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扁线弹簧是如何制造的
扁线弹簧的制造过程相对复杂,以下是一个典型的制造流程:一、材料准备线材选择:根据弹簧的用途和性能要求,选择适当的线材材料,如不锈钢、合金钢等。这些材料需要具有良好的弹性、耐腐蚀性和耐磨性。线材加工:将选定的线材进行压扁处理,使其形成扁线。扁线的宽度和厚度可以根据实际需求进行调整。压扁过程需要精确控制,以确保扁线的尺寸和形状符合要求。二、模具设计与制造模具设计:根据扁线弹簧的形状和尺寸要求,设计相应的模具。模具的设计需要考虑到弹簧的弹性变形、回弹性能以及制造过程中的工艺要求。模具制造:使用精密的加工设备和技术,制造模具。模具的制造精度和表面质量对弹簧的制造质量有着重要影响。三、成型与热处理成型:将扁线放入模具中,通过冲压或弯曲等成型工艺,使其形成所需的弹簧形状。成型过程中需要精确控制冲压或弯曲的力度和速度,以避免材料变形或损坏。热处理:对成型后的弹簧进行热处理,以提高其硬度和弹性。热处理过程包括加热、保温和冷却等步骤。加热温度和保温时间需要根据材料类型和弹簧性能要求进行精确控制。四、后续处理表面处理:对热处理后的弹簧进行表面处理,如电镀、喷涂等,以提高其耐腐蚀性和美观度。检测与测试:对制造完成的扁线弹簧进行检测和测试,以确保其尺寸、形状、硬度和弹性等性能符合要求。常用的检测方法包括尺寸测量、外观检查、力学性能测试等。五、打包与发货将检测合格的扁线弹簧进行打包,并准备发货。打包过程中需要注意保护弹簧的表面质量和形状,避免在运输过程中受到损坏。总的来说,扁线弹簧的制造过程需要精确控制各个环节的工艺参数和质量要求,以确保最终产品的性能和质量符合要求。同时,随着制造技术的不断发展,扁线弹簧的制造过程也在不断优化和改进,以提高生产效率和降低成本。
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拉伸弹簧有哪些应用场景呢
拉伸弹簧因其独特的弹性和恢复力,在多个领域有着广泛的应用。以下是一些常见的拉伸弹簧应用场景:汽车领域:悬挂系统:拉伸弹簧用于汽车的悬挂系统中,帮助吸收和分散路面不平带来的冲击,提高乘坐舒适性。引擎盖支撑:在汽车引擎盖上使用拉伸弹簧,可以轻松打开和关闭引擎盖,同时保持其稳定性。刹车系统:某些刹车系统中也使用拉伸弹簧来提供必要的张力和回位功能。电子设备:连接器:拉伸弹簧用于电子连接器中,确保连接器之间的紧密接触,提供良好的电气连接。按键和开关:在电子设备的按键和开关中,拉伸弹簧提供必要的弹力,确保按键或开关能够正常工作。医疗设备:注射器:拉伸弹簧在注射器中起到关键作用,帮助医生在注射时控制药物的流量和速度。医疗设备支撑:在医疗设备中,拉伸弹簧用于支撑和固定各种部件,确保设备的稳定性和准确性。家居和家具:沙发和椅子:拉伸弹簧常用于沙发和椅子的座位和靠背中,提供舒适的支撑和回弹力。床架:在某些床架设计中,拉伸弹簧用于支撑床垫,确保床的稳定性和舒适度。工业设备:自动化设备:在自动化生产线和机器人中,拉伸弹簧用于提供必要的张力和回位功能,确保设备的正常运行。测量和测试设备:在测量和测试设备中,拉伸弹簧用于提供精确的弹力和复位功能。玩具和娱乐设备:弹簧玩具:拉伸弹簧是许多弹簧玩具(如弹簧小车、弹簧球等)的关键部件,提供弹性和动力。娱乐设备:在蹦床、秋千等娱乐设备中,拉伸弹簧也起到关键作用,提供必要的弹力和稳定性。航空航天:卫星和火箭:在卫星和火箭的制造中,拉伸弹簧用于提供精确的弹力和支撑功能,确保设备的稳定性和可靠性。总之,拉伸弹簧因其独特的弹性和恢复力,在多个领域都有着广泛的应用。从汽车到电子设备,从医疗设备到家居家具,再到工业设备和玩具娱乐设备,拉伸弹簧都发挥着不可或缺的作用。
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电池弹簧的维护和保养需要注意哪些事项
