弹簧知识.ppt

弹弹 簧簧 知知 识识1 弹簧的功用和类型弹簧的功用和类型2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、材料和许用应力3 热处理及表面处理热处理及表面处理4 弹簧加工工艺图弹簧加工工艺图5 产品测量的基本知识及常用量具产品测量的基本知识及常用量具工作特点：工作特点：弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形，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。在机械设备中被广泛用作弹性元件。功用：功用：1.1.控制机构运动或零件的位置控制机构运动或零件的位置;如凸轮机构、离合器、阀门等；如凸轮机构、离合器、阀门等；1 1 弹簧的功用和类型弹簧的功用和类型 3.3.存储能量存储能量;如钟表仪器中的弹簧；如钟表仪器中的弹簧；4.4.测量力的大小测量力的大小;如弹簧秤中的弹簧如弹簧秤中的弹簧螺旋螺旋弹簧弹簧圆柱形圆柱形 截锥形截锥形 按形状分按形状分 按受载分按受载分 拉伸弹簧拉伸弹簧 压缩弹簧压缩弹簧 扭转弹簧扭转弹簧 类型：类型：分类分类2.2.缓冲吸振缓冲吸振;如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧；如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧；分类分类螺旋弹簧螺旋弹簧 圆柱形圆柱形 截锥形截锥形 按形状分按形状分 按受载分按受载分 拉伸弹簧拉伸弹簧 压缩弹簧压缩弹簧 扭转弹簧扭转弹簧 环形弹簧环形弹簧 平面涡圈弹簧平面涡圈弹簧板弹簧板弹簧 碟形弹簧碟形弹簧 一、弹簧的制造一、弹簧的制造2 2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、材料和许用应力二、弹簧的材料二、弹簧的材料制造过程：卷绕、端面加工制造过程：卷绕、端面加工(压簧压簧)或拉钩制作（拉簧或扭簧）、热或拉钩制作（拉簧或扭簧）、热处理和工艺性试验。处理和工艺性试验。冷卷：冷卷：d12 mmd12 mm，不易淬透，故仅适用于小尺寸的弹簧。，不易淬透，故仅适用于小尺寸的弹簧。优点：优点：优点：优点：适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧。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：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）、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。功用及经济性等因素。一般应优先采用碳素碳簧钢丝。2 2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、材料和许用应力主类：主类：常用的材质有碳素钢线（常用的材质有碳素钢线（SWCSWC）、不锈钢线（）、不锈钢线（SUSSUS）、）、琴钢线（琴钢线（SWP-ASWP-A、B B）、镀镍线（）、镀镍线（SWICSWIC）、磷铜线（）、磷铜线（PBWPBW）分类：分类：分类：分类：镀镍线镀镍线不锈钢线不锈钢线SUS301SUS301 SUS302SUS302 SUS304SUS304 SUS130SUS130 SUS316SUS316 SUS631SUS631不锈钢镀镍线不锈钢镀镍线Ni SUSNi SUS雾面不锈钢雾面不锈钢亮面不锈钢亮面不锈钢碳素钢线碳素钢线82B82B72A72A65Mn65Mn碳素镀镍线碳素镀镍线SWIC2 2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、材料和许用应力鉴别方法鉴别方法鉴别方法鉴别方法碳素钢线：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，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。磨平时，材料在受力摩擦时产生的火花颜色较黄。不锈钢线：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）。