弹簧制造工艺

第五讲:弹簧结构分析与制造工艺

（第四章：弹簧制造工艺） 2014-8-3，上海讲座用

第一节：概述

一:弹簧在电器产品中的应用 电器中常用的弹簧有： ※：螺旋弹簧：（1：压缩弹簧;2：垃伸弹簧;3：扭转弹簧；4：片黄） 1：压缩弹簧：

在交流直动式接触器中常常采用压缩弹簧－主要是触头压缩弹簧和铁心反力弹簧。如下特性。

电器的负载特性（机械特性）是电器的重要特性之一。作用在衔铁上的机械力和衔铁行程关系特性P 或F ＝

()f δ称为机械特性，也称反力特性。

弹性元件（螺旋弹簧和簧片）构成。 弹簧构成电磁电器机械特性(反力特性)如图所示

此特性是由作用于衔铁的机械力和作用于触头的压力组合而成的特性.

在断路器上，触头也是采用压缩弹簧，如下所示

：

2：垃伸弹簧

在断路器四连杆机构多数采用，拉伸弹簧：在直流接触器中的衔铁反力弹簧是拉伸弹簧。

3：扭转弹簧：

脱扣器上采用的扭簧。

4：片黄：在继电器中广泛采用。

从上述情况看，弹簧成为我们电器中一个十分重要的零件。它的质量直接影响我们各种电器的性能。

二:弹簧的基本性能

弹簧的基本性能是在载荷作用下产生形变，卸载时释放能量恢复原形；加载变形过程遵循一定的规律。

1：弹簧的特性线：

其特性就是：载荷P(M

）与变形F (?)之间的关系曲线成为弹簧的特性线，如图4-1所示。弹簧的特性线大致有三种类型：①直线型；②渐增型；③渐减型。

有些弹簧的特性线是上述两种或三种的组合（图4-2），称为组合型特性线。

度后,变为渐增型;蝶形弹簧的特性线(图4-2b)开始为渐减型,后为渐增型,整个特性线呈S 形;图4-2d 是两个不同高度压缩弹簧组合的特性线,加载开始只有一个弹簧承受载荷,当加载到一定程度时,第二个弹簧也开始承受载荷,特性线成为两个弹簧的特性线,因而其斜率发生了改变.拉伸弹簧的特性线基本上是一条直线,由于其线性好,故广泛用于电器元件和计量器具中.

图2 组合型特性

a)压缩弹簧特性曲线,b)碟形弹簧特性c)圆锥弹簧特性d)两个压缩弹簧组合特性曲线

2.弹簧刚度（有两种表述方法）

弹簧所受载荷P 与变形量F 之比,即产生单位变形量所需荷载称为弹簧刚度. 对于压缩和拉伸弹簧的刚度为

f

P

P

=

'

(4-1a) 式中'

P ── 压缩和拉伸弹簧刚度(mm N /); P ── 弹簧所受负荷力(N); f ── 弹簧的变形量(mm). 对于扭转弹簧的刚度为

?

M

M

=

'

(4-2a)

式中'

M ── 扭转弹簧的刚度(cm N /);

M ── 扭转弹簧的扭矩(cm N ?); ?── 扭转弹簧的扭转角.

特性线为渐增型弹簧,其刚度随着载荷的增加而增大;渐减型弹簧,其刚度随着载荷的增加而减小.而对于直线型弹簧,其刚度不随载荷变化而变化,即

常数==

F

P

P

'

或: 3

'

8nc Gd

y P F P P ===

3

8Pc

y

Gd n ?=

(4-1b) 常数==

?

M

M

'

(4-2b)

因此,对于具有直线型特性线的弹簧,其刚度也称为弹簧常数.

弹簧的特性线对于设计和选用弹簧的类型起着重要的指导作用.设计弹簧时可用分析计算及实验的方法找出它的特性线.但即使是最精确得计算,其结果和实际的数值也总会有一定的差异.这是由于弹簧在制造过程中不可避免的存在工艺差异,所用材料组织也并非绝对均匀之故.因此,在设计弹簧时必须经过反复试验,修改尺寸和参数,使之达到理想的结果.

三:弹簧的分类

弹簧的类型很多，分类方法不一，按其形状和结构可分为以下几种类型。

1:圆柱螺旋弹簧

这类弹簧多数由圆形截面材料制成，但在同样空间条件下需要更大的刚度时，可选用矩形截面材料。此中大致可分为三种类型：

(1):圆柱螺旋压缩弹簧（图4-3）

这种弹簧结构简单，制造方便，特性接近于直线型，刚度值较稳定，（在电器产品中）应用最广，简称为压缩弹簧。

(2):圆柱螺旋拉伸弹簧（图4-4）

这种弹簧性能和特点与压缩弹簧相同。重要承受拉伸载荷，其特性线是直线型。由于有初应力和无初应力的区别，故其特性线起点各异。多数由原形截面材料制成，简称为拉伸弹簧。

（3）:圆柱螺旋扭转弹簧（图4-5）

这种弹簧主要承受扭矩作用，用于压缩、储能及转动系统中，特性线呈直线型。多数由圆形截面材料制成，简称为扭转弹簧。

2.变径螺旋弹簧

包括锥形、双锥形弹簧及不规则变直径弹簧，后者应用较少。

（1）:圆锥形螺旋弹簧（图4-6）

这类弹簧的特点是稳定性较好，结构紧凑。其特性线开始是直线，随着载荷的增加，逐渐变成渐增形，有利于缓和冲击和共振。

（2）:中凸和中凹形弹簧（即双锥簧）（图4-7）

这类弹簧的特性相当于圆锥形弹簧。中凸形弹簧在某些场合可以代替圆锥弹簧使用；中凹形弹簧主要用作坐垫和床垫。

3:悬臂梁式片状弹簧

这类弹簧由薄片材料制成，结构形状繁多。主要用于仪表及继电器电器元件中。

此外，还有空气弹簧、液压弹簧、橡胶弹簧、弹性触头及扭杆弹簧等。

第二节：弹簧材料

一:弹簧性能对材料的要求

弹簧主要在动载荷作用下工作，要求材料具有高的抗拉强度极限、屈服极限、弹性极限及疲劳极限，同时还要求具有高的冲击韧性和塑性。在特殊条件下还要求其材料具有耐热、防腐、导电、防磁、耐低温等性能。

金属材料在高温、长期载荷作用下，其内部组织结构也会发生不同程度的变化。因此，在高温条件下工作的弹簧，其材料应具有足够的热稳定性能。

在低温下，一般金属材料的抗拉极限、弹性极限均随温度下降而增大，冲击韧性和塑性减小，变的冷脆。在低温下工作的弹簧要选用具有稳定的低温性能和良好的低温韧性的材料。

在腐蚀介质中工作的弹簧，由于其表面受腐蚀介质的作用而遭破坏，疲劳寿命将显著下降，因此要求其材料具有较强的抗腐蚀能力。

对于电器中的弹簧要求其具有导电、防磁和恒弹性等性能。

此外，弹簧材料还应具有良好的加工工艺性。冷拉（轧）材料应有均匀一致的强度和

塑性，以便容易成型。对于热成型的弹簧材料，应在热状态下容易成型，不易脱碳，并具有良好的脆透性和低的热敏感性。

二:常用弹簧材料的性能及用途

弹簧材料的种类按新的国家标准（GB1239—89_所列大致可以分为四大类：

碳素弹簧钢丝，合金弹簧钢丝，弹簧用不锈钢丝和青铜线。

按交货状态，金属弹簧材料也可分为两大类。

一类是在成材过程中经强化加工的丝（线）材和带材，即通常所说的硬状态。这种材料在弹簧成型后不需要淬火，只需要进行消除内应力的回火处理。电器产品中所用弹簧材料主要是这一类。

另一类是热轧材及在成材后以退火或高温状态供货的丝材或带材。这种材料在弹簧成型后需要进行淬火、回火处理。如合金钢丝，异型钢丝及马氏体不锈钢丝等。

下面介绍各种弹簧材料的性能和用途。

[1]:碳素弹簧钢丝

它有四个品种，即碳素弹簧钢丝，琴钢丝，阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝及油淬火回火碳素弹簧钢丝。

这类材料可在– 40～120℃条件下正常工作，其性能特点是强度高，性能好，价格便宜，易于生产和加工，但是淬透性差，防腐性能差，使用时须经表面电镀或发蓝处理。适合做小弹簧，在电器、仪表和机械中广泛使用。

①碳素弹簧钢丝G B4357-84(相当于原标准中的II组、III组) 按用途分为三组。

A组用于一般弹簧

B组用于低应力弹簧，如手动按纽等。

C组用于较高应力弹簧，如接触器、继电器等电器产品中的各种弹簧。

②琴钢丝GB4358-84(相当于原标准中的碳素弹簧钢丝I组、IIa组)此钢丝用于制造具有重要用途的，不经热处理或仅经低温回火处理的弹簧，在低压电器元件中使用最广。钢丝按用途可以分为三组。

G1组用于各种重要用途弹簧

G2组用于各种高应力弹簧，如低压电器元件中的触头弹簧，反力弹簧等；

F组用于阀门弹簧。F组钢丝显微组织应为索氏体和托氏体，允许有少量的铁素体。其直径一般在 2.0～6.0mm之间。

③阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝GB4359-84。它相当于原标准中的重要用途弹簧钢丝。此种材料用于制造内燃机阀门弹簧及其他类似条件所用的弹簧。

