三年級科學(xué) 彈簧知識

1、1 彈簧的功用和類型彈簧的功用和類型 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 3 熱處理及表面處理熱處理及表面處理 4 彈簧加工工藝圖彈簧加工工藝圖 5 產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具 工作特點：工作特點：彈簧在外力作用下能產(chǎn)生較大的彈性變形，彈簧在外力作用下能產(chǎn)生較大的彈性變形， 在機械設(shè)備中被廣泛用作彈性元件。在機械設(shè)備中被廣泛用作彈性元件。 功用：功用： 1. 1. 控制機構(gòu)運動或零件的位置控制機構(gòu)運動或零件的位置; ; 如凸輪機構(gòu)、離合器、閥門等；如凸輪機構(gòu)、離合器、閥門等； 3. 3. 存儲能量存儲能量; ; 如鐘表儀器中的彈簧；如鐘表儀器

2、中的彈簧； 4. 4. 測量力的大小測量力的大小; ; 如彈簧秤中的彈簧如彈簧秤中的彈簧 螺旋螺旋 彈簧彈簧 圓柱形圓柱形 截錐形截錐形 按形狀分按形狀分 按受載分按受載分 拉伸彈簧拉伸彈簧 壓縮彈簧壓縮彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧 類型：類型： 分類分類 2. 2. 緩沖吸振緩沖吸振; ; 如車輛彈簧和各種緩沖器中的彈簧；如車輛彈簧和各種緩沖器中的彈簧； 分類分類 螺旋彈簧螺旋彈簧 圓柱形圓柱形 截錐形截錐形 按形狀分按形狀分 按受載分按受載分 拉伸彈簧拉伸彈簧 壓縮彈簧壓縮彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧 環(huán)形彈簧環(huán)形彈簧 平面渦圈彈簧平面渦圈彈簧 板彈簧板彈簧 碟形彈簧碟形彈簧 一、彈簧的制造一、彈簧的

3、制造 2 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 二、彈簧的材料二、彈簧的材料 制造過程：卷繞、端面加工制造過程：卷繞、端面加工( (壓簧壓簧) )或拉鉤制作（拉簧或扭簧）、熱或拉鉤制作（拉簧或扭簧）、熱 處理和工藝性試驗。處理和工藝性試驗。 冷卷：冷卷：d12 mmd12 mm，不易淬透，故僅適用于小尺寸的彈簧。，不易淬透，故僅適用于小尺寸的彈簧。 適用于承受變載荷、沖擊載荷或工作溫度較高的彈簧。適用于承受變載荷、沖擊載荷或工作溫度較高的彈簧。 選用原則：選用原則： 充分考慮載荷條件（載荷的大小及性質(zhì)、工作溫度和周圍介質(zhì)的情充分考慮載荷條件（載荷的大小及性質(zhì)、工作溫度和周圍

4、介質(zhì)的情 況）、功用及經(jīng)濟性等因素。一般應(yīng)優(yōu)先采用碳素碳簧鋼絲。況）、功用及經(jīng)濟性等因素。一般應(yīng)優(yōu)先采用碳素碳簧鋼絲。 2 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 主類：主類：常用的材質(zhì)有碳素鋼線（常用的材質(zhì)有碳素鋼線（SWCSWC）、不銹鋼線（）、不銹鋼線（SUSSUS）、）、 琴鋼線（琴鋼線（SWP-ASWP-A、B B）、鍍鎳線（）、鍍鎳線（SWICSWIC）、磷銅線（）、磷銅線（PBWPBW） 鍍鎳線鍍鎳線 不銹鋼線不銹鋼線 SUS301SUS301 SUS302SUS302 SUS304SUS304 SUS130SUS130 SUS316SUS316 SUS631S

5、US631 不銹鋼鍍鎳線不銹鋼鍍鎳線 Ni SUSNi SUS 霧面不銹鋼霧面不銹鋼亮面不銹鋼亮面不銹鋼 碳素鋼線碳素鋼線 82B82B72A72A65Mn65Mn 碳素鍍鎳線碳素鍍鎳線 SWIC 2 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 碳素鋼線：碳素鋼線：表面較黑，在較高溫度處理的情況下表面易氧化為黃色，在高溫下表面較黑，在較高溫度處理的情況下表面易氧化為黃色，在高溫下 表面燒成藍色，裸露在空氣中易生銹，在原材料生產(chǎn)時雖已有表面燒成藍色，裸露在空氣中易生銹，在原材料生產(chǎn)時雖已有 一定的防銹能力，但當油分消失則仍受空氣腐蝕，因而在生產(chǎn)一定的防銹能力，但當油分消失則仍受空氣