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：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，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。特别指明的材质。2 2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、材料和许用应力特性特性特性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。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线材特性的热处理变化线材特性的热处理变化线材特性的热处理变化区分区分碳素钢线碳素钢线琴钢线琴钢线不锈钢线不锈钢线磷铜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 2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、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，以及簧丝的尺寸等度，以及簧丝的尺寸等弹簧按载荷分为三类：弹簧按载荷分为三类：I I类弹簧：类弹簧：受变载荷作用次数受变载荷作用次数10106 6，或很重要的弹簧。，或很重要的弹簧。IIII类弹簧：受变载荷作用次数在类弹簧：受变载荷作用次数在10103 3 10 105 5 ，或受冲击载荷的，或受冲击载荷的 弹簧，或受静载荷的重要弹簧。弹簧，或受静载荷的重要弹簧。IIIIII类弹簧：受变载荷作用次数在类弹簧：受变载荷作用次数在10103 3 ，或受静载荷的弹簧。，或受静载荷的弹簧。三、弹簧的许用应力三、弹簧的许用应力2 2 弹簧的制造、材料和许用应力弹簧的制造、材料和许用应力表表1 1 螺旋弹簧的常用材料和许用应力螺旋弹簧的常用材料和许用应力材材 料料名名 称称牌号牌号65、70 0.3B 0.4B 0.5B 40120 碳素弹簧碳素弹簧钢丝钢丝,60Si1Mn 480 640 800 40200 4550HRC合金弹合金弹簧钢丝簧钢丝类类弹簧弹簧I青铜丝青铜丝类类弹簧弹簧II类类弹簧弹簧III推荐使用推荐使用温度温度 推荐硬度推荐硬度范围范围 特性及用途特性及用途 强度高，性能好，强度高，性能好，但尺寸大了不易淬但尺寸大了不易淬透，只适用于小弹透，只适用于小弹簧。簧。50CrVA 450 600 750 40210 4550HRC 4Cr13 450 600 750 40300 4853HRC QSi3-1 270 360 450 QSn4-3 270 360 45040120 90100HBS弹性和回火稳定性弹性和回火稳定性好，易脱碳，用于好，易脱碳，用于制造受重载的弹簧。制造受重载的弹簧。有高的疲劳极限，有高的疲劳极限，弹性、淬透性和回弹性、淬透性和回火稳定性好，常用火稳定性好，常用于承受变载的弹簧于承受变载的弹簧耐腐蚀，耐高温，耐腐蚀，耐高温，适用于做较大的适用于做较大的弹簧弹簧耐腐蚀，防磁好耐腐蚀，防磁好许用切应力许用切应力/MPa组组 别别III、IIaIII钢丝直径钢丝直径 d/mm0.2 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 8.02700 2700 2650 2600 2500 2400 2200 2000 1800 1700 1650 1600 1500 1500 1450 -2250 2250 2200 2150 2050 1950 1850 1800 1650 1650 1550 1500 1400 1400 1350 12501750 1750 1700 2170 1650 1550 1450 1400 1300 1300 1200 1150 1150 1100 1350 1250表表2 2 碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限3 3 热处理及表面处理热处理及表面处理一、热处理的作用一、热处理的作用一、热处理的作用一、热处理的作用1.消除它的内应力，使弹簧形状固定，增加弹性，延长使用寿命。消除它的内应力，使弹簧形状固定，增加弹性，延长使用寿命。2.材质本身硬度增高。材质本身硬度增高。二、热处理的方法二、热处理的方法二、热处理的方法二、热处理的方法1.