④油淬火回火碳素弹簧钢丝GB4360-84，这种材料适用于一般普通机械弹簧，在电器产品中仅在不太重要场合使用的弹簧。

[2].合金弹簧钢丝

这种材料由于在钢中加入了硅、锰元素，从而提高了强度、淬透性及回火稳定性。其主要性能特点是强度高、耐冲击。适于制造高负荷及冲击频率较高的各种重要弹簧。

合金弹簧钢丝主要有三种：即硅锰合金弹簧钢丝、铬硅合金弹簧钢丝和铬钒合金弹簧钢丝。

[3]:弹簧用不锈钢丝

弹簧用不锈钢丝按组织可为三大类。线径在6mm以下的一般为奥氏体不锈钢，较大直径选用马氏体及沉淀硬化不锈钢。按冶金部标准YB(T)11-83规定，钢丝根据牌号和抗拉强度分为A、B、C三组。可根据使用要求选用。

1Cr18Ni9 和0Cr19Ni10属于奥氏体不锈钢。这两种材料耐腐蚀性能比较好，而且具有耐高温及耐低温的特点，可以在300℃以下正常工作。其强度取决于冷拉时的减面率，减面率越大强度越高。由于上述特点，使其在低压电器产品及仪器仪表中被广泛使用。但由于其加工性能较差，故要求其材料在出厂时表面要加一层润滑涂层。一般是涂树脂或镀镍，以改善其卷绕性能。如果用裸线，需要在卷绕时加肥皂等作为润滑剂，否则难以成形。

0Cr17Ni8Al钢属于超高强度沉淀硬化不锈钢。具有很高的强度和足够的韧性，可承受很高的应力。这种钢在奥氏体状态下加工性能好，耐高温、耐腐蚀可冷成型。但是由于含有较多贵重合金元素，热处理工艺复杂，价格较昂贵，故一般多在兵器上使用。

[4]．青铜线

按国家标准主要分为三种类型：即硅青铜、锡青铜和铍青铜。它们共同的性能特点是强度和弹性都比较好，无磁性，导电性能好，耐磨、耐蚀及耐低温。

①硅青铜线GB3123-82。硅青铜线具有较高的弹性、强度、耐磨性及无磁性，价格便宜，因而在制造弹簧时广泛采用。但是这种材料也有不足，QSi3-1有应力腐蚀破裂倾向，冷成型后长时间存放会自行开裂。因此在弹簧冷绕成型后要及时进行170～220℃低温回火处理，以消除应力裂纹倾向，并使其合金性能略有提高。

②锡青铜线GB3124-82。锡青铜线具有较高的力学性能和减磨性。对过热和气体的敏感性小，撞击时不产生火花，抗磁性和耐低温性能也好，有良好的耐碱性、导电性、可焊性也比较好。但是在氯气和酸溶液环境下，耐蚀能力较差。含锡量高的材料塑性较差，弹簧成型困难。旋绕比较小的弹簧最好选用含锡量低的线材。该种材料的使用温度不应高于120℃，适于制造仪表弹簧。

③铍青铜线GB3124-82。铍青铜线具有优良的物理、化学、工艺和力学性能。经调质后，有较高的强度、硬度、弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性和疲劳强度。此外，有良好的导电性、导热性、无磁性、撞击时不产生火花，在大气、海水和淡水中有较高的耐蚀性。如经过钠盐钝化，耐蚀性可以成倍提高，在低温下无脆性。但是铍有毒，而且生产工艺复杂，价格较贵，故使用上受到限制。主要用于制造各种重要用途的弹簧。如继电器、精密仪表及载荷变化幅度较大的弹性元件。这种材料常用的型号时QBe2。

此外，片状弹簧材料为带材，低压电器和继电器都采用片状弹簧片。

第三节：弹簧的结构型式与参数

一：压缩弹簧

圆柱螺旋压缩弹簧由于容易生产、工艺简单，所以广泛应用。这种弹簧多数由园截面材料制成。但是，有时为了提高其刚度，在一定条件下，采用矩形截面材料。还有其它类型。

1：压缩弹簧的端部结构

压缩弹簧端部结构型式较多，根据条件自行设计。一般常用的有三种：见表4-1所示。

2：弹簧的直径

弹簧的中径D 是弹簧的公称尺寸，也是各参数计算的依据。生产和设计时要严格控制外

径的偏差，其偏差可由国标中查出。

①：当弹簧两端固定时，从自由长度压到并紧时，直径的增大值D ?为：

D ?=0.05D

d t 2

2- （4-3a ）

②：当两端面与支承座间可以自由回转，摩擦力比较小时，直径的增大值D ?为：

D ?=0.1D

d td t 2

22.08.0--

式中，D ——弹簧中径（mm ）;

t ——弹簧节距（mm ）; d ——弹簧材料直径（mm ）。

③：弹簧的旋绕比C ,弹簧的中径D 与材料的直径d 之比称为弹簧的旋绕比，即弹簧指

数。 即

C =

d

D

（4-4） 表4－2（8－38 ） 弹簧指数C 的参考值 钢丝直径d （mm ） 0.2～0.4 0.5～1 1.1～2.2 2.5～6 7～16 16～50 弹簧旋绕比C 7～14

5～12

5～10

4～9

4～8

4～6

3：弹簧的圈数

1n =n +2n

式中，n ——弹簧的有效圈数；

1n ——弹簧的总圈数；

2n ——弹簧的支承圈数。

4：弹簧的螺旋角和节距

弹簧的旋转角α一般取5o～10o，α>10o时，则计算弹簧变形应考虑螺旋角的影响。螺旋角由下式计算：

α=D

t

arctg

π （4-6） 相邻弹簧两圈中心沿弹簧轴线之间的距离称为弹簧的节矩t 。对于正常节矩的压缩弹簧，要求当压缩到其整个变形区间的80％时，弹簧圈间不应接触。

5：弹簧的高度 （1）：自由高度

压缩弹簧的自由高度0H 是指弹簧在不受外力的情况下弹簧高度，其值如下：

对于两端并紧并磨平的压缩弹簧：

当2n ＝1.5时 0H ＝n t ＋d （4－7a ） 当2n ＝2时 0H ＝n t ＋1.5d （4－7b ） 当2n ＝2.5时 0H ＝n t ＋2d （4-7c ） 对于两端并紧不磨的压缩弹簧

当2n ＝1.5时 0H ＝n t ＋2.5d （4-7d ） 当2n ＝2时 0H ＝n t ＋3d （4-7e ） 当2n ＝2.5时 0H ＝n t ＋3.5d （4-7f ） （2）：压并高度

压并高度b H 是指压缩弹簧压至各圈接触时的理论高度。其值如下： 两端磨平的压并后 b H ≈（1n －0.5）d （4－8a ） 两端不磨平的压并后 b H ≈（1n －0.5）d （4－8b ）

6：弹簧的展开长度

压缩弹簧丝的展开长度L 可按下式计算：

L ＝

α

πcos 1

Dn ≈πD 1n （4－9）

7：弹簧刚度

弹簧刚度'p 是指使弹簧产生单位变形所用的载荷，即'p ＝P /f ，刚度由下式计算：

'

p ＝

3

4

8D Gd π （4－10） 式中，G －弹簧材料切变模量（2/mm N ）；

d －弹簧丝直径（㎜）； n －弹簧的有效圈数； D －弹簧中径（㎜）；

f —弹簧的变形量（有时也用此F 符合表示）。

8：弹簧的负荷计算

弹簧所受负荷（弹簧力）P 等于其刚度与变形量f 的乘积。如下式：

P ＝'p f （4－11）

图4-8 压缩弹簧工作图

1P －初压力；2P －终压力；m P －极限压力； 1f －初压力变形量；2f －终压力变形量；m f －极限变形量

二：拉伸弹簧

由于其工作时线性比较好，因而在计量器和电器中得到广泛应用。但由于端部钩环加工较难，且易损坏影响寿命，使用时又受到限制，故尽可能采用压缩弹簧代替。

拉伸弹簧采用材料多为圆钢丝。 1：拉伸弹簧的端部结构

其端部结构主要时钩环形状。一些常用的已经纳入国际标准，见表4－2。在设计和选用端部结构型式时，主要考虑弹簧在机构中的安装方式，空间条件及载荷性质等因素。在满足使用的前提下，尽量选用简单的结构型式。

由于LI 、LII 、LIII 型式结构简单，加工容易，故在允许的条件下，尽量推荐选用。

2：弹簧的圈数

拉伸弹簧的总圈数就是有效圈数，工作圈数一般最少为2。

拉伸弹簧的变形量除考虑弹簧变形量外，还应考虑到钩环的变形量。一般半圆钩环每端考虑0.2圈，整圈钩环每端考虑0.5圈，对于圈数较多的可不考虑。

3：弹簧的自由长度

拉伸弹簧的自由长度0H 是指两端钩环内侧的距离，见式（4－12）。 端部为半圆钩环时：

0H ＝（n ＋1）d ＋1D （4－12a ）

端部为圆钩环时：

0H ＝（n ＋1）d ＋21D （4-12b ）

端部为圆钩环压中心时：

0H ＝（n ＋1.5d ）＋21D （4-12c ）

4：弹簧的螺旋角及节矩

拉伸弹簧的节矩t ≈d ，因而螺旋角很小，计算时可以忽略不计。

5：展开长度

5：展开长度

拉伸弹簧材料的展开长度L 式（4－13）：

L ＝ D n ＋钩环部分展开长度 （4－13）

式中，D －弹簧中径（㎜）；

n －弹簧圈数。

6：拉伸弹簧的工作图，如图4-9所示。

7：拉伸弹簧的负荷计算

拉伸弹簧的负荷等于其刚度与变形量的乘积，见式（4－14）：

P ＝'p （1H -0H ） （4－14）

式中，'p －拉伸弹簧的刚度（mm N /）；

1H －拉伸弹簧的工作长度（㎜）； 0H -拉伸弹簧的自由长度（㎜）

。

三：扭转弹簧

圆柱螺旋扭转弹簧也是一种应用较广的弹簧。 扭转弹簧所用的材料截面多为圆形。

1：扭转弹簧的结构型式

2：弹簧受载后直径的变化

4：弹簧的节距和螺旋角

6：展开长度

8：扭转弹簧工作图

9：扭转弹簧扭矩的计算

第四节：弹簧制造工艺

重点介绍冷卷弹簧的制造工艺。线径在0.1～14mm线材所制弹簧，多数采用冷卷的

方法。根据生产批量及设备条件可采用机械绕制和手工绕制。机械绕制有分为有芯卷绕及无芯卷绕两种。

一:冷成型弹簧的制造工艺

弹簧线材在常温下加工成型为冷成型。所用材料一般分为两大类。一类为硬状态材料, 冷成型后只需进行消除因冷成型时所产生的内应力；另一类为软状态材料,即在冷成型后需进行淬火和回火处理。

