弹簧制造工艺资料

弹簧制造工艺资料 一、 热卷弹簧

新式的卷簧加热方法是电阻加热法。这种方法是利用特殊的变电装置，把低电压的高电流直接通过钢料，利用钢料本身的电阻来加热。该装置的输出电压为7~25伏，电流最大为8000安培，可以加热最大直径为40mm、长度为6米的钢条。 1、 卷簧心轴的确定

卷簧心轴直径尺寸，按理好象应该等于弹簧内径，其实不然。大部分心轴直径大于弹簧内径，一少部分心轴直径是小于弹簧内径，正好等于弹簧内径的心轴是极少数。根据工厂生产实践经验，心轴直径尺寸与弹簧旋绕比、钢料直径粗细、钢材牌号、钢料卷制时的加热温度以及卷制操作工艺方法等有关。就55Si2Mn钢和60Si2Mn钢热卷来讲，一般旋绕比小于4.5的弹簧心轴，其直径大于弹簧内径0.5~1mm；旋绕比在4.5~6的弹簧心轴，其直径等于弹簧内径；而旋绕比大于6的弹簧心轴，其直径则小于弹簧内径0.5~1mm。 2、 弹簧卷制高度的确定

弹簧的卷制高度，要比图纸规定的自由高度大一些。这主要是因为考虑到弹簧压缩时的塑性变形和磨削端面的耗损量之故。一般把弹簧高度叫做虚作高度。而把虚作高度与弹簧自由高度之差。叫做虚作量，计算公式如下： H`0=H0+Δf

式中 H`0——弹簧虚作高度（mm）

H0——弹簧自由高度（mm） Δf——虚作量（mm）。

虚作量（Δf）的大小与弹簧高度、间隙、旋绕比、钢材牌号、热处理以及压缩应力等因素有关，到目前为止，还没有一个完善的计算方法。根据生产实践经验，一般虚作量为弹簧自由高度的上公差值再加上弹簧自由高度的1~2%。按以上方法确定的虚作量，还需要经过实践考验，通过生产试验，最后确定正确的数值。 弹簧的虚作高度的公差一般可按+2和-1mm控制。 3、 预压方法

弹簧的预压方法有两种：

1）全压缩 将弹簧压缩至实体高度（各簧圈密贴）的预压方法，叫全压缩。也称压并试验。这种预压方法消除弹簧的塑性变形最彻底。但此法仅适用于在全压缩时，扭转应力不超过最大允许值的弹簧。

2）预压高度 扭转应力超过最大允许值的弹簧，不能实行全压缩，必须用最大允许应力值换算出弹簧的预压负荷，而后按此负荷进行预压。实际生产中，对这样的弹簧，是按照预压高度（加放垫铁）压缩。

弹簧的预压高度按下式计算： Hτ=H0－Fτ=H0－πnD2（τ）/Gd 式中 Hτ——预压高度，即垫铁高度mm H0——弹簧自由高度mm

Fτ——在允许应力范围内的最大挠度mm π——取3.14 D——弹簧中径mm d——弹簧料径mm

（τ）——最大允许扭转应力（Kg/mm2） G——剪切弹性模数，取8000 Kg/mm2. 二、冷卷弹簧

一般冷卷弹簧材料直径≤14mm。 1、 心轴

1） 心轴直径的选择

冷卷弹簧使用的材料一般都是具有回弹涨力，钢丝经卷绕后，簧圈直径一般是往大涨。因此，选择心轴直径尺寸应小于弹簧内径尺寸。一种确定冷卷弹簧心轴直径尺寸的经验计算公式：

冷卷碳素弹簧钢丝弹簧心轴直径计算 Dx=｛1－（C+a）/100｝Dn 式中 Dx——卷黄心轴直径mm Dn——弹簧内径mm C——弹簧旋绕比 a——系数。查表1 系数a值 表1

料径dmm ≤0.5 ＞＞0.8~1.1 0.5~0.8 ＞1.1~2 ＞2~3.4 ≥3.5 系数a

8 6 5 4 3 2

2）冷卷50CrVA钢丝弹簧心轴直径计算：

Dx=uDn

式中 Dx——弹簧心轴直径mm Dn——弹簧内径mm u——心轴系数查表2 系数u值

料径d mm ≤1.5 ＞1.5~2.5 ＞2.5~5.5 ＞5.5 旋绕比C≤3.5

3）冷卷60Si2Mn钢丝弹簧心轴直径计算： Dx=u1Dn

式中 Dx——卷黄心轴直径mm Dn——弹簧内径mm u1——心轴系数。查表3.