电池弹簧的维护和保养对于确保电池的正常连接和延长设备的使用寿命至关重要。以下是一些关键事项:一、定期清洁去除锈迹和污垢:使用刷子、棉签或干净的布擦拭弹簧上的锈迹和污垢。如果锈迹较厚,可以使用金属除锈剂来去除,但要注意不要造成金属表面的损害。在更换电池时,可以使用干燥纸巾或专用清洁剂清洁电池弹簧和设备电池接触点,保持电池连接的良好性能。避免二次污染:清洁过程中要确保不会引入新的污染物,如尘埃、油脂等。二、润滑与保护涂抹润滑油:在弹簧上涂抹一层薄薄的润滑油,如石墨粉或二硫化钼,有助于防止未来生锈并提高弹簧的性能。涂防锈漆或防锈油:为了防止未来的生锈,可以在弹簧上涂上一层防锈漆或者防锈油。三、干燥与存放确保干燥:在使用电池之前,确保弹簧完全干燥,以防止水分进入电池并导致短路或其他问题。存放环境:将电池和弹簧存放在干燥、通风良好的地方,并使用防潮剂进行保护,以避免受到空气中的水分和湿度的影响。四、避免不当操作避免挤压:在更换电池时,不要用力挤压电池弹簧,以免影响弹簧的弹性。避免过度用力:在更换电池或处理电池弹簧时,避免使用超过其承受能力的力,以防止弹簧变形或断裂。避免电池放反:应注意电池的极性,如果放反了会损坏电池弹簧和设备。五、及时更换检查弹簧状态:定期检查电池弹簧的状态,包括其弹性、是否变形或断裂等。更换磨损弹簧:如果发现电池弹簧失去弹性、变形或破损等情况,应及时更换,以确保电池的正常连接和设备的正常工作。综上所述,电池弹簧的维护和保养需要定期清洁、润滑与保护、确保干燥与适当存放、避免不当操作以及及时更换磨损的弹簧。这些措施将有助于延长电池弹簧的使用寿命,并确保电池与设备之间的良好连接。
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超声清洗工艺及清洗液的选择
在购买清洗系统之前,应对被清洗件做如下应用分析:明确被洗件的材料构成、结构和数量,分析并明确要清除的污物,这些都是决定所要使用什么样的清洗方法,判断应用水性清洗液还是用溶剂的先决条件。最终的清洗工艺还需做清洗实验来验证。只有这样,才能提供合适的清洗系统、设计合理的清洗工序以及清洗液。考虑到清洗液的物理特性对超声清洗的影响,其中蒸汽压、表面张力、黏度以及密度应为最显着的影响因素。温度能影响这些因素,所以它也会影响空化作用的效率。任何清洗系统必须使用清洗液。选择清洗液时,应考虑以下三个因素:1.清洗效率:选择最有效的清洗溶剂时,一定要做实验。如在现有的清洗工艺中引入超声,所使用的溶剂一般不必变更;2.操作简单:所使用的液体应安全无毒、操作简单且使用寿命长;3.成本:最廉价的清洗溶剂的使用成本并不一定最低。使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率最高等因素。当然,所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果,并应与所清洗的工件材料相容。水为最普通的清洗液,故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而对某些材料以及污垢等并不适用于水性溶液,那么还有许多溶剂可供选用。不同的清洗液,要区分的清洗系统水性系统:通常由敞口槽组成,工件浸没其中。而复杂的系统由多个槽组成,并配备循环过滤系统、冲淋槽、干燥槽以及其它附件。溶剂系统:多为超声波汽相除油脂清洗机,常配备废液连续回收装置。超声波汽相清除油脂过程是由溶剂蒸发槽和超声浸洗槽成的集成式多槽系统完成的。在热的溶剂蒸汽和超声激荡共同用下,油、脂、蜡以及其他溶于溶剂的污垢就被除去。经过一列清洗工序后下料的工件发热、洁净、干燥。清洗件处理超声清洗的另一个考虑因素是清洗件的上、下料或者说是放置清洗件的工装的设计。清洗件在超声清洗槽内时,无论清洗件还是清洗件篮都不得触及槽底。清洗件总的横截面积不应超过超声槽横截面积的70%。橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量,故将此类材料用于工装时应谨慎。绝缘的清洗件也应引起特别注意。工装篮设计不当,或所盛工件太重,纵使最好的超声清洗系统的效率也会被大大降低。钩子、架子以及烧杯都可用来支持清洗件。清洗时间:3-10分钟,最好采用定时方式清洗。
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拉簧及压簧的设计方法