冷成型弹簧加工大致可分为下列几个工艺过程。

当用成型后不需淬火处理的材料生产弹簧时,工艺过程为:

第一类：卷簧（即绕制)、低温回火、端部加工、二次回火(压缩弹簧不需进行)、机械强化处理(有特殊要求时进行)、检验、表面防腐处理等。

第二类：当用成型后需进行淬火处理的材料生产弹簧时,与上不同的只是弹簧成型后要进行淬火、回火处理,其它工序基本相同。

下面主要介绍用成型后不需淬火处理的材科生产弹簧的各种工艺。

(一):圆柱螺旋弹簧的绕制工艺

弹簧的绕制是弹簧生产过程中的主要工序。弹簧的绕制分为无芯卷绕和有芯卷绕两种。

1:无芯绕制.－

无芯绕制就是不用芯轴,而使弹簧成型的加工方法。它主要由万能自动卷簧机完成。现代化自动卷簧机精度高,功能全,生产效率高,适合于大批量专业化生产。

其万能自动卷簧机的工作原理,见图4-11。弹簧钢丝从线架上引出后,首先经过钢丝清洁器1, 由毛毡清除钢丝表面的各种脏物；再进入校直器2,进行水平和垂直两个方向的校直；再经输入导轴3进入送料辊轮4；由送料辊轮将钢丝经由输出导轨5推向两个互成60。～80。的卷簧挡销8,使钢丝在挡销糟中弯卷成圆形；节距斜铁6的上下移动(或节距爪沿弹簧轴向的前后移动)开出弹簧的节距；弹簧卷绕成型后,由切断刀7下移与芯轴刀9将卷好的弹簧切掉。一个工作循环完成了一个弹簧的生产。

节距斜铁(爪)的移动距离及速度由机内节距凸轮及支架控制。如将节距凸轮制成特殊曲线,可加工变节距弹簧。两个卷簧挡销装在绕制板的两个滑块上。如果在绕制板上加装所需凸轮,控制滑块移动，则可生产出变直径的锥形、双锥形等弹簧。

图4-11 自动卷黄机工作原理图(参看录像)

上述全部过程均由机内凸轮轴上的各种凸轮控制完成。凸轮轴每转动一周,就完成一个工作周期,绕制成一个弹簧。如此往复运转就实现了弹簧的自动化成型。

在无芯自动化卷簧过程中，影响弹簧质量的因素是多方面的。第一是弹簧材料的力学性能，内部组织的均匀性、表面状况及尺寸精度等。第二是机床设备的精度,各类机床工具如导轨、送料轴、挡销、斜铁等的硬度与金属丝接触部位的粗糙度等。设备的工具大都由碳化

钨材料经精加工制成。第三个因素就是操作工人的技术水平。

2:有芯绕制

有芯绕制是将金属丝缠绕在芯轴上,使弹簧成型的生产方法。主要用于中、小批量及有 特殊要求的场合。当然现代化扭转弹簧绕制机也属于有芯绕制,它适用于大批量生产。一般的有芯绕制属于落后的生产方式。由于这种方法投资少,能及时解决问题。

（l ）:绕制过程

在有芯绕制弹簧过程中,弹簧直径取决于材料直径和和芯轴的尺寸；而节距和拉伸弹簧初拉力的大小取决于绕制时进线角度的大小。

机械有芯绕制过程见图4-l2。首先将罐绕芯轴5固定在机床卡盘1上；弹簧钢丝经由套在芯轴上的手动送料装置4卡在芯轴挡销2上(或夹在卡盘上)；随着主轴的转动,送料装置在芯轴上作轴向转动,弹簧毛坯3就绕成了。主轴每转动一周,送料装置沿轴向移动的距离就等于弹簧的节距。改变该参数,就可绕出所需要的节距。

(2):回弹的影响因素

用芯轴绕制出的弹簧,内径均大于芯轴直径,这种现象称为回弹。影响回弹量大小的因 素教多，主要有材料的力学性能、旋绕比及工艺装置等。

1):材料力学性能的影响

回弹量与材料的抗拉极限强度σb 成正比,与弹性模量E 成反比。也就是σb / E 的值愈大,则回弹量愈大。当材料的力学性能不稳定时,回弹量的大小也不一样,导致整个弹簧外径不均匀。

2):弹簧指数的影响

回弹与弹簧指数(即旋绕比)成正比。即旋绕比越小,回弹量亦越小。这是因为钢丝弯曲程度越大,在其截面内塑性变形比重越大,导致回弹量变小。

3):工装及绕制方向的影响

工装对回弹量的影响有二：一是导向装置距离绕杆(芯轴)的远近,远则回弹量大,近则回弹量小；二是绕制时钢丝所受拉力的大小,拉力大时回弹量减小,拉力小时回弹量增大。

另外与进线方向也有关,如果按钢丝原有的弯曲方向绕制,回弹量较大，反之则教小。 (3):冷绕弹簧芯轴尺寸的计算

计算冷绕弹簧回弹量大小的实质就是要确定绕制芯轴的直径。由于影响回弹量的因素较多，只能用经验公式加以计算，芯轴直径D 0的计算见式（4-22）或式（4-23）；

E

C

D D b

σ7.111

0+=

（4-22）

式中 D 0----芯轴直径（mm ）;

D 1----弹簧内径（mm ）; C ----旋绕比；

σb ----材料的抗拉极限强度（N/mm 2

）;

E ----材料的弹性模量（N/mm 2

）。 或

d E

D d d D b -+=

σ85.102.10

（4-23）

式中 D----弹簧中径（mm ）;

d----弹簧钢丝直径（mm）.

芯轴的精度直接影响弹簧的绕制质量。所以芯轴所用材料应为弹簧钢或碳素工具钢，经热处理后表面应磨光。表面粗糙度应不低于R a3.3μm,表面硬度不低于45HRC。

（二）:冷卷弹簧的热处理工艺

对于直径小于8mm，且经过强化处理的硬状态钢丝，冷卷成型的中、小型弹簧，因其性能已经基本达到技术条件的要求，故不需要进行高温淬火及中温回火处理。但应进行低温回火，以消除因冷成型所产生的内应力，并起到定型的作用，还可使其弹性极限和强度有所提高。

1:回火规范

回火的温度及保温时间要根据材料的种类及直径的大小而定。

①：碳素弹簧钢丝及琴钢丝的回火温度一般在250℃?300℃之间。钢丝直径较小时，要用较低的温度及较少的保温时间，规范见表4-4。

对于拉伸弹簧回火时，要考虑是否有初应力要求。有初应力要求的拉伸弹簧在回火时，温度要按上表规范降低10—30℃。

③奥氏体不锈钢钢丝的强度取决于拉拔时减面率的大小。钢丝直径愈小，拉拔次数愈多，强度就愈高。当直径大于6mm时，由于拉拨次数少、减面率小，强度较低。因此，直径较大的弹簧一般不选用奥氏体不锈钢。用冷拉奥氏体不锈钢丝冷绕成弹簧后，需要进行消除应力的回火处理。回火后强度可提高8%，回火规范见表4-6。

目前国内市场进口奥氏体不锈钢丝较多；由于各国工艺条件不同，所以在确定回火规范时要根据具体情况而区别。如日本进口的SUB-304钢丝用350℃回火为宜；瑞典的177PH,用380℃回火温度适合。国产奥氏体不锈钢丝的回火温度低于340℃，线径在1mm以下的小线径钢丝，其回火温度应在280-310℃之间。

④铜合金线（锡青铜、硅青铜）供货时均已经过冷拉强化加工。冷卷成弹簧后，只需要

进行消除应力的回火处理。回火后，强度稍有提高，但回火温度高于220℃时强度将下降。回火规范见表4-7。

⑤沉淀硬化不锈钢和铍青铜冷卷弹簧后要进行时效处理，从而提高其强度并获得较高的综合力学性能。规范见表4-8和4-9。

表4-９铍青铜线时效处理规范

经回火后的弹簧如再经几何尺寸休整，则必须进行二次回火。二次回火时加热温度不变，而保温时间要缩短为原规范的1/3。如拉伸弹簧和扭转弹簧一般均要在钩、臂加工完成后进行二次退火。

2:回火设备

目前采用的回火设备主要有两种：硝盐炉和高温鼓风电路。

(1):硝盐炉即盐浴炉

这是目前国内各弹簧厂广泛使用的弹簧回火设备。它由热电偶及温度计自动控制硝盐溶液的温度。溶液由55%的硝酸钾和45%的硝酸钠混合而成。其优点是加热温度均匀、控温准确、投资少。缺点是硝盐蒸汽对人体有害、污染环境,另外还要配有冲冼的热水槽、冷水槽、烘干箱等辅助设备。在冲洗不彻底时,弹簧表面附着的硝盐影响表面防腐处理的质量.