淬火加中温回火处理。淬火加中温回火处理。用这种处理方法的多数为热轧材料以热成形方法用这种处理方法的多数为热轧材料以热成形方法 制作的弹簧，或者用冷拉退火钢丝以冷卷成型的弹簧。中温回火后的制作的弹簧，或者用冷拉退火钢丝以冷卷成型的弹簧。中温回火后的 组织为回火托氏体，此弹簧有很高的弹性极限与屈服强度，同时又有足够的组织为回火托氏体，此弹簧有很高的弹性极限与屈服强度，同时又有足够的 韧性和塑性。韧性和塑性。2.低温去应力回火。应用这一处理方法的主要是一些用冷拉弹簧钢丝或油淬低温去应力回火。应用这一处理方法的主要是一些用冷拉弹簧钢丝或油淬 回火钢丝冷盘成形的弹簧。回火钢丝冷盘成形的弹簧。3 3 热处理及表面处理热处理及表面处理表表表表 面面面面 处处处处 理理理理 规规规规 范范范范表面处理表面处理种类种类要求要求几种常见不良现象几种常见不良现象主要主要次要次要镀镍镀暗镍、光亮镍、半光亮镍、缎状镍表面呈白色光亮、镀层均匀、无脱皮现象。脱皮、斑点、烧焦、亮度不够镀层不均匀、发黄镀过厚或太薄镀锌白锌、兰锌表面呈银白色或蓝色光泽、表面光滑、无氧化现象。斑点、亮度不够、被氧化成灰白色、烧焦发黄、镀层太薄镀铜普通酸性镀铜、光亮酸性镀铜表面呈粉红色、有一定光泽、光滑。表面粗糙、烧焦斑点、镀层太薄、表面氧化成铜粉镀五彩指镀锌后的彩色钝化表面呈彩虹色、镀层光亮、均匀。表面粗糙、裂纹烧焦斑点发黑又叫发兰表面呈墨黑色或深蓝色、镀层均匀、有一定光亮。镀件被镀粗或镀细，材质被药水腐蚀，镀层太薄斑点、镀层不平镀铬装饰性镀铬、耐磨镀铬、尺寸镀铬、乳白色铬、其他色泽的镀铬表面呈蓝白色、无裂纹、表面光滑、均匀。光泽度不够、烧焦、裂纹斑点、镀不平镀金镀真金、镀仿金表面呈金黄色、光亮压弯至90 不脱落。亮度不够、有伤痕、脱皮斑点、镀层太薄镀银镀纯银表面呈银灰色、光亮表面粗糙、有条纹斑点、镀层太薄4 4 弹簧加工工艺图弹簧加工工艺图样品和图纸样品或图纸确认订单评审安排生产生产任务单客户承认来料入库领料机械成型量产热处理表面处理包装入库样品制作订购材料接单进料检验热处理半成品检验成品检验包装检验出货首样确认检验出货检验客户自检及巡检售后服务改善改善确认归档NGOKOK5 5 产品测量的基本知识及常用量具产品测量的基本知识及常用量具一、基本知识一、基本知识一、基本知识一、基本知识1.明确测量对象及产品的各类尺寸及功能等几何参数，因而需熟悉产品的明确测量对象及产品的各类尺寸及功能等几何参数，因而需熟悉产品的 标准以便进行测量。目前，我公司主要有标准以便进行测量。目前，我公司主要有作业标准指导书作业标准指导书和标准样品和标准样品 或客户原始样品等作为检验产品的标准。或客户原始样品等作为检验产品的标准。2.常用的测量单位有（中英文表示）常用的测量单位有（中英文表示）如尺寸：米如尺寸：米m、毫米、毫米mm、厘米、厘米cm、微米、微米um、平方米、平方米 如力值：克如力值：克g、毫克、毫克mg、千克、千克kg、牛、牛N、磅磅LB、升升L、毫升、毫升ml、英制英制in(1in=25.4mm)等等3.五金加工过常用的测量器具有：五金加工过常用的测量器具有：卡尺、千分尺、高度尺、角度尺、卷尺、投影仪、卡尺、千分尺、高度尺、角度尺、卷尺、投影仪、3D、拉压力测试仪、拉压力测试仪、扭力测试仪、通止规等扭力测试仪、通止规等5 5 产品测量的基本知识及常用量具产品测量的基本知识及常用量具二、量规仪器（量具）二、量规仪器（量具）二、量规仪器（量具）二、量规仪器（量具）1.1.游标卡尺游标卡尺 目前我公司最常用的量具是带表游标卡尺，精度目前我公司最常用的量具是带表游标卡尺，精度 0.020.02毫米，量程一般毫米，量程一般 0-150 0-150 毫米或毫米或 0-200 0-200 毫米。毫米。卡尺可量测位置为：卡尺可量测位置为：A A、用来测内径或内孔径（宽度）、用来测内径或内孔径（宽度）B B、用来测外径、宽度、长度、厚度等、用来测外径、宽度、长度、厚度等 C C、用来测孔深或易弯曲变形的尺寸、用来测孔深或易弯曲变形的尺寸2.2.千分尺千分尺 外径千分尺，也有称为外径百分尺，一周螺杆是外径千分尺，也有称为外径百分尺，一周螺杆是 0.5mm0.5mm、精度是、精度是 0.01mm0.01mm、量程有量程有 0-25mm0-25mm、25-50mm 25-50mm 两种。两种。5 5 产品测量的基本知识及常用量具产品测量的基本知识及常用量具二、量规仪器（量具）二、量规仪器（量具）二、量规仪器（量具）二、量规仪器（量具）3.3.