弹簧设计的任务是要确定弹簧丝直径d、工作圈数n以及其它几何尺寸,使得能满足强度约束、刚度约束及稳定性约束条件,进一步地还要求相应的设计指标(如体积、重量、振动稳定性等)达到最好。具体设计步骤为:先根据工作条件、要求等,试选弹簧选材、弹簧指数C。由于sb与d有关,所以往往还要事先假定弹簧丝的直径d。接下来计算d、n的值及相应的其它几何尺寸,如果所得结果与设计条件不符合,以上过程要重复进行。直到求得满足所有约束条件的解即为本问题的一个可行方案。实际问题中,可行方案是不唯一的,往往需要从多个可行方案中求得较优解。例12-1设计一圆柱形螺旋压缩弹簧,簧丝剖面为圆形。已知最小载荷Fmin=200N,最大载荷Fmax=500N,工作行程h=10mm,弹簧Ⅱ类工作,要求弹簧外径不超过28mm,端部并紧磨平。解:试算(一):(1)选择弹簧材料和许用应力。选用C级碳素弹簧钢丝。根据外径要求,初选C=7,由C=D2/d=(D-d)/d得d=3.5mm,由表1查得sb=1570MPa,由表2知:[t]=0.41sb=644MPa。(2)计算弹簧丝直径d由式得K=1.21由式得d≥4.1mm由此可知,d=3.5mm的初算值不满足强度约束条件,应重新计算。试算(二):(1)选择弹簧材料同上。为取得较大的I>d值,选C=5.3。仍由C=(D-d)/d,得d=4.4mm。查表1得sb=1520MPa,由表2知[t]=0.41sb=623MPa。(2)计算弹簧丝直径d由式得K=1.29由式得d≥3.7mm。可知:I>d=4.4mm满足强度约束条件。(3)计算有效工作圈数n由图1确定变形量λmax:λmax=16.7mm。查表2,G=79000N/mm2,由式得n=9.75取n=10,考虑两端各并紧一圈,则总圈数n1=n+2=12。至此,得到了一个满足强度与刚度约束条件的可行方案,但考虑进一步减少弹簧外形尺寸与重量,再次进行试算。试算(三):(1)仍选以上弹簧材料,取C=6,求得K=1.253,d=4mm,查表1,得sb=1520MPa,[t]=0.41sb=623MPa。(2)计算弹簧丝直径。得d≥3.91mm。知d=4mm满足强度条件。(3)计算有效工作圈数n。由试算(二)知,λmax=16.7mm,G=79000N/mm2由式得n=6.11取n=6.5圈,仍参考两端各并紧一圈,n1=n+2=8.5。这一计算结果即满足强度与刚度约束条件,从外形尺寸和重量来看,又是一个较优的解,可将这个解初步确定下来,以下再计算其它尺寸并作稳定性校核。(4)确定变形量λmax、λmin、λlim和实际最小载荷Fmin弹簧的极限载荷为:因为工作圈数由6.11改为6.5,故弹簧的变形量和最小载荷也相应有所变化。由式得:λmin=λmax-h=(17.77-10)mm=7.77mm(5)求弹簧的节距p、自由高度H0、螺旋升角γ和簧丝展开长度L在Fmax作用下相邻两圈的间距δ≥0.1d=0.4mm,取δ=0.5mm,则无载荷作用下弹簧的节距为p=d+λmax/n+δ1=(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mmp基本符合在(1/2~1/3)D2的规定范围。端面并紧磨平的弹簧自由高度为取标准值H0=52mm。无载荷作用下弹簧的螺旋升角为基本满足γ=5°~9°的范围。弹簧簧丝的展开长度(6)稳定性计算b=H0/D2=52/24=2.17采用两端固定支座,b=2.17<5.3,故不会失稳。(7)绘制弹簧特性线和零件工作图。
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钢材对照表-弹簧钢
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弹簧的热处理
(1)弹簧的材料与技术要求弹簧的材料为50CrVA钢,技术要求硬度HRC45~49;在规定的负荷内压缩弹簧的长度变化应符合要求。螺旋压缩弹簧加工工艺流程为:卷簧→再结晶退火→切断、修正→淬火→回火→抛光→磨端面→校正→低温去应力→成品。螺旋压缩弹簧如图6-8所示。(2)螺旋压缩弹簧的热处理工艺螺旋压缩弹簧的热处理工艺过程如图6-9所示。1)再结晶退火弹簧卷制成型后,必须进行再结晶退火处理,使弹簧几何尺寸稳定,减少淬火时的变形。再结晶退火温度为550~650℃,保温1~1.5h后空冷。少量可在盐浴炉中进行,大批量采用连续式电阻炉通控制气氛。2)淬火在盐浴炉淬火加热时,应将弹簧用铁丝均匀地捆扎好,或将弹簧套在芯棒上加热。加热时要保证弹簧表面五氧化与脱碳。盐浴应经过仔细脱氧。也可在可控气氛的箱式炉中加热,加热温度为850℃±10℃,保温10~15min,出炉淬油冷透。3)回火淬火后回火可进行两次。先进行矫正回火,矫正回火温度一般应低于最终回火温度20℃左右,保温10~15min,出炉空冷。然后进行最终回火,在弹簧尺寸矫正后,将弹簧装在回火定型夹具上进行最终回火。回火定型夹具应保证弹簧的螺距和自由长度符合要求。回火温度为420℃±10℃,保温30~35min,出炉水冷。4)抛丸处理为提高弹簧的疲劳强度需进行抛丸处理。弹丸直径Φ0.3~0.5mm。采用压缩空气喷射时,压缩空气压力为0.4~0.5MPa;用离心机抛丸,弹丸的线速度为70m/s。经抛丸处理的弹簧使用寿命能提高一倍以上。