u 0.95 0.96 0.97 0.98 1

料径d mm ≤1.5 ＞1.5~2.5 ＞2.5~5.5 ＞5.5 旋绕比C≤3 U1 0.94 0.95 0.96 0.98 1 使用以上公式计算出来的心轴直径尺寸，还需要经过试卷验证，即首件试验——把卷制的第一件弹簧进行全面的工艺试验。然后按首件试验结果，修正或确定冷卷弹簧心轴直径尺寸。 2、 卷黄常见缺陷及其预防措施 1） 弹簧直径超限

经卷绕后的弹簧直径过大或过小，统称为弹簧直径超限缺陷。产生这种缺陷的主要原因是卷黄心轴直径尺寸选择不当，或自动卷黄机的导向销距离位置调整不当所致。预防方法是：①正确选择心轴直径尺寸或调整导向销距离。②加强首件试验，在操作中勤抽查，发现缺陷及时纠正。③如果已经出现弹簧直径超限缺陷，对于普通卷黄机卷绕的非并圈长串弹簧料来讲，轻微的直径超限可按下述方法补救：Ⅰ、弹簧直径过大，固定一端，在另一端顺螺旋方向旋转扭紧，使之直径缩小；Ⅱ、若弹簧直径过小，可将其一端固定，在另一端逆螺旋方向旋转松散，使弹簧直径增大。严重的弹簧直径超限将造成废品。

2） 断裂

在卷绕弹簧的过程簧圈断裂，是无可挽救的废品。造成断裂的原

因是：Ⅰ、原材料硬度过高，卷绕时脆。Ⅱ、裂原材料缺陷在冷卷时扩大暴露出来。Ⅲ、弹簧旋绕比太小，冷弯曲应力超过材料强度极限而断裂。预防方法是：①严格原材料检查，不合格材料不投产。②设计弹簧正确选择旋绕比值，旋绕比值不应太小。

3） 重叠 卷绕弹簧时，钢丝不走螺距而堆积缠绕在一起而成重叠。重叠也是一种不可挽救的废品。产生重叠的原因是：①人工卷制送料不当。②卷黄操作不正确，例如只开动心轴旋转机构，而不开动丝杠调节螺距机构，就会卷成重叠缺陷。③卷黄机控制调节螺距机构发生故障失灵，造成重叠缠绕。预防这种缺陷的方法是，提高操作技术水平，遵守卷黄操作规程，发现问题及时修理调整。

4） 大头缺陷 卷绕后的弹簧一头直径大，叫做大头缺陷，俗称大脑袋。这是普通卷黄机常见的一种缺陷，它是由于冷卷弹簧后，自由松放而甩成的。自动（无心）卷黄机导向销松动也会产生大头缺陷。预防的方法是冷卷弹簧后，开倒车松放，退心去黄，严禁自由松放。采取自动卷黄机卷黄时，应检查导向销是否松动，如发现松动应及时修理调整。

5） 弹簧直径大小不一致 这种缺陷是同一个弹簧的直径大小不一。造成这种缺陷的原因主要是原材料质量不良所致。例如，同一根钢丝强度不一致，强度高的部分卷绕后的簧圈回弹力强，而强度低的部分卷绕后的簧圈回弹力弱，致使出现各簧圈直径不一致的缺陷。此外，卷绕时手工送料使力不均，或无心卷黄机导向销松动，也是造成弹簧直径粗细不一致缺陷。预防这种缺陷的方法是：①严

格原材料检查，不合格材料不投产。②手工送料使力要均匀一致，紧固自动卷黄机导向销。

6） 螺距不均匀 卷绕后的弹簧螺旋距离不一致，有大有小，相差悬殊，这就叫做螺距不均匀缺陷。螺距不均匀将给弹簧调整工序造成困难。产生螺距不均匀的原因：①人工送料卷制，送料操作不良所致。②卷黄机控制螺距机构发生故障或调整不当所致。预防的办法是提高操作技术，卷黄前应试车检查控制螺距机构有否毛病，发现问题及时处理纠正。