6、腐蝕，因而在生產(chǎn) 產(chǎn)品時應(yīng)加以適當?shù)谋砻嫣幚?，如加防銹油或電鍍，碳素鋼線種類產(chǎn)品時應(yīng)加以適當?shù)谋砻嫣幚?，如加防銹油或電鍍，碳素鋼線種類 多含碳量不同，所采用的原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品在同等條件下有差異，多含碳量不同，所采用的原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品在同等條件下有差異， 磨平時，材料在受力摩擦時產(chǎn)生的火花顏色較黃。磨平時，材料在受力摩擦時產(chǎn)生的火花顏色較黃。 不銹鋼線：不銹鋼線：表面為金屬白色，有些牌號的材料表面更是光良，在較高溫度時不表面為金屬白色，有些牌號的材料表面更是光良，在較高溫度時不 變色，在高溫時達到一定溫度后易顯黃色，但不可清晰（酸洗）。變色，在高溫時達到一定溫度后易顯黃色，但不可清晰（酸洗）。

7、磷銅線：磷銅線： 表面為黃色或帶一點紅色，一般不需要熱處理定型，屬有色金屬，表面為黃色或帶一點紅色，一般不需要熱處理定型，屬有色金屬， 易在空氣中氧化成青綠色，導(dǎo)電性好，但產(chǎn)品易變形，常用語客戶易在空氣中氧化成青綠色，導(dǎo)電性好，但產(chǎn)品易變形，常用語客戶 特別指明的材質(zhì)。特別指明的材質(zhì)。 2 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 當金屬線卷繞成型時，將產(chǎn)生金屬的柔軟性，使它恢復(fù)原來的形狀，這種試圖當金屬線卷繞成型時，將產(chǎn)生金屬的柔軟性，使它恢復(fù)原來的形狀，這種試圖 保持原有形狀的金屬軟性，就是材料的特性。保持原有形狀的金屬軟性，就是材料的特性。 區(qū)分區(qū)分碳素鋼線碳素鋼線琴鋼線

8、琴鋼線不銹鋼線不銹鋼線磷銅線磷銅線 外徑變小變小變大不變化 長度變長或變短變長或變短變短不變化 圈數(shù)增多增多減少不變化 角度變小變小變大不變化 2 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 彈簧的許用應(yīng)力主要取決材料品質(zhì)、熱處理彈簧的許用應(yīng)力主要取決材料品質(zhì)、熱處理 方法、載荷性質(zhì)、彈簧的工作條件和重要程方法、載荷性質(zhì)、彈簧的工作條件和重要程 度，以及簧絲的尺寸等度，以及簧絲的尺寸等 彈簧按載荷分為三類：彈簧按載荷分為三類： I I類彈簧：類彈簧： 受變載荷作用次數(shù)受變載荷作用次數(shù)10106 6，或很重要的彈簧。，或很重要的彈簧。 IIII類彈簧：受變載荷作用次數(shù)在類彈簧：受變

9、載荷作用次數(shù)在10103 3 10 105 5 ，或受沖擊載荷的，或受沖擊載荷的 彈簧，或受靜載荷的重要彈簧。彈簧，或受靜載荷的重要彈簧。 IIIIII類彈簧：受變載荷作用次數(shù)在類彈簧：受變載荷作用次數(shù)在10103 3 ，或受靜載荷的彈簧。，或受靜載荷的彈簧。 三、彈簧的許用應(yīng)力三、彈簧的許用應(yīng)力 2 2 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 表表1 1 螺旋彈簧的常用材料和許用應(yīng)力螺旋彈簧的常用材料和許用應(yīng)力 材材 料料 名名 稱稱 牌號牌號 65、70 0.3B 0.4B 0.5B 40120 碳素彈簧碳素彈簧 鋼絲鋼絲, , , 60Si1Mn 480 640 800 4

10、0200 4550HRC 合金彈合金彈 簧鋼絲簧鋼絲 類類彈簧彈簧 I 青銅絲青銅絲 類類彈簧彈簧 II 類類彈簧彈簧 III 推薦使用推薦使用 溫度溫度 推薦硬度推薦硬度 范圍范圍 特性及用途特性及用途 強度高，性能好，強度高，性能好， 但尺寸大了不易淬但尺寸大了不易淬 透，只適用于小彈透，只適用于小彈 簧?；?。 50CrVA 450 600 750 40210 4550HRC 4Cr13 450 600 750 40300 4853HRC QSi3-1 270 360 450 QSn4-3 270 360 450 40120 90100HBS 彈性和回火穩(wěn)定性彈性和回火穩(wěn)定性 好，易脫碳，

