螺旋拉伸、扭轉(zhuǎn)彈簧的制造(1)

螺旋拉伸、扭轉(zhuǎn)彈簧的制造(1)
本節(jié)僅討論應(yīng)用最廣泛的圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)與制造。
　　一、 圓柱彈簧結(jié)構(gòu)
　　圓柱螺旋彈簧根據(jù)受力性質(zhì)，有三種類(lèi)型：
　　1. 圓柱螺旋壓縮彈簧
　　1）彈簧各圈間距
　　設(shè)彈簧的節(jié)距為p；彈簧絲的直徑為d；在自由狀態(tài)下各圈之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g距δ。為了使彈簧在壓縮后仍能保持一定的彈性，還應(yīng)保證在最大載荷作用下，各圈之間仍具有一定的間距δ1。δ1的大小一般推薦為:　δ1=0.1d≥0.2mm
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　　2）死圈
　　彈簧的兩個(gè)端面圈與鄰圈并緊(無(wú)間隙)，只起支承作用，不參與變形，故稱為死圈。當(dāng)彈簧的工作圈數(shù)n≤7時(shí)，彈簧每端的死圈約為0.75圈；當(dāng)n>7時(shí)，每端的死圈約為1～1.75圈。
　　3）端部結(jié)構(gòu)形式
　　YI型(圖a)：兩個(gè)端面圈均與鄰圈并緊，并在專用的磨床上磨平；
　　YII型(圖b)：加熱卷繞時(shí)彈簧絲兩端鍛扁且與鄰圈并緊(端面圈可磨平，也可不磨平)；
　　YIII型(圖c)：兩個(gè)端面圈均與鄰圈并緊不磨平
　　在重要的場(chǎng)合，應(yīng)采用YI型，以保證兩支承端面與彈簧的軸線垂直，從而使彈簧受壓時(shí)不致歪斜。彈簧絲直徑d≤0.5mm時(shí)，彈簧的兩支承端面可不必磨平。d>0.5mm的彈簧，兩支承端面則需磨平。磨平部分應(yīng)不少于圓周長(zhǎng)的3/4。端頭厚度一般不小于d/8，端面粗糙度應(yīng)低于
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　　2．圓柱螺旋拉伸彈簧
　　1）端部掛鉤型式
　　拉伸彈簧為了便于聯(lián)接、固著及加載，兩端制有掛鉤。
　　LI型和LII型掛鉤制造方便，應(yīng)用很廣。但因掛鉤過(guò)渡處產(chǎn)生很大彎曲應(yīng)力，故只宜用于彈簧絲直徑d≤l0mm的彈簧中。
　　LVII、LVIII型掛鉤不與彈簧絲聯(lián)成一體，故無(wú)前述過(guò)渡處的缺點(diǎn)，而且這種掛鉤可以轉(zhuǎn)到任意方向，便于安裝。在受力較大的場(chǎng)合，最好采用LVII型掛鉤，但它的價(jià)格較貴。
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　　2）有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧
　　圓柱螺旋拉伸彈簧空載時(shí)，各圈應(yīng)相互并攏。另外，為了節(jié)省軸向工作空間，并保證彈簧在空載時(shí)各圈相互壓緊，常在卷繞的過(guò)程中，同時(shí)使彈簧絲繞其本身的軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。這樣制成的彈簧，各圈相互間即具有一定的壓緊力，彈簧絲中也產(chǎn)生了一定的預(yù)應(yīng)力，故稱為。這種彈簧一定要在外加的拉力大于初拉力F0后，各圈才開(kāi)始分離，故可較無(wú)預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧節(jié)省軸向的工作空間。
　　3、螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧
　　扭轉(zhuǎn)彈簧，為了便于聯(lián)接、固著及加載，兩端制有桿臂：
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　　(二) 圓柱螺旋彈簧制造
　　螺旋彈簧的制造工藝包括：a)卷制；b)掛鉤的制作或端面圈的精加工；c)熱處理；d)工藝試驗(yàn)及強(qiáng)壓處理。
　　卷制是把合乎技術(shù)條件規(guī)定的彈簧絲卷繞在芯棒上。大量生產(chǎn)時(shí)，是在萬(wàn)能自動(dòng)卷簧機(jī)上卷制；單件及小批生產(chǎn)時(shí)，則在普通車(chē)床或手動(dòng)卷繞機(jī)上卷制。
　　卷制分冷卷及熱卷兩種。冷卷用于經(jīng)預(yù)先熱處理后拉成的直徑 d<(8～10)mm的彈簧絲；直徑較大的彈簧絲制作的強(qiáng)力彈簧則用熱卷。熱卷時(shí)的溫度隨彈簧絲的粗細(xì)在800～1000℃的范圍內(nèi)選擇。不論采用冷卷或熱卷，卷制后均應(yīng)視具體情況對(duì)彈簧的節(jié)距作必要的調(diào)整。
　　彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進(jìn)行熱處理。熱處理后的彈簧表面不應(yīng)出現(xiàn)顯著的脫碳層。冷卷后的彈簧只作回火處理，以消除卷制時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
　　此外，彈簧還須進(jìn)行工藝試驗(yàn)和根據(jù)彈簧的技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)行精度、沖擊、疲勞等試驗(yàn)，以檢驗(yàn)彈簧是否符合技術(shù)要求。要特別指出的是，彈簧的持久強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，在很大程度上取決于彈 簧絲的表面狀況，所以彈簧絲表面必須光潔，沒(méi)有裂紋和傷痕等缺陷。表面脫碳會(huì)嚴(yán)重影響材料的持久強(qiáng)度和抗沖擊性能。因此脫碳層深度和其它表面缺陷應(yīng)在驗(yàn)收彈簧的技術(shù)條件中詳細(xì)規(guī)定。重要的彈簧還須進(jìn)行表面保護(hù)處理(如鍍鋅)；普通的彈簧一般涂以油或漆。
　　對(duì)于重要的彈簧，還要進(jìn)行強(qiáng)壓處理。強(qiáng)壓處理是使彈簧在極限載荷作用下受載持續(xù)6～48h，以便在彈簧絲截面的危險(xiǎn)區(qū)產(chǎn)生塑性變形和殘余應(yīng)力。由于殘余應(yīng)力與工作應(yīng)力符號(hào)相反，因而強(qiáng)壓處理過(guò)的彈簧最大工作應(yīng)力較小，一次強(qiáng)壓處理可提高彈簧靜載的承載能力25%。若經(jīng)噴丸處理可提高20%。但用于長(zhǎng)期振動(dòng)，高溫和腐蝕性介質(zhì)中的彈簧，以及一般用途的彈簧不宜采用這種