(2):高温鼓风电炉

这是国内目前新近采用的回火设备,加热最高湿度为500℃。这种设备是在原普通电热干燥箱的基础上,加装鼓风装置,促使炉内热空气流动,保证零件受热均匀。炉内上、中、

下三点分装三个控温元件,(现在多数为上部-个),由水银温度计控制温度。这种设备的特

点是使用操作方便梗,不污染环境,处理后的弹簧短时间存放不易腐蚀并容易进行表面处理。缺点是开门散热快,弹簧回火保温时间要相应延长。

(三):弹簧的端部加工

弹簧的端部加工一般在弹簧冷卷成型,经一次低温回火后进行。除非是由一次成型的现代化设备加工的弹簧不需再经端部加工。

弹簧端部加工包括压缩弹簧两端面的磨削加工,拉仲弹黄两端(或一端)钩环的加工及

扭转弹簧两支承臂的加工。

1:压缩弹簧端面的磨削加工

YI 型弹簧两端面要进行磨削加工。目的是增加弹簧使用时的稳定性,并改善垂直度。 现在部分大工厂多数已采用弹簧端面磨平机进行。这种设备能一次同时将弹簧两端面磨好. 经磨平机磨削的弹簧两端面平面度好,平行度亦好,两端面与弹簧轴线的垂直度也比较好。 在不具备条件的中、小企业,一般采用砂轮、手工磨削。手工磨削的质量差,效率低,只能 适用于中、小批量生产。

弹簧磨平要选择适当的砂轮,包括磨料及粒度等。磨削时应注意吃刀量不宜过大,以防 过热导致端圈变形。

压缩弹簧端面磨平部分应不少于圆周的3/4,端头厚度一般为线径的1/3～1/4,最薄不 少于l/8d,端面粗糙度不大于R a 12.5μm 。

2:拉伸弹簧的端部加工

拉伸弹簧端部的钩环一般均由手工工装完成。目前国内只有少数几家工厂拥有现代化进 口的拉伸弹簧自动绕制机及万能加工中心。在这两种设备上,拉伸弹簧可一次成型,无需手 操作。

在一般条件下,拉伸弹簧先由万能自动卷簧机绕制成圆柱形的弹簧体,经回火处理后再 加工两端钩环。常见的钩环有半圆钩环、圆钩环及长臂半圆钩环。长臂半圆钩环需用工具将 弹簧体两端圈展成直线、弯起,再弯成半圆钩环。

3:扭转弹簧的端部加工

目前有两种方式,一种是由扭转弹簧绕制机绕出两端带直尾的弹簧(也可借助附件一次 成型),然后借助弯形工具将两臂弯成所需形状;另一种是先由普通万能自动卷簧机卷出弹 簧体,再用工装或手工将两端展成直线,然后按要求弯制两臂。当然也可用芯轴绕出两端 带直尾的弹簧,再由工具或手工来加工两臀。

目前国内扭转弹簧的生产,绝大多数仍采用有芯卷绕、工装手工弯形的办法,其效率很 低,质量较差。

二:热成型弹簧的制造工艺

当弹簧所用材料直径大于12mm 时,由于冷绕成型困难,多数用热绕工艺。对于线径5～ 10mm,旋绕比比较小的弹簧,有时也采用热绕的方法。

热绕弹簧的工艺流程一般为：下料、端头、锻扁、加热、用芯轴绕制成型(开节距及整 形)、热处理(淬火、回火)、端部加工、机械强化处理、检验、表面防腐处理等。这些工艺 过程可根据材料状态、设备条件、设计要求及加工方法等情况适当调整和采用。

(一):下料

下料可根据事先计算好的尺寸,采用冲床或锯床下料。下料的长度应根据加工方法来确 定。当采用两端锻扁工艺时,下料长度应短于弹簧的展开长度。下料长度L 计算见式(4- 24):

)4.0~3.0(1-≈n D L π (4-24)

式中D —弹簧中径(mm)s n 1—弹簧总圈数. (二):加热卷绕成型

加热卷绕主要是利用材料在高温下强度低、塑性好的特点,使之容易成型。加热温度应 按所用材料的热处理规范选择。加热时要保证烧透,并使其受热均匀。绕制芯轴要比弹簧内 径小0.3～1mm,具体尺寸由试绕确定。

(三):开节距和整形

弹簧钢丝的标准及用途牌号总结

弹簧钢丝的标准及用途牌号 摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，本文以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。 关键词弹簧钢丝、标准、适用范围 弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件，弹簧主要作用是利用自身形变时所储存的能量来缓和机械或零部件的震动和冲击、控制机械或零部件的运动。 1、弹簧钢丝的使用特性和用途 弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。 弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。 弹簧通常在交变应力作用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。 在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。 此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm，油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。 弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。 弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。 一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范围内，寿命保证1×106次，载荷应力越低，寿命越长。 重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。如阀门弹簧，空气锤、压力机、液压控制器弹簧，其载荷较高，常常在低于许用应力10%左右使用，使用寿命大于1×106次，通常为107次。 弹簧选材的原则是：首先满足功能要求，其次是强度要求，最后才考虑经济性。 碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛，用量最大的钢类。钢中含0.60%～0.90%的碳和0.3%～1.20%的锰，不再添加其它合金元素，使用成本相对较低。碳素弹簧钢丝经适当的加工或热

弹簧制造工艺

弹簧制造工艺 弹簧的种类较多、形状各异、生产批量不等，因此其制造方法也有所不同。弹簧的制造方法根据成形工艺的不同可分为冷成形和热成形两种。当弹簧材料截面尺寸较小时采用常溢条件下成形的称为冷成形，反之，需将弹簧材料加热到一定温度时成形的称为热成形。 冷成形工艺：冷卷成形弹簧的精度比热卷成形的高，表面和内在质最也较热卷成形的好。冷卷成形弹簧所用的材料规格大致为直径0.08-20mm的盘状钢丝和圆钢条，或边长小于10mm的方钢和异明钢丝，或相近尺寸的带钢和扁钢。材料的供应状态通常为两大类:一类为硬状态，其本身已具有弹簧所需要的力学性能，成形后只需去应力退火（这个使用最广泛）;另一类为软状态(退火状态)，成形后尚需按要求进行淬火和回火处理才能获得所需要的性能。 1.螺旋压缩弹簧:卷制、 去应力退火、两端向磨削、(抛 九)、(校整)、(去应力退火) 、 立定或强压处理、检验、表 而防腐处理、包装。 2.螺旋拉仲弹簧:卷制、 去应力退火、钩环制作、(切 尾)、去应力退火、_立定处理、 检验、表面防腐处理、包装:. 3.螺旋扭转弹簧:卷制、 去应力退火、扭臂制作、切 尾、去应力退火、立定处理、 检验、表面防腐处理、包装。 螺旋弹簧最常用的方法 就是卷制，分为有心轴卷制 和无心轴卷制。 有心轴卷制弹簧多用于中、小批量的生产和专门设计又有特殊要求的弹簧。

在大批量生产中这种方法也用于卷制扭簧和一些拉簧。 用心轴卷制弹簧，不仅劳动量大、而且降低了材料利用率和质量的均匀性。生产效率率低，在大批量生产中，广泛采用自动卷簧机（无心轴卷制） 工作原理：当弹簧材料由料架8拉出后，经过校直机构7和送料机构6，由导向板l进入成形机构，碰上顶杆3前端的槽子时，迫使弹簧材料弯曲变形，弹簧圈是由材料顶住的三个摩擦点而卷绕成形的。这三个摩擦点分别是弹簧材料与导向板1、两个顶杆3的切点。在弹簧材料弯曲成簧圈的过程中，金属丝接触到节跟块5的斜面., 由于自动卷簧机的变距机构使右距块5沿着弹簧卷绕成形的轴线方向移动，所以能制成螺旋压缩弹簧的节距。 卷制后需要去应力退火，去应力退火的目的是: 1.消除金属丝冷拔加工和弹簧冷卷成形的内应力. 2.稳定弹簧尺寸，未经去应力退火的弹簧在后面的工序加工中和使用过程 中会产生外径增大和尺寸不稳定现象。 3.提高金属丝的杭拉强度和弹性极限。 4.利用去应力退火来控制弹簧尺寸。

弹簧制造工艺

第五讲:弹簧结构分析与制造工艺 （第四章：弹簧制造工艺） 2014-8-3，上海讲座用 第一节：概述 一:弹簧在电器产品中的应用 电器中常用的弹簧有： ※：螺旋弹簧：（1：压缩弹簧;2：垃伸弹簧;3：扭转弹簧；4：片黄） 1：压缩弹簧： 在交流直动式接触器中常常采用压缩弹簧－主要是触头压缩弹簧和铁心反力弹簧。如下特性。 电器的负载特性（机械特性）是电器的重要特性之一。作用在衔铁上的机械力和衔铁行程关系特性P 或F ＝()f δ称为机械特性，也称反力特性。 弹性元件（螺旋弹簧和簧片）构成。 弹簧构成电磁电器机械特性(反力特性)如图所示 此特性是由作用于衔铁的机械力和作用于触头的压力组合而成的特性. 在断路器上，触头也是采用压缩弹簧，如下所示 ：