拉压测试机拉压测试机 共有两台，一台量程为共有两台，一台量程为 0-50-5KGKG，精度，精度 1 1g g，另一台量程为，另一台量程为 0-1000N0-1000N，精度精度 0.1N0.1N，主要用于检测拉伸弹簧的拉力和压缩弹簧的压力。，主要用于检测拉伸弹簧的拉力和压缩弹簧的压力。4.4.扭力测试机扭力测试机 共有一台，量程为共有一台，量程为 0-50-5KGKG，精度，精度 1 1g g，主要用于检测扭转弹簧的弹力。，主要用于检测扭转弹簧的弹力。5.5.投影仪投影仪 共有一台，为一周共有一台，为一周 360360度，量程为度，量程为 0-150mm0-150mm，精度为，精度为 0.01 0.01 度，度，0.01mm0.01mm，用于检测产品的角度及不易检测的微小尺寸。用于检测产品的角度及不易检测的微小尺寸。5 5 产品测量的基本知识及常用量具产品测量的基本知识及常用量具三、检验基准三、检验基准三、检验基准三、检验基准1.1.检验常识检验常识 A A：外径：外径 -测量最大值测量最大值B B：内径：内径 -测量最小值测量最小值 C C：自由长：自由长 -测量最高点测量最高点2.2.旋向的判定旋向的判定 右旋：右旋：从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按顺时针方向旋转。从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按顺时针方向旋转。左旋：左旋：从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按逆时针方向旋转。从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按逆时针方向旋转。自由长：拉簧拉伸的长度为自由长。自由长：拉簧拉伸的长度为自由长。自由高：一般压缩的弹簧叫自由高。自由高：一般压缩的弹簧叫自由高。座圈：座圈：作用时支撑的圈数（也就是压簧的最后一圈和起始圈。作用时支撑的圈数（也就是压簧的最后一圈和起始圈。有效圈：工作时参与弹性变形的圈为有效圈。有效圈：工作时参与弹性变形的圈为有效圈。计算压簧两端并紧的有效圈：总圈数计算压簧两端并紧的有效圈：总圈数 -座圈。座圈。拉簧的有效圈：去掉两端耳朵的圈数，内卡圈数为有效圈。拉簧的有效圈：去掉两端耳朵的圈数，内卡圈数为有效圈。节距：节距：圈与圈之间的距离叫节距（在不包括线径的情况下），圈与圈之间的距离叫节距（在不包括线径的情况下），圈数少，节距大的弹簧容易疲乏。圈数少，节距大的弹簧容易疲乏。表示：同轴度，它属于位置公差。表示：同轴度，它属于位置公差。表示：垂直度，它属于位置公差。表示：垂直度，它属于位置公差。5 5 产品测量的基本知识及常用量具产品测量的基本知识及常用量具四、弹簧术语四、弹簧术语四、弹簧术语四、弹簧术语自由高度自由高度 ：HO HO 弹簧在无负荷作用下的高度或长度。弹簧在无负荷作用下的高度或长度。自由角度自由角度 ：&弹簧在无扭力作用下的两臂的夹角。弹簧在无扭力作用下的两臂的夹角。圈数圈数 ：N N 沿螺旋线两端间的螺旋圈数。沿螺旋线两端间的螺旋圈数。有效圈有效圈 ：Na Na 用于设计弹簧总变形量和理论数据，用于设计弹簧总变形量和理论数据，也是用于弹簧工作受力的圈。也是用于弹簧工作受力的圈。弹簧外径弹簧外径 ：D2 D2 弹簧外圈直径。弹簧外圈直径。弹簧内径弹簧内径 ：D1 D1 弹簧内圈直径。弹簧内圈直径。弹簧中经弹簧中经 ：D D 弹簧外圈和内圈的平均径。弹簧外圈和内圈的平均径。线径线径 ：d d 用于缠绕弹簧的钢丝直径。用于缠绕弹簧的钢丝直径。节距节距 ：t t 螺旋弹簧两相邻有效圈的轴向距离。螺旋弹簧两相邻有效圈的轴向距离。材料展开长度：材料展开长度：L L 弹簧本身材料的展开长度。弹簧本身材料的展开长度。工作负荷工作负荷 ：弹簧的工作时所承受的负荷或扭矩。弹簧的工作时所承受的负荷或扭矩。变形量变形量 ：SV SV 弹簧沿负荷作用方向产生的相对位移。弹簧沿负荷作用方向产生的相对位移。极限负荷极限负荷 ：Fj Fj 对应于弹簧材料的极限负荷。对应于弹簧材料的极限负荷。弹簧模量弹簧模量 ：G G 弹性模量代表应力和应变关系中的比例系数，它有两个指标，弹性模量代表应力和应变关系中的比例系数，它有两个指标，一个是拉伸、扭转弹性模量（一个是拉伸、扭转弹性模量（E E）、一个是剪切、拉压弹性）、一个是剪切、拉压弹性 模量（模量（G G）。）。END END