11、用于好，易脫碳，用于 制造受重載的彈簧。制造受重載的彈簧。 有高的疲勞極限，有高的疲勞極限， 彈性、淬透性和回彈性、淬透性和回 火穩(wěn)定性好，常用火穩(wěn)定性好，常用 于承受變載的彈簧于承受變載的彈簧 耐腐蝕，耐高溫，耐腐蝕，耐高溫， 適用于做較大的適用于做較大的 彈簧彈簧 耐腐蝕，防磁好耐腐蝕，防磁好 許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力 / MPa 組組 別別 I II、IIa III 鋼絲直徑鋼絲直徑 d/mm 0.2 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 8.0 2700 2700 2650 2600 2500 2400 2200 2

12、000 1800 1700 1650 1600 1500 1500 1450 - 2250 2250 2200 2150 2050 1950 1850 1800 1650 1650 1550 1500 1400 1400 1350 1250 1750 1750 1700 2170 1650 1550 1450 1400 1300 1300 1200 1150 1150 1100 1350 1250 表表2 2 碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限 3 3 熱處理及表面處理熱處理及表面處理 1. 消除它的內(nèi)應(yīng)力，使彈簧形狀固定，增加彈性，延長使用壽命。消除它的內(nèi)應(yīng)力，使彈簧形狀固

13、定，增加彈性，延長使用壽命。 2. 材質(zhì)本身硬度增高。材質(zhì)本身硬度增高。 1. 淬火加中溫回火處理。淬火加中溫回火處理。 用這種處理方法的多數(shù)為熱軋材料以熱成形方法用這種處理方法的多數(shù)為熱軋材料以熱成形方法 制作的彈簧，或者用冷拉退火鋼絲以冷卷成型的彈簧。中溫回火后的制作的彈簧，或者用冷拉退火鋼絲以冷卷成型的彈簧。中溫回火后的 組織為回火托氏體，此彈簧有很高的彈性極限與屈服強度，同時又有足夠的組織為回火托氏體，此彈簧有很高的彈性極限與屈服強度，同時又有足夠的 韌性和塑性。韌性和塑性。 2. 低溫去應(yīng)力回火。應(yīng)用這一處理方法的主要是一些用冷拉彈簧鋼絲或油淬低溫去應(yīng)力回火。應(yīng)用這一處理方法的主要是

14、一些用冷拉彈簧鋼絲或油淬 回火鋼絲冷盤成形的彈簧。回火鋼絲冷盤成形的彈簧。 3 3 熱處理及表面處理熱處理及表面處理 表面處理表面處理種類種類要求要求 幾種常見不良現(xiàn)象幾種常見不良現(xiàn)象 主要主要次要次要 鍍鎳鍍暗鎳、光亮鎳、半光亮鎳、緞狀鎳 表面呈白色光亮、 鍍層均勻、無脫皮現(xiàn)象。 脫皮、斑點、燒焦、 亮度不夠 鍍層不均勻、發(fā)黃 鍍過厚或太薄 鍍鋅白鋅、蘭鋅 表面呈銀白色或藍色光澤、 表面光滑、無氧化現(xiàn)象。 斑點、亮度不夠、被 氧化成灰白色、燒焦 發(fā)黃、鍍層太薄 鍍銅普通酸性鍍銅、光亮酸性鍍銅 表面呈粉紅色、 有一定光澤、光滑。 表面粗糙、燒焦 斑點、鍍層太薄、 表面氧化成銅粉 鍍五彩指鍍鋅后

15、的彩色鈍化 表面呈彩虹色、 鍍層光亮、均勻。 表面粗糙、裂紋燒焦斑點 發(fā)黑又叫發(fā)蘭 表面呈墨黑色或深藍色、 鍍層均勻、有一定光亮。 鍍件被鍍粗或鍍細， 材質(zhì)被藥水腐蝕， 鍍層太薄 斑點、鍍層不平 鍍鉻 裝飾性鍍鉻、耐磨鍍鉻、尺寸鍍鉻、 乳白色鉻、其他色澤的鍍鉻 表面呈藍白色、無裂紋、 表面光滑、均勻。 光澤度不夠、燒焦、 裂紋 斑點、鍍不平 鍍金鍍真金、鍍仿金 表面呈金黃色、光亮壓彎 至 90 不脫落。 亮度不夠、有傷痕、 脫皮 斑點、鍍層太薄 鍍銀鍍純銀表面呈銀灰色、光亮表面粗糙、有條紋斑點、鍍層太薄 4 4 彈簧加工工藝圖彈簧加工工藝圖 樣品和圖紙樣品或圖紙確認 訂單評審 安排生產(chǎn) 生產(chǎn)任