2：垃伸弹簧 在断路器四连杆机构多数采用，拉伸弹簧： 在直流接触器中的衔铁反力弹簧是拉伸弹簧。 3：扭转弹簧： 脱扣器上采用的扭簧。 4：片黄：在继电器中广泛采用。 从上述情况看，弹簧成为我们电器中一个十分重要的零件。它的质量直接影响我们各种电器的性能。 二:弹簧的基本性能 弹簧的基本性能是在载荷作用下产生形变，卸载时释放能量恢复原形；加载变形过程遵循一定的规律。 1：弹簧的特性线： 其特性就是：载荷P(M ）与变形F (?)之间的关系曲线成为弹簧的特性线，如图4-1所示。弹簧的特性线大致有三种类型：①直线型；②渐增型；③渐减型。 C d a b 触头弹簧 动触头 弧角 转轴 静触头 α

有些弹簧的特性线是上述两种或三种的组合（图4-2），称为组合型特性线。如压缩弹簧的特性线（图4-2a ）在开始加载时为渐减型，当变形在整个工作区间的30%～70%时为直线性,在最后的30%时为渐增型.又如圆锥弹簧的特性线(图4-2c),加载开始为直线,到一定程度后,变为渐增型;蝶形弹簧的特性线(图4-2b)开始为渐减型,后为渐增型,整个特性线呈S 形;图4-2d 是两个不同高度压缩弹簧组合的特性线,加载开始只有一个弹簧承受载荷,当加载到一定程度时,第二个弹簧也开始承受载荷,特性线成为两个弹簧的特性线,因而其斜率发生了改变.拉伸弹簧的特性线基本上是一条直线,由于其线性好,故广泛用于电器元件和计量器具中. 图2 组合型特性 a)压缩弹簧特性曲线,b)碟形弹簧特性c)圆锥弹簧特性d)两个压缩弹簧组合特性曲线 2.弹簧刚度（有两种表述方法） 弹簧所受载荷P 与变形量F 之比,即产生单位变形量所需荷载称为弹簧刚度. 对于压缩和拉伸弹簧的刚度为 f P P =' (4-1a) 式中'P ── 压缩和拉伸弹簧刚度(mm N /); P ── 弹簧所受负荷力(N); f ── 弹簧的变形量(mm). 对于扭转弹簧的刚度为 ?M M =' (4-2a) 式中'M ── 扭转弹簧的刚度(cm N /); M ── 扭转弹簧的扭矩(cm N ?); ?── 扭转弹簧的扭转角. 特性线为渐增型弹簧,其刚度随着载荷的增加而增大;渐减型弹簧,其刚度随着载荷的增加而减小.而对于直线型弹簧,其刚度不随载荷变化而变化,即 常数==F P P '

弹簧技术发展现状

弹簧技术发展现状 核心提示：在机电产品中，弹簧种类繁多，主要有以下类型。1）以汽车、摩托车、柴油机和汽油机为主的配套弹簧和弹簧。这类弹簧有气门弹簧、悬架弹簧、减震弹簧以及离合器弹簧等，用量较大，约占弹簧生产量的50%左右。同时在机电产品中，弹簧种类繁多，主要有以下类型。 1）以汽车、摩托车、柴油机和汽油机为主的配套弹簧和弹簧。这类弹簧有气门弹簧、悬架弹簧、减震弹簧以及离合器弹簧等，用量较大，约占弹簧生产量的50%左右。同时技术水平要求也高，可以说这些弹簧的技术水平具有代表性，它们主要是向高疲劳寿命和高抗松弛方向发展，从而减轻质量。 2）以铁道机车车辆、载重汽车和工程机械为主的大型弹簧和板弹簧，这些弹簧以热卷成型为主，是弹簧制造业的一个重要方面。随着高速铁道的发展，车辆减震系统的升级，作为车辆悬架的热成型弹簧技术有较大的提高，这类弹簧主要向高强度和高精度方向发展以稳定产品质量。 3）以仪器仪表为主的电子电器弹簧，典型产品如电动机电刷弹簧、开关弹簧、摄像机和照相机弹簧，以及计算机配件弹簧、仪器仪表配件弹簧等。这类弹簧中片弹簧、异性弹簧占较大的比例，不同产品对材质和技术要求差别较大。这类弹簧主要向着既高强度化又小型化的方向发展。 4）以日用机械和电器为主的五金弹簧，如床垫、沙发、门铰链、玩具、打火机等，这类弹簧需求量较大，但技术含量不高，给小型的弹簧企业提高了发展机会，这类弹簧主要是向小型化方向发展。

5）以满足特殊需要为主的特种弹簧，如纺织机械用摇架弹簧，要求有高的抗松弛性能；钢包滑水口用弹簧，要求有高的耐热性；矿山振动筛用悬架弹簧，不但要求有高的疲劳性能，而且要求有高的抗腐蚀性，因而采用橡胶金属复合弹簧：为了满足车辆行驶时的舒适度，所采用的空气弹簧等。 对于目前出现的异性截面悬架弹簧和气门弹簧，从轻量化、节省空间，提高舒适性和改善弹簧应力分布考虑，比圆截面弹簧更为合理，但是这类弹簧材料价格高，弹簧制造工艺复杂，使得弹簧成本要高于圆截面弹簧。因此目前还看不出异性截面弹簧取代圆截面弹簧的迹象。 1弹簧设计的发展 目前，广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。若无一定的实际经验，很难设计和制造出高精度的弹簧，随着设计应力的提高，以往的很多经验不再适用。例如，弹簧的设计应力提高后，螺旋角加大，会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。为此，必须采用弹簧精密的解析技术，当前应用较广的方法是有限元法（FEM）。 车辆悬架弹簧的特征是除足够的疲劳寿命外，其永久变形要小，即抗松弛性能要在规定的范围内，否则由于弹簧的不同变形，将发生车身重心偏移。同时，要考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响。随着车辆保养期的增大，对永久变形和疲劳寿命都提出了更严格的要求，为此必须采用高精度的设计方法。有限元法可以详细预测弹簧应力疲劳寿命和永久变形的影响，能准确反映材料对弹簧疲劳寿命和永久变形的关系。

弹簧加工工艺

弹簧加工工艺 .亨特弹簧 我们在日常生活中会使用到很多的弹簧产品，弹簧表面上看是很简单的产品。在教科书里也是一笔带过的部分。但是大家所不知的是弹簧的生产其实并不容易！很多产品的设计者常常把所有的机构全部设计完成了后再让弹簧加工商来生产所需的弹簧。殊不知在设计时由于没有提前把弹簧考虑进去所以造成了之前的所有设计全部报废。因为弹簧他是在一根钢丝上产生的机械性能！他可调性很差！只有材料、外径、圈数、总长这几大项可调。但由于提前把机构就已设计死，这样就限制了弹簧的多项的不可调性。那么下面我就以我在东莞市亨特五金制品公司里里多年生产弹簧的经验和大家做一个简单的分享吧。 现在我就以常见的压缩弹簧的加工及每部分所产生的功能来介绍： 一.弹簧加工卷制： 弹簧主要性能的产品主要就是这个部份产生。这几个部份在弹簧生产过程中是必须有的，少一项都不能生产出一个合格的弹簧.目前弹簧的卷制使用的均为CNC电脑数控弹簧机 1.材料. 需要知道材质及材料的大小也就是线径。材质一般常见分类为钢丝、琴钢、不 锈钢及合金钢。选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循 环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。 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。 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。 碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低； 低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹 硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好； 铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。 2.外径. 外径、内径及中径在知道线径的大小的前提下可以只提供其中的任意一项！但如不 知线径就必须要提供最少两项。 他们的关系式为： 1．外径-线径=中径 2．外径-中径=线径 3．中径+线径=外径