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弹簧的材料、选材与制造
1弹簧材料为了保障弹簧能够可靠地工作,其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外,还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢,其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。类别代号许用扭应力[tT]许用弯曲应力[σb]/MPa切变模量G/GPa弹性模量E/GPa 推荐硬度范围HRC推荐使用温度°C特性及用途Ⅰ类弹簧Ⅱ类弹簧Ⅲ类弹簧Ⅰ类弹簧Ⅱ类弹簧钢丝碳素弹簧钢丝Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ0.3σb0.4σb0.5σb0.5σb0.625σb81.5~78.5204~202--40~120强度高,性能好,适于做小弹簧60Si2Mn60Si2MnA47162778578598178.519745~50-40~200弹性好,回火稳定,易脱碳,适于做受大载荷的弹簧65Si2MnWA60Si2CrVA560745931931116747~52-40~250强度好,耐高温,弹性好30W4Cr2VA44258873573592043~47-40~350高温强度好,淬透性好。50CrVA45~50-40~210高疲劳强度,淬透性和回火稳定性好不锈钢1Cr18Ni9Ti32443254054067771.5193--250~300耐腐蚀,耐高温,适于做小弹簧4Cr1344258873573592075.521548~53-40~300耐腐蚀,耐高温,适于做大弹簧Co40CrNiTiMo500666834834100076.5197=-40~500耐腐蚀,高强度,无磁,低后效,高弹性青铜丝Qsi-326535344244255040.293HB90~120-40~120耐腐蚀,防磁好QSn4-339.2Qbe235344255055073542.2129.537~40耐腐蚀,防磁,导电性及弹性好注:1.按受力循环次数N不同,弹簧分为三类:Ⅰ类N>106;Ⅱ类N=103~105以及受冲击载荷的场合;Ⅲ类N<103。2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组,Ⅰ组强度最高,依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。3.弹簧的工作极限应力tlim:Ⅰ类£1.67[t];Ⅱ类£1.25[t];Ⅲ类£1.12[t]。4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5~4mm直径有效,>4mm取下限。2材料选择弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件,以及加工、热处理和经济性等因素,以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时,可以采用有色金属。此外,还有用非金属材料制做的弹簧,如橡胶、塑料、软木及空气等。3弹簧制造螺旋弹簧的制造工艺过程如下:①绕制;②钩环制造;③端部的制作与精加工;④热处理;⑤工艺试验等,对于重要的弹簧还要进行强压处理。弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。(1)冷卷法:簧丝直径d≤8mm的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝,卷绕后一般不再进行淬火处理,只须低温回火以消除卷绕时的内应力。(2)热卷法:簧丝直径较大(d>8mm)的弹簧则用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧,卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。对于重要的弹簧,还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。为提高弹簧的承载能力,可将弹簧在超过工作极限载荷下进行强压处理,以便在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(见图所示)比未经强压处理的弹簧小。
