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弹簧成形工艺的确定波形弹簧的形状如何是影响使用的关键因素

作者: 来源: 发布于:2018-09-14 8:05:17

弹簧成形工艺的确定波形弹簧的形状如何是影响使用的关键因素。如何保证理论上的理想曲线形状是由成形工艺确定的,因此合理地选择波形弹簧的成形工艺,才能保证技术要求。

波形弹簧成形工艺的确定原则任何零件生产工艺的确定都是围绕零件的技术要求来进行的。不论农什么样的1艺最终是要满足零件的技术要求。对波形弹簧成形工艺的确定,同样也要满足技术使用竖求。波形弹簧的工作状态,波形弹簧既受弯应力又受扭应力,且载荷性质为循环冲击载荷及振动。

常失效形式有弹性丧失和疲劳断裂,故要求有高的弹性极限屈强比和高的疲劳强度,材料为不锈钢01观7人硬度和弹性极限很高。因此,在制定成形工艺时,要充分考虑波形弹簧的这些使用要求。技术要求及材料性能,另外还必须考虑工艺的,实观忭及生产成本只有综合考虑多方面的闪真小能制定出完善的波形弹簧成形工艺,满足技术要求及使用要求。
  
波形弹簧成形工艺的确定传统的波形弹簧形状为多个正弦波形,成形工艺为先进行冷压预成形,再通过时效热处理,最后完成全部的成形1艺。预压成形,于该村料有较的弹性,冷压时回弹量很大,因此,采用成形高度可调的成形模来进行,即冷压时其波峰与波谷的高度差比理论计算的值要大,差值大小根据实验情况来定,最后的波形汕过,效热处理来保证。由此町以知道,山尸诸容不确定因素其波形具有不确定性。
 
采用这种成形工艺加到的成品。安装在离六器1冗,发现波形弹簧无法压平,其与法兰盘及衔铁之间最大间隙可达2以上,与技术要求的间隙相差很大,导致离合器无法正常使用。造成这种情况的原因是预成形时,弹簧发生了不必要的塑性变形,而此塑性变形在其后的时效处理工序中又无法予以完全消除。因此,波形与理论波形有差异,不能满足技术要求,也就无法正常使用。此种成形艺不从保证波形弹黄的设计要求波形。
 
形状上有差别,传统的波形弹簧形状为正弦波形,而所讨论的波形弹簧形状为自由复杂曲面,是根据波形弹簧实际受力状态建立数学模型,利用有限元软件计算后的数据得到的曲面。在进行成形实验时,采用该计算数据加工制造的成形模13进行实验,发现当加上载荷时形状与成形模形状样,旦卸去载荷其形状与理论设计的数据相差很大,大载荷,形状无明显改变,也就是说与所加载荷的大小关系不大。
 
由此可知,采用上述成形工艺不能满足波形弹,任何材料的屈服极限在常温状态与在加热状态下是不同的,随加热温度的升高而下降。如果在超出材料的屈服极限状态下进行各种加压成形处理,则去掉载荷后其形状将会保持成形后的状态,不会回复到成形前的状态。根据这理论,可考虑对波形弹簧在其屈服极限状态下进行成形处理。实验方法首先对波形弹簧材料进行时效热处理。
 
具体方法是将波形弹簧毛坯加热到定温度后,保温1然后测量机械性能和弹性,发现随加热温度的升高机械件能和弹性随淑高。达到淀温度后实验温性反而1降。在此温度下进厅成形实验,所加载荷为波形弹黄实际工作时的载荷,发现波形弹黄成形后的形状与理论计算致,由此可确定此温度状态下已经超出该材料的屈服极限,在此温度下进行波形弹簧成形处理比较合适。
 
波形弹簧成形工艺的制定迪过以1实验比较分析,确定波形弹黉成形工艺为加压成形与时效热处理同时进行。
 
弹簧波形弹簧中各部分的名称为:
1、弹簧丝直径d:制造弹簧的钢丝直径。
2、弹簧外径D:弹簧的最大外径。
3、弹簧内径D1:弹簧的最小外径。
4、弹簧中径D2:弹簧的平均直径。它们的计算公式为:D2=(D+D1)÷2=D1+d=D-d
5、t:除支撑圈外,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距,用t表示。
6、有效圈数n:弹簧能保持相同节距的圈数。
7、支撑圈数n2:为了使弹簧在工作时受力均匀,保证轴线垂直端面、制造时,常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用,称为支撑圈。一般有1.5T、2T、2.5T,常用的是2T。
8、总圈数n1: 有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
9、自由高H0:弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算:H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2时)
10、弹簧展开长度L:绕制弹簧时所需钢丝的长度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (压簧) L=ЛD2 n+钩部展开长度(拉簧)
11、螺旋方向:有左右旋之分,常用右旋,图纸没注明的一般用右旋。
弹簧波形弹簧的制造工艺有多种多样,但其主要的成形寸:艺主要有两种,冷成形和热成形。
     