我国弹簧钢丝生产现状及发展策略

我国弹簧钢丝生产现状及发展策略 赵发忠 (中国钢铁工贸集团公司　北京　100031) 关键词　弹簧钢丝;生产工艺;产品质量;现状;发展中图分类号　TG 356.4+5 随着我国汽车工业的快速发展,对弹簧钢等金 属材料的要求越来越高,目前高质量的弹簧钢部分从国外进口。弹簧钢是制造弹簧的材料,从冶炼化学成分上分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢;从轧制加工的几何形状和热处理状况分热轧圆钢、热轧扁钢、冷拔材和弹簧钢丝,其中要求较高的有高级阀门弹簧、赛车等特种汽车的悬挂弹簧。气门簧是汽车发动机上的一个非常重要的零部件,如果发动机气门簧在运行过程中发生疲劳断裂,将造成打缸、损坏发动机,因此,对气门簧可靠性和疲劳寿命要求极高,如轿车高应力气门簧失效率不能超过百万分之三,疲劳寿命必须大于2.5×107次。油淬火—回火弹簧钢丝主要用于卷制气门簧和离合器簧,也广泛用于各种机械用拉簧、扭簧和减震簧。本文着重介绍弹簧钢丝的工艺技术、产品质量现状和发展趋势。1　高质量弹簧钢丝的生产1.1　高质量弹簧钢丝的原料1.1.1　纯洁弹簧钢的冶炼技术 近年来,在炼钢方面广泛应用二次冶金、真空脱气、连续铸造等技术生产弹簧钢,使钢中氧的质量分数小于15×10-6,减少影响疲劳性能的非金属夹杂物含量,改变夹杂物形态和粒度,提高弹簧的疲劳极限。 弹簧钢主要用电炉冶炼。利用二次冶金技术,低成本生产大批量低夹杂物含量的优质弹簧钢。采用LF -VD ,RH ,LF -RH ,ASE A -SK F 和VAD 脱气法生产纯洁弹簧钢,严格限制钢中氧含量,降低钢中夹杂物的尺寸和数量[1]。 初炼炉使用氧化法冶炼,EPT 无渣出钢,炉后造渣,初炼炉外合金化,出钢随钢流加入Al 块沉淀脱氧。LF/VD 精炼,采用“LF 喂Al 线预脱氧,VD 真空前喂Al 线终脱氧,并进行真空处理”的脱氧制度。在LF 炉将各合金成分调整至目标值;VD 真空后,在 一定温度条件下搅拌、吹氩,为连铸做好准备[2]。 为提高弹簧钢的质量,降低钢中非金属夹杂物的含量,主要采用电炉加电渣重熔或真空重熔法生产。由于该工艺生产成本高,限制了推广使用,只能用于高级阀门弹簧、赛车等特种汽车的悬挂弹簧。1.1.2　纯洁弹簧钢的连铸工艺 采用精炼技术可以生产出非金属夹杂物含量少的高纯洁钢水,采用现代化连铸技术生产汽车所需高纯洁弹簧钢钢坯。在弹簧钢连铸中,首先要预防钢水的二次氧化和钢水被渣及耐火材料污染。钢水二次氧化主要发生在钢包到中间包,或中间包到结晶器的铸流中,一般采用惰性气体保护或采用耐火材料密封管将铸流和空气隔开。结晶器和结晶末段装有电磁搅拌装置[3]。1.1.3　优质弹簧钢线材 为了满足市场要求,盘条轧制应实现小规格、大盘重、控制冷却。采用先进技术改造或新建现代化特殊钢材轧制生产线。高速、无扭、无张力轧制、斯太尔摩控冷生产线组合是现代化棒线材生产模式。它是获得高尺寸精度、高表面质量和优质性能轧材的必要条件。轧钢系采用如下结构。 (1)钢坯检查和修整。采用喷丸法去除表面鳞皮,采用磁粉和超声波探伤仪进行表面和内部检查,采用轴向和表面流磁力探伤法全面检查表面缺陷,如结疤、发纹和裂纹,并在专用磨床上修整钢坯。 (2)加热。加热炉为三段步进梁式加热炉,加热炉到粗轧机组之间安有高压水去鳞装置,可改善表面状态,并使热量损失最低。在加热炉上的气氛和压力控制系统可保证钢坯脱碳及氧化烧损较轻。 (3)轧制。用水平-垂直多机架连续粗轧机组,采用菱-方孔型将大方坯轧成80mm ×80mm 左右的小方坯。第1中间机组由六架水平-垂直串列布置的机架组成;第2中间机组有4对单独设置的水平-垂直机架,采用椭圆/圆孔型无扭轧制钢材;精 　第30卷 第2期金 属 制 品 2004年4月 　V ol 130 N o 12S teel Wire Products April 2004

弹簧线设计与生产工艺

弹簧线设计与生产工艺 Z 向） S 向） 2.1. 3.定位长度:依据弹簧线比剪尺寸中的最短尺寸且需满足其最终比剪尺寸而定. 一般对于120(含)mm 以下者,定位长度取150mm;对于120mm 以上者,定位长度取”最短 比剪尺寸+30mm ”;定位长度公差均设计为±25mm. 2.1.4.绕弹簧长度及公差:依据最终弹簧长度规格及线材外被料材质而定. 2.1.4.1.一般设计原则: 弹簧长度:外被料高弹PVC 及TPE (导体裸铜)设定长度=弹簧长度规格x1.15+10mm; 外被料PU 及TPE (导体锡铜)设定长度=弹簧长度规格x1.1+10mm. 公差:设定为±10mm. 2.1.4.2.对于成品尺寸要求苛刻(如公差小,弹体长,OD 大者),或线材结构特殊者(如OD 大, 芯线材质PVC,有铜箔丝/尼龙绳等结构)须依实际状况作相应调整. 2.2.烤线:烤箱温度,保温时间及冷却方式设定依据线材外被料材质而定. 2.2.1.一般设计原则: 铁棒直径 铁棒长度 最大绕线长度 820mm 710mm φ6.0mm 1410mm 1300mm 820mm 710mm φ8.0mm 1360mm 1250mm 其它 820mm 710mm 外被料材质 烤箱温度设定 保温时间设定 冷却方式 PVC 130±10℃ 20±5分钟 风冷 PU 140±10℃ 25±5分钟 水冷 TPE 150±10℃ 40±5分钟 风冷或水冷

2.2.2.对于客户要求弹性严苛,考虑弹簧OD,弹体长度,及线材结构或本身线材结构状况 (如:芯线及外被料各自老化条件或材质,裸铜高温被氧化,铜箔丝/尼龙丝/尼龙绳受热 收缩,绝缘/外被厚度等等)依据一般原则需做相应参数调整(如调低/高烤温,加长保温 时间,变通冷却方式等). 2.3.二次绕线: 2.3.1.承接一次绕线改用反方向进行二次绕线.铁棒选用依据一次绕线时之,遇有特殊状况 可选用稍小/大的铁棒绕线. 2.3.2.保证弹簧长度及弹簧外径:为防止弹簧线在成品装配制程因受牵扯导致尺寸超规格, 故线缆绕线部份保证尺寸应比成品图规格公差少15%,且依此原则订立弹簧线零件 图公差(即客户提供的规格，有时客户提供的不一定对，工程人员应与客户沟通)。 2.3.3.弹簧长度公差订定:为合理订出弹簧公差,合乎制程能力,在不违反客户规格及2.3.2原 则时按以下原则订定,此亦适合弹簧长度公差之制程能力参考. 2.4.烤直角:遇成品图要求弹簧两端需烤成90℃直角时.线缆部烤直角机最高温度为600华氏度 (即315℃).设计原则以保证直角有好的定型度为准.一般温度设计为450~500华氏 度或550~600华氏度,转速12±2分钟/转.对于结构特殊者(如线径偏小/偏大,外被厚 度达1.2mm 以上等等),其转速要适当放慢. 2.5.两端比剪:比剪尺寸由客户给出并签确.注意对于非烤直角之弹簧线两端比剪,绕线工程规格 书应给出包含弹簧外径之尺寸(以便于线缆部作业,不至疏忽造成比剪错误);烤直角者则给 出两端直线部份尺寸即可. 2.6.半成品质检:a.外观:不得有破裂,变形,喇叭口等外观不良. b.头,尾部比剪尺寸及弹簧部分尺寸须符合要求. c.外被白色或浅灰色要增加擦线工序.要保持线材外被不被脏污,需保持干净. 2.7.包装方式:设计原则除满足成品图要求外,以保护弹簧线为主要目的. 无要求时包装方式设计为:外被材质PVC 之弹簧,每6PCS 一扎,用PVC 膜包扎. 外被材质PU,TPE 之弹簧,每10PCS 一扎,用PVC 膜包扎. 注：弹簧线总长度=A 端比剪尺寸+B 端比剪尺寸+π（弹簧体OD-线材OD ）弹簧体长度/线材OD+50mm. 外被材质 弹簧长度 公差 150mm(含)以下 ±10mm PVC,PU,TPE 150~500mm(含) ±25mm 500~700mm(含) ±38mm PU,TPE 700mm 以上 ±50mm 500~700mm(含) ±50mm PVC 700mm 以上 ±80mm

弹簧零件的基本制作流程

弹簧零件的基本制作流程 影响弹簧制造精度和质量的因素很多，如材料状态、操作者的技术水平、工艺装置和设备的精度、制造工艺的选择、各工序偏差的计算及分配等。因而在大批量生产前，应该按弹簧的性能要求进行首件试验（一般为3-10件），首件试验合格后，方可投入大批量生产。 一、冷成形弹簧的基本制作流程 当弹簧所用钢材的圆形截面直径小于14mm、矩形截面边长小于10mm、或相近尺寸的扁钢时，一般采用冷成形制造工艺。当使用成形后不需淬火、回火处理的材料制造弹簧时，其制作流程为： 1．圆柱螺旋压簧的加工方法 1.1缠制弹簧前首先看懂《制簧工艺卡片》 1.2选择缠簧芯轴，选择控制节距的齿轮达配，选择弹簧旋向，进行 卷簧加工，检查卷制弹簧的半成品尺寸。 1.3按弹簧的总圈数切断，并对钢丝端头切尾、去毛刺。 1.4对弹簧端部进行加工：用电热并头器对弹簧并头、在砂轮机上磨 削端面 1.5对弹簧半成品进行校正 1.6按《热处理工艺卡片》进行热处理 1.7进行强压（或短压）处理 1.8检查强压（或短压）后的尺寸，对弹簧成品进行校正，校正后进 行去应力退火，短压，自检。 1.9检验

1.10 表面防腐处理 1.11 包装 2. 圆柱螺旋拉簧的加工方法 2.1缠制弹簧前首先看懂《制簧工艺卡片》 2.2选择缠簧芯轴，选择控制节距的齿轮达配,(如手工缠制，则应选择合理的自缠辅具)，选择弹簧旋向,进行卷簧加工，检查缠制弹簧的半成品尺寸。 2.3按《热处理工艺卡片》进行去应力退火处理 2.4按弹簧的半成品总圈数切断（或割断） 2.5对弹簧端部进行加工：端部拉直，钩环制作 2.6对弹簧半成品进行校正：钩环位置，钩环相对角度 2.7按《热处理工艺卡片》进行去应力退火处理 2.8进行长拉（或短拉）处理 2.9检查长拉（或短拉）后的尺寸，根据所加工弹簧的《制簧工艺卡片》上的技术要求，对弹簧成品进行校正，校正后进行去应力回火，短拉，自检。 2.10 切尾，去毛刺 2.11检验 2.12 表面防腐处理 3. 圆柱螺旋扭簧的加工方法 3.1缠制弹簧前首先看懂《制簧工艺卡片》 3.2选择缠簧芯轴，选择控制节距的齿轮达配,(如手工缠制，则应选