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弹簧材料的选择
弹簧材料的选择,应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。在确定材料截面形状和尺寸时,应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸,尽量避免选用非标准系列规格的材料。中、小型弹簧,特别是螺旋拉伸弹簧,应当优先用经过强化处理的钢丝,铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝,具有较高的强度和良好表面质量,疲劳性能高于普通淬火回火钢丝,加工简单,工艺性好,质量稳定。碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力,加工弹簧后,存在较大的剩余应力,回火后尺寸变化较大,难以控制尺寸精度。油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理,基本上没有剩余应力存在,成型弹簧后经低温回火,尺寸变化很小,耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。大中型弹簧,对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。对于载荷精度和应力较低的弹簧,可选用热轧钢材。钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。螺旋弹簧的材料截面,应优先选用圆形截面。正方形和矩形截面材料,承受能力较强,抗冲击性能好,又可使弹簧小型化,但材料来源少。且价格较高,除特殊需要外,一般尽量不选用这种材料。近年来,研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝,取得了很好的效果。在高温下工作的弹簧材料,要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。弹簧的工作温度升高,弹簧材料的弹性模量下降,导致刚度下降,承载能力变小。因此,在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率(值),计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。按照GB1239规定,普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时,应对切变模量进行修正,其公式为:Gt=KtG式中G——常温下的弹性模量;Gt——工作温度t下的切变模量;Kt——温度修正系数按表2—98选取。
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弹簧为什么喷丸处理?如何进行喷丸处理?
弹簧是喷丸处理在生产上应用最早的零件之一,特别是那些承受循环载荷、容易发生疲劳损坏的各种压缩螺旋弹簧、板簧和扭杆弹簧,都要进行喷丸处理。喷丸处理安排在弹簧成形及热处理之后进行。采用小金属球或金属粒,以每秒数十米的速度,无数次地喷射到弹簧的表面上使之产生许多小压坑,呈匀细鼓包状,覆盖在弹簧的表面层,在表层上产生加工硬化,同时还可减轻或消除弹簧表面缺陷(如小裂纹、凹凸缺口及脱碳层等)的有害作用,从而有效地提高弹簧的疲劳寿命。在喷丸操作时要注意:①正确选择弹丸种类和规格,避免使用尖锐棱角的弹丸伤及弹簧表面;②合理选择喷丸机,要求高喷射速度;③在条件可能的情况下喷丸时间要适当长一些,这样虽然不能继续提高弹簧的强度,但可提高喷丸的覆盖率,也可提高疲劳寿命。
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