)總?cè)?shù)及(b)右旋或左旋。
(6)末端之形式。
(7)鉤內(nèi)之負荷。
(8)負荷率、撓曲度、每寸磅數(shù)。
(9)最大拉伸長度。
拉伸彈簧(Extension Spring)乃典型之彈簧即彈簧之代表,由直筒形至各種變體,乃至掛鉤之各種形狀均能依設(shè)計成型。 拉伸彈簧(Extension Spring)為壓縮彈簧之反向運用,運用范圍大致較無具體產(chǎn)品類別,但操作控制較壓縮彈簧高一級。
壓縮彈簧(Compression Spring)
乃各圈分繞,因能承受壓力,兩端可為開式或閉式或繞平或磨平。下述為一壓縮彈簧必要資料:
(1)控制直徑(Controlling diameter)(a)外徑、(b)內(nèi)徑、(c)所套管之內(nèi)徑、(d)所穿圓桿之外徑。
(2)鋼絲或鋼桿之尺寸(Wire or bar size)。
(3)材料(種類及等級)。
(4)圈數(shù):(a)總?cè)?shù)及(b)右旋或左旋。
(5)末端之形式(Style of ends)。
(6)在某一撓區(qū)長度下之負荷。
(7)一寸至幾寸長度變化范圍內(nèi)之負荷比率。
(8)最大體高“自由長”(Maximum solid height)。
(9)運用時之最小壓縮高。
壓縮彈簧(Compression Spring)乃變體彈簧第一種,由直筒型、錐形至縮、凸腰形,乃至各種尾端之變體,均可依設(shè)計成型。壓縮彈簧(Compression Spring)為所有彈簧種類中最被廣泛運用的一種,產(chǎn)品運用范圍廣及電子、電機、計算機、信息、汽機車、自行車、五金工具、禮品、玩具、乃至國防工業(yè),因其設(shè)計與原理易于掌握,制造控制也最為單純。
卷簧
可應(yīng)用于卷尺、汽車起動馬達、收納線盒等。
卷簧又名(發(fā)條)其運用類似扭簧,但因其具有高扭力,與多角度之扭轉(zhuǎn)力距故運用于長時間作功之機構(gòu),具有不易疲勞之特性。其運用類別大致可歸類為卷尺、汽車起動馬達、收納線盒等。
扭轉(zhuǎn)彈簧(Torsion Spring)
各圈或是緊密圍繞或是分開圍繞,俾能適任扭轉(zhuǎn)負荷(與彈簧軸線成直角)。彈簧之末端可繞成鉤狀或直扭轉(zhuǎn)臂。下述為一扭轉(zhuǎn)彈簧之必要資料:
(1)自由長度。
(2)控制直徑:(a)外徑、(b)內(nèi)徑、(c)所套管之內(nèi)徑,或(d)所穿越圓桿之外徑。
(3)鋼絲尺寸“線徑”。
(4)材料(種類及等級)。
(5)圈數(shù):(a)總?cè)?shù)及(b)右旋或左旋。
(6)扭轉(zhuǎn)力:偏轉(zhuǎn)至某一角度之磅數(shù)。
(7)最大撓度(自由位置算起之角度)。
(8)末端之形式。
扭轉(zhuǎn)彈簧(Torsion Spring)乃變體彈簧之極至,由單扭至雙扭,乃至各種扭桿之變形,得依設(shè)計成型。
扭轉(zhuǎn)彈簧(Torsion Spring)為所有彈簧類別中設(shè)計原理較為復(fù)雜的一種,型式的變化亦相當(dāng)活潑,故設(shè)計時所涉及的理論也最為煩索。因此設(shè)計時亦較難掌握。
彈片類
依材料之特性應(yīng)用于不同環(huán)境之作動機構(gòu)。
我們備用與車床不同原理之技術(shù)成型機,能克服沖床所難成型的料件。且相對具模具費低廉之優(yōu)勢,故廣為客戶接受。
極細微彈簧
適用于精密電子組件。
此類彈簧線徑在0.15mm~0.06mm之間,加上線徑與各部尺寸均在1mm左右,故調(diào)試機具相當(dāng)之難度與技術(shù),一般運用范圍為精密電子元器件或精密儀器、鐘表等。
勾環(huán)類
可依客戶之設(shè)計應(yīng)用在不同機構(gòu)的固定或輔件。
材質(zhì)運用大致與彈簧類相一致,該類產(chǎn)品一般為客戶依其需要作不同形狀的設(shè)計,一般都作為輔件或機構(gòu)件之固定。
在彈簧使用過程中,對材料表面進行磨削、強壓、拋丸和滾壓等。都可以提升彈簧的疲勞強度。
1.尺寸效應(yīng)材料的尺寸愈大,由于各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性愈高,產(chǎn)生表面缺陷的可能性也越大,這些原因都會導(dǎo)致疲勞性能下降。因此在計算彈簧的疲勞強度時要考慮尺寸效應(yīng)的影響。
2.溫度碳鋼的疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從120℃到350℃又上升,溫度高于350℃以后又下降,在高溫時沒有疲勞極限。在高溫條件下工作的彈簧,要考慮采用耐熱鋼。在低于室溫的條件下,鋼的疲勞極限有所增加。
3.冶金缺陷冶金缺陷是指材料中的非金屬夾雜物、氣泡、元素的偏析,等等。存在于表面的夾雜物是應(yīng)力集中源,會導(dǎo)致夾雜物與基體界面之間過早地產(chǎn)生疲勞裂紋。采用真空冶煉、真空澆注等措施,可以大大提高鋼材的質(zhì)量。
4.腐蝕介質(zhì)彈簧在腐蝕介質(zhì)中工作時,由于表面產(chǎn)生點蝕或表面晶界被腐蝕而成為疲勞源,在變應(yīng)力作用下就會逐步擴展而導(dǎo)致斷裂。例如在淡水中工作的彈簧鋼,疲勞極限僅為空氣中的10%~25%。腐蝕對彈簧疲勞強度的影響,不僅與彈簧受變載荷的作用次數(shù)有關(guān),而且與工作壽命有關(guān)。所以設(shè)計計算受腐蝕影響的彈簧時,應(yīng)將工作壽命考慮進去。由東莞市創(chuàng)河五金制品有限公司出品的各類彈簧,以其上乘的品質(zhì)和良好的口碑深受廣大客戶信賴,需要了解詳情的朋友,歡迎來電咨詢。