第7章_床垫的制作工艺

床垫 材质：1、面料：全棉面料，手感柔软、质地结实、透气性好。 2、高弹海绵：十足的弹性，增强舒适感。 3、环保椰棕：产自天然椰树，经成型加工后，具有高度柔韧性与抗压性，透气性好，天然气孔构造，使床垫更加干爽舒适。 第7章床垫的制作工艺 【本章重点】 1. 弹簧床垫生产工艺流程。 2. 弹簧软床垫弹簧芯制作工艺。 3. 弹簧软床垫绗缝层与围边制作工艺。 4. 弹簧床垫总装工艺。 7.1弹簧软床垫的生产工艺过程 根据弹簧床垫的结构，床垫的生产工艺主要分为弹簧床芯生产、添加铺垫料、绗缝层加工以及最终的总装配四大工序。生产总流程图与分车间流程图如图7-1；图7-2；图7-3；图7-4；图7-5。 7.1.1弹簧床垫生产总工艺流程图 图7-1 弹簧床垫总工艺图 7.1.2弹簧床垫分车间生产工艺流程 （1）床芯车间工序流程

图7-2 床芯车间工艺流程图 （2）袋装弹簧车间工序流程 图7-3 袋装弹簧车间工艺流程图 （3）绗缝车间工序流程 图7-4 绗缝车间工艺流程图 （4）成品车间工序流程 图7-5 成品车间工艺流程图 7.2弹簧软床垫弹簧芯制作工艺 7.2.1连结式弹簧芯制作工艺 弹簧芯的生产主要分为制造弹簧和组成弹簧芯。 7.2.1.1弹簧制作工艺 弹簧制作工艺流程为： 制弹簧（卷簧）——打结——去应力退火——校整——（去应力退火）——强压处理——检验——表面防腐处理 弹簧常使用不需要淬火，弹簧成形后只需去应力退火的材料制造，这类材料主要是强化钢丝，如碳化钢丝、盘钢丝和弹簧用不锈钢钢丝等。 （1）冷拉 是指高锰碳素精钢钢丝的一种制作工艺，是指将精钢、锰等金属元素加温至熔点后，按比例调配，至半冷却状态进行钢丝拉拔的一种制作方法，此种方法制作的钢丝纤维结构更稳定、更连续，强度更高。 （2）制弹簧（卷簧） 卷簧是弹簧卷制成形的简称，卷簧是弹簧制造的第一道工序，也是重要的工序，卷制精度对整个制造过程起着极为重要的作用，它基本上决定了弹簧的几何尺寸和特性，以及材料的利用率。 中凹型螺旋弹簧的制造工艺可在有心轴卷簧机上卷绕，这种方法不仅劳动量大、生产率低，而且降低了材料利用率和质量均匀性。因此，在大批量生产中，广泛采用自动卷簧机（无心轴卷簧机），

弹簧制作工艺

弹簧制作工艺 一适用范围 本文适用于φ16mm以下，GB4537碳素弹簧钢丝A.B.C组的冷绕制作工艺。二材料 1. 弹簧钢丝必须符合GB4357标准。 2. 机械性能（抗拉、弯曲、扭转）符合GB4357标准。 3. 材料检验：按标准进行物理实验、抗拉强度、反复弯曲扭转。 4. 弹簧钢丝表面应光滑、无裂缝、无伤痕、锈点，发现以上现象不得投产。 5. 须经验收合格，方能投产。 三绕制设备及工具 1. 自动卷簧机 2. 一般车床 3. 手绕工具 4. 绕制芯轴 5. 砂轮机 6. 自动磨簧机 7. 车床绕制夹具 8. 专用钳工特殊工具 9. 绕制压板 10. 板耳工具 11．钢丝切断工具及切断机

自动弹簧机绕制工艺流程 自动弹簧机绕制钢丝直径为0.2—3mm. 调机： ①校对送料滚轮及卷绕肖子使适合钢丝直径并装上节距楔块及切断刀。 ②将钢丝穿入弹簧机内，把压板和送料滚轮压紧。 ③调节卷绕肖子距离，控制弹簧直径，以调节节距楔块和肖子角度来控弹 簧节距和并头。 ④装上适当的切断刀，根据弹簧展开长度，调节送料凸轮，切断凸轮，根 据有效圈数，来调节节距楔凸轮。 ⑤将冷却液喷嘴对准工作物，并装上挡板，准备绕制。 ⑥拉簧工艺按1、2并调节卷绕肖子距离，控制弹簧直径，装上适当的切 断刀，根据弹簧展开长度调节送料凸轮，切断凸轮，调到正确为止。 ⑦拉簧绕制成长条的弹簧单个切断，切断的圈数根据图纸总圈数，再加上 两个耳钩的圈数。 ⑧弯耳环，力弹簧的绕制后应进行去应力退火，然后用板耳工具弯出耳环， 并注意控制二次耳环去应力退火的几何尺寸。 ⑨扭力弹簧的绕制，用绕制芯轴手绕或一般车床上绕制，绕制芯轴尺寸数 据，可参照下列经验公式： 芯轴直径=1－0.0167×弹簧中径（D）/钢丝直径（d）×弹簧内径（DI）注：在烧制中有节距要求的，要注意节距均匀，只能短，不能长。 ⑩绕制时首先按图绕制15－20只弹簧，端平（头）磨平，整形。去应力退火处理，处理后的压力按图纸要求上限5%，下限按图纸要求3%进行检验，具体数据见零件工艺过程卡的技术要求。

弹簧制造工艺

冷成形螺旋拉伸和扭转弹簧制造工艺 慧聪网 2005年7月27日11时55分 当使用成形后不需淬火、回火处理的材料制造弹簧时，其工艺过程为螺旋压缩弹簧：卷制、去应力退火、两端面磨削、（抛丸）、（校整）、（去应力退火）、立定或强压处理、检验、表面防腐处理、包装。 螺旋拉伸弹簧：卷制、去应力退火、钩环制作、（切尾）、去应力退火、立定处理、检验、表面防腐处理、包装。 螺旋扭转弹簧：卷制、去应力退火、扭臂制作、切尾、去应力退火、立定处理、检验、表面防腐处理、包装。 以上介绍的螺旋拉伸和扭转弹簧的制造工艺都是在普通卷簧机动上卷绕后再加工两端部的钩环或扭臂。近年来国内外很多厂家都生产和使用了电脑成形机或专用成形机，簧身和尾部形状能在成形机上一次完成，省去加工钩环或扭臂的工序。 当用成形后需淬火、回火处理的材料时，与上述工艺所不同的主要是成形后要进行淬火、回火处理，有时弹簧端部加工需要经正火处理。 带括号的工序为非固定工序，是否进行取决于弹簧的性能要求。 弹簧设计中常遇见的几个问题解答 慧聪网 2005年7月27日11时59分 1 问：什么是弹簧的特性曲线？它与弹簧的刚度有什么关系？定刚度弹簧和变刚度弹簧的特性曲线有何区别？ 答：弹簧所受载荷与其变形的关系曲线称为弹簧特性曲线。该特性曲线的斜率值反映弹簧的刚度。定刚度弹簧的特性曲线为直线，而变刚度弹簧的特性曲线为曲线。 2 问：弹簧强度计算和刚度计算的目的是什么？影响圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧强度和刚度的主要因素有哪些？ 答：弹簧强度计算的目的是保证弹簧在工作时不出现塑性变形和疲劳破坏。弹簧刚度计算的目的是保证弹簧具有要求的弹性。弹簧强度的影响因素可由公式（16-3）说明。弹簧刚度的影响因素可由公式（16-9）说明。 3 问：已知圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的外载荷为F，试分析只增大弹簧钢丝直径d,有效圈数n,中径D，弹簧变形是增大还是减小？ 答：在F作用下，只增大d时，变形减小；只增大n时，变形增大；只增大D时，变形增大。

奥氏体不锈钢弹簧钢丝生产工艺流程

奥氏体不锈钢弹簧钢丝生产工艺流程： 1）流程图： 盘条表面处理 入库包装检验 2）简述： 盘条：从上海宝钢等钢厂采购回原料后（Φ5.5—11mm）需进厂检验，包括表面（是否存在结疤、裂纹、折叠、耳子等缺陷）和尺寸检验，还包括力学性能检验，不同炉号原料进行化学元素分析抽检。 表面处理：盘条或经过固溶处理的钢丝沾皮膜剂后烘干，皮膜剂的作用是在钢丝表面形成一层粗糙、多孔、能吸附和携带拉丝粉的载体，拉丝时借助这层润滑载体将拉丝粉带入模具中。 皮膜剂使用为外购指定厂家。 拉丝：依靠冷加工强化达到标准规定或客户要求的强度。在拉丝前根据其冷加工强化系数，计算总减面率，确定成前尺寸。成品需经过多道次拉拔，使用6/600、8/450直进式拉丝机。 拉丝模的使用：一般成品线径≥2.0mm以上采用硬质合金模，线径＜2.0mm时采用钻石模； 拉丝粉的使用：一般粗拔时前2或3道模使用钙皂拉丝粉，其余道次使用钠皂。 固溶处理：采用管式炉将钢丝加热到1000—1100℃左右，保温一段时间后快速淬水冷却，以消除加工硬化，钢丝固溶为连续处理。