在弹簧冷成形工艺中,波形弹簧的制作主要采用油淬火回火材料、铅浴韧化热处理弹簧线材、冷拔强化线材等,采用这类材料制造弹簧的工艺过程中一般不需要专门的热处理而只需要进行去应力退火,弹簧的设计工作应力与所采用的材料性能相关。弹簧冷成形工艺一般适合于线径较小的、或形状较为复杂的异形弹簧,如线径小于15mm,各种卡、拉、扭弹簧、中凸、中凹、弧形弹簧等。
     
冷成形工艺特点是:厂艺流程简单,避免了再次热处理的变形、脱碳等情况发生。 
在弹簧热成形工艺中,弹簧的制作主要采用热轧材料、退火材料、退火冷拔材料等,采用这类材料制造弹簧需要加热淬火和回火热处理,弹簧的设计工作应力与所选材料及热处理工艺相关。
弹簧波形弹簧热成形工艺一般适合于线径较大的、或形状较为简单的弹簧,如线径大于6mm的各种圆柱或锥形弹簧。热成形工艺特点是产品的增值效应较大,可以生产线径较大的弹簧。
 
请避免如下不当使用方式

1、超过最大压缩量的使用
(30万回条件,接件密著长之使用) 压力产生进而造成折损,接近密著长之使用,会使弹簧线部逐渐密著如此,因为弹簧定数变高造成荷重曲线随之生高,近而产生高应力使弹簧断裂,请不要使用超过30万回。
 
2、无预压的使用
因有间隙造成弹簧上下震动导致弹簧扭曲,如有预压时,弹簧较为稳定。
 
3、弹簧横置使用 
弹簧横置使用时,会造成导销与弹簧磨损并断裂。

4、无弹簧导引的使用
如在无弹簧导引的情况下使用时,很容易造成弹簧底部及本体之扭曲,其扭曲部之局部高压力是导致弹簧断裂的要因,请一定要使用内径导销或外径导引等装置。
 
5、装配面平性度不良时  装配面之平行度不良时会造成弹簧扭曲,局部产生高压力断裂,及平行度不良之场合造成弹簧扭曲与超过30万回使用造成弹簧断裂。请在不超过30万回使用条件下改善装配面的平行度。
 
6、有关弹簧内径及导销  与导销之间间隙过小时,会造成内径之碰撞磨耗,其磨耗部是造成弹簧断裂的要因;相反如间隙太大会造成弹簧扭曲断裂,最佳之间为弹簧内径-1.0mm左右。及自由长较长的弹簧(自由长/外径大于4以上)请用段阶或导销,以避免弹簧体扭曲时与导销之碰撞。
 
7、弹簧外径与沉头孔
沉头孔与弹簧间隙头太小时,会因弹簧压缩致使外侧膨大与沉头孔磨擦造成力集中断裂,较佳的沉头孔径为弹簧外径+1.5mm。自由长较长的弹簧时请用沉头孔形状。
 
8、导销长度及沉头孔深度较短时
导销太短,会造成导销头部与弹簧磨损而断裂,导销的理想长度设定为弹簧长之1/2以上,并请倒C3之倒角。
 
9、变方或使用 
使用弹簧时,弹簧受力扭曲致使内圈弹簧插入到外圈内(或外圈插入内圈)造成断裂。
 
10、弹簧串联的使用  以串联方式使用时致使弹簧弯曲,并超越导销或沉头孔长度,进而造成一相同原因之断裂,及因弹簧本身荷量之稍许差异造成荷重较弱者承受更大的压缩量面断裂。

11、碎片异物夹杂使用时
夹杂异物部分会造成有效卷部无作用仅其他部分之压缩,实质的有效卷数变小近面造成高应力并断裂,请勿将异物夹杂于弹簧内。



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