检验：主要包括钢丝表面质量、尺寸公差、弹高弹宽及力学性能等项目，分操作工自检及质检员专检两部分，最终由质检员对产品质量进行判定。 包装：包装工根据质检员判定结果，将合格、不合格产品分开。包装前，清点产品的数量、核对钢号、炉号、规格等，并写好标牌，再使用打包机器，根据产品的不同包装要求进行包装，保证产品在运输过程中不松散。 入库：包装完毕的产品要及时入库，入库要准确过磅，由库管员核对实物的相关信息。 生产全过程贯彻实施GB/T19001-2008《质量管理体系要求》，操作工及质检员按照质量体系文件《作业指导书》内容要求执行。

圆柱螺旋弹簧的结构制造材料及许用应力

圆柱螺旋弹簧的结构制造 材料及许用应力 The latest revision on November 22, 2020

圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力 (一) 圆柱螺旋弹簧的结构形式 1. 圆柱螺旋压缩弹簧 如下左图所示，弹簧的节距为p,在自由状态下，各圈之间应有适当的间距δ，以便弹簧受压时，有产生相应变形的可能。为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，设计时还应考虑在最大载荷作用下，各圈之间仍需保留一定的间距δ1。δ1的大小一般推荐为: δ1=≥ 式中d为弹簧丝的直径。 圆柱螺旋压缩弹簧 圆柱螺旋压缩弹簧的端面圈 弹簧的两个端面圈应与邻圈并紧(无间隙)，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。当弹簧的工作圈数n≤7时，弹簧每端的死圈约为圈；n>7时，每端的死圈约为1～圈。这种弹簧端部的结构有多种形式(上右图)最常用的有两个端面圈均与邻圈并紧且磨平的YI型(图a)、并紧不磨平的YIII型(图c)和加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且与邻圈并紧(端面圈可磨平，也可不磨平)的YII型(图b) 三种。在重要的场合，应采用YI型，以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。弹簧丝直径d≤时，弹簧

的两支承端面可不必磨平。d>的弹簧，两支承端面则需磨平。磨平部分应不少于圆周长的3/4。端头厚度一般不小于d/8，端面粗糙度应低于。 2．圆柱螺旋拉伸弹簧 如下左图所示，圆柱螺旋拉伸弹簧空载时，各圈应相互并拢。另外，为了节省轴向工作空间，并保证弹簧在空载时各圈相互压紧，常在卷绕的过程中，同时使弹簧丝绕其本身的轴线产生扭转。这样制成的弹簧，各圈相互间即具有一定的压紧力，弹簧丝中也产生了一定的顶应力，故称为有预应力的拉伸弹簧。这种弹簧一定要在外加的拉力大于初拉力P0后，各圈才开始分离，故可较无预应力的拉伸弹簧节省轴向的工作空间。拉伸弹簧的端部制有挂钩，以便安装和加载。挂钩的形式如下右图所示。其中LI型和LII型制造方便，应用很广。但因在挂钩过渡处产生很大的弯曲应力，故只宜用于弹簧丝直径d≤l0mm的弹簧中。LVII、LVIII型挂钩不与弹簧丝联成一体，故无前述过渡处的缺点，而且这种挂钩可以转到任意方向，便于安装。在受力较大的场合，最好采用LVII型挂钩，但它的价格较贵。 圆柱螺旋拉伸弹簧

SWRH 82B弹簧钢丝

SWRH82B线材材质的特点 SWRH82B线材经拉拔、绞线制作预应力钢绞线，广泛用于高层建筑、大跨度桥梁、水利设施等重点工程。为此，要求所用的原料——高碳钢线材应具有稳定的化学成分、纯净的钢质、优良的力学性能。由于对其质量要求职高，而其生产工艺难度大。在国内只有少数几个钢厂（宝钢、包钢、武钢等）生产（面且采用模铸的方法生产或连铸大方坯二次开坯生产），目前该产品仍需大量进口。国家西部大开发、国家高等级公路的迅猛发展、2008年奥运会在北京的召开等等一大批国家重点工程的相继建设，市场对钢绞线的需求量一定会越求越大，目前，一大批钢绞线生产厂出现供不应求的局面，因此SWRH82B钢的市场前景非常广阔。

—————————————————————————————————————————— 弹簧钢丝的标准及用途 摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，本文以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。 关键词弹簧钢丝、标准、适用范围 弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。 弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。 弹簧通常在交变应力作用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。 此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm，油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。 弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，

弹簧制造工艺说课讲解

弹簧制造工艺 §10.1概述 圆柱形螺旋弹簧（拉，压，扭） 圆锥形螺旋压簧 引信弹簧 鼓形螺旋弹簧 盘簧 片状弹簧 一、圆柱形螺旋压缩弹簧。 1.结构要素（十章自画图1） d ----弹簧钢丝直径 D ----弹簧中径 D 1-------弹簧最小内径 D 2-------弹簧最大外径 h ----弹簧自由高度 h d -------弹簧全压缩高度 λd -----全压缩时弹簧的变形量 t -----弹簧节距 α----螺旋角 L -----钢丝展开长度 n ----工作圈数 n 1------总圈数 c -----弹簧指数（D/ d ）. 图10—1 弹簧单圈展开图：（十章自画图2） )(2 1 21D D D += d n h h t d +-= D t tg πα= απcos 1D n L ≈ 图10—2 工作圈n —实际参加工作的簧圈。 支承圈—保证弹簧轴线垂直于支承面，而不参加（压缩）工作的弹簧。 n 1= n +(1.5～2.5)圈 一般为（ 43～4 1 1）圈 2.技术要求。 抗力检验：（十章自画图3） h j ---------弹簧检验高度 R j1--------弹簧检验抗力下限 R j -------弹簧检验抗力上限 R j1≤R 实≤R j2(合格) 图10—3

引信击针簧零件图（十章自画图4） 技术条件： 1.材料钢丝丙—0.45—YB647—67 2.总圈数n1=9±0.75 3.右旋 4.钢丝展开长度L=210mm 5.弹簧端部磨平，两端要和邻圈靠拢，但要有间隙，以便清洗和 电镀。 6.弹簧缠好需要回火处理。 7.按WJ542—67镀锡，并涂3～5%酒精虫胶漆。 8.全压缩状态保持三昼夜，弹簧不应发生断裂。 图10—4 二、引信用弹簧钢丝 钢丝直径：0.2～1.5mm 钢丝材料：高碳钢（65H号以上）； 工具钢：T8A、T9A、T10A §10.2螺旋压缩弹簧的缠制 缠制方法：1.有芯轴缠制 2.无芯轴缠制（自动缠簧机） 有芯轴缠制：将弹簧钢丝在芯轴上缠绕，得到芯轴状的弹簧。不同弹簧需要不同的芯轴。 无芯轴缠制：节距、直径可调，可获得不同形状的弹簧。（圆柱形、圆锥形、腰鼓形） 引信生产中，弹簧多采用无芯轴缠制——自动缠簧机。 自动缠簧机工作原理：（十章自画图5） 图10—5 1--定径销 2--芯轴 3--送料鼓轮 4--校直机构5--导向板6--定距块7--待缠绕的弹簧 1.校直机构 组成：由交错配置的磙子组成。 功用：消除钢丝卷料的弯曲度，有利于提高弹簧的精度和抗力。 2.送料机构 组成：一对或两对滚轮组成。 功用：靠滚轮转动时与钢丝间的摩擦力来实现送料。 3.导向机构 组成：由上下成对的导向板组成（导向板开有圆形槽） 功用：在送料过程中引导钢丝沿圆槽轴线送进，避免钢丝在缠簧前发生弯曲。 4.缠制机构 组成：由定径销，定距块组成。 功用：缠制成一定形状、直径、节距的螺旋弹簧。 定径销—控制弹簧的直径。

弹簧钢丝的标准及用途说明大全

弹簧钢丝的标准及用途说明大全 弹簧钢丝的标准及用途摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。关键词弹簧钢丝、标准、适用范围弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。弹簧通常在交变应力作

用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于，油淬火回火钢丝使用规格一般小于。实际上直径弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径以上钢丝大多采用加热绕

swrh82b弹簧钢丝

【82B】属于高碳钢，82代表的是它的含碳量为% ，B代表等级。一般制作高碳钢丝，又称为琴钢丝。硬度范围是41-60B之间。82B钢丝是经铅浴淬火后冷拉而成，具有非常高的强度极限和弹性极限，是广泛应用的小弹簧材料。钢丝的质量、性能要求严格，除拉伸试验外，还需作扭转、腐蚀、锐碳等试验。按用途可分为制造各种重要弹簧、各种高应力机械弹簧及阀门弹簧所用的琴钢丝。 82B钢的各组分的含量如下：C：；Si：；Mn：；P：以下；S：以下；Cu：以下。 SWRH82B线材材质的特点 SWRH82B线材经拉拔、绞线制作预应力钢绞线，广泛用于高层建筑、大跨度桥梁、水利设施等重点工程。为此，要求所用的原料——高碳钢线材应具有稳定的化学成分、纯净的钢质、优良的力学性能。由于对其质量要求职高，而其生产工艺难度大。在国内只有少数几个钢厂（宝钢、包钢、武钢等）生产（面且采用模铸的方法生产或连铸大方坯二次开坯生产），目前该产品仍需大量进口。国家西部大开发、国家高等级公路的迅猛发展、2008年奥运会在北京的召开等等一大批国家重点工程的相继建设，市场对钢绞线的需求量一定会越求越大，目前，一大批钢绞线生产厂出现供不应求的局面，因此SWRH82B钢的市场前景非常广阔。 弹簧钢丝的标准及用途

???? 摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，本文以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。 关键词弹簧钢丝、标准、适用范围 弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。 弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。 弹簧通常在交变应力作用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。 此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于，油淬火回火钢丝使用规格一般小于。实际上直径弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。 弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。 弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。 一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范