16、務(wù)單 客戶承認 來料 入庫 領(lǐng)料 機械成型 量產(chǎn) 熱處理 表面處理 包裝 入庫 樣品制作訂購材料 接單 進料檢驗 熱處理 半成品檢驗 成品檢驗 包裝檢驗 出貨 首樣確認檢驗 出貨檢驗 客戶 自檢及巡檢 售后服務(wù) 改善 改善確認 歸檔 NG OK OK 5 5 產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具 1. 明確測量對象及產(chǎn)品的各類尺寸及功能等幾何參數(shù)，因而需熟悉產(chǎn)品的明確測量對象及產(chǎn)品的各類尺寸及功能等幾何參數(shù)，因而需熟悉產(chǎn)品的 標準以便進行測量。目前，我公司主要有標準以便進行測量。目前，我公司主要有作業(yè)標準指導(dǎo)書作業(yè)標準指導(dǎo)書和標準樣品和標準樣品 或客戶原始樣品等作為檢驗產(chǎn)品

17、的標準?；蚩蛻粼紭悠返茸鳛闄z驗產(chǎn)品的標準。 2. 常用的測量單位有（中英文表示）常用的測量單位有（中英文表示） 如尺寸：米如尺寸：米m、毫米、毫米mm、厘米、厘米cm、微米、微米um、平方米、平方米 如力值：克如力值：克g、毫克、毫克mg、千克、千克kg、牛、牛N、磅磅LB、升升L、毫升、毫升ml、 英制英制in (1in=25.4mm) 等等 3. 五金加工過常用的測量器具有：五金加工過常用的測量器具有： 卡尺、千分尺、高度尺、角度尺、卷尺、投影儀、卡尺、千分尺、高度尺、角度尺、卷尺、投影儀、3D、拉壓力測試儀、拉壓力測試儀、 扭力測試儀、通止規(guī)等扭力測試儀、通止規(guī)等 5 5 產(chǎn)品測量的基

18、本知識及常用量具產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具 1. 1. 游標卡尺游標卡尺 目前我公司最常用的量具是帶表游標卡尺，精度目前我公司最常用的量具是帶表游標卡尺，精度 0.020.02毫米，量程一般毫米，量程一般 0-150 0-150 毫米或毫米或 0-200 0-200 毫米。毫米。 卡尺可量測位置為：卡尺可量測位置為：A A、用來測內(nèi)徑或內(nèi)孔徑（寬度）、用來測內(nèi)徑或內(nèi)孔徑（寬度） B B、用來測外徑、寬度、長度、厚度等、用來測外徑、寬度、長度、厚度等 C C、用來測孔深或易彎曲變形的尺寸、用來測孔深或易彎曲變形的尺寸 2.2.千分尺千分尺 外徑千分尺，也有稱為外徑百分尺，一周螺桿是外徑千分尺，

19、也有稱為外徑百分尺，一周螺桿是 0.5mm0.5mm、精度是、精度是 0.01mm0.01mm、 量程有量程有 0-25mm0-25mm、25-50mm 25-50mm 兩種。兩種。 5 5 產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具 3.3.拉壓測試機拉壓測試機 共有兩臺，一臺量程為共有兩臺，一臺量程為 0-5KG0-5KG，精度，精度 1 1g g，另一臺量程為，另一臺量程為 0-1000N0-1000N， 精度精度 0.1N0.1N，主要用于檢測拉伸彈簧的拉力和壓縮彈簧的壓力。，主要用于檢測拉伸彈簧的拉力和壓縮彈簧的壓力。 4.4.扭力測試機扭力測試機 共有一臺，量程為共有

20、一臺，量程為 0-5KG0-5KG，精度，精度 1g1g，主要用于檢測扭轉(zhuǎn)彈簧的彈力。，主要用于檢測扭轉(zhuǎn)彈簧的彈力。 5.5.投影儀投影儀 共有一臺，為一周共有一臺，為一周 360360度，量程為度，量程為 0-150mm0-150mm，精度為，精度為 0.01 0.01 度，度，0.01mm0.01mm， 用于檢測產(chǎn)品的角度及不易檢測的微小尺寸。用于檢測產(chǎn)品的角度及不易檢測的微小尺寸。 5 5 產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具產(chǎn)品測量的基本知識及常用量具 1. 1. 檢驗常識檢驗常識 A A：外徑：外徑 - - 測量最大值測量最大值B B：內(nèi)徑：內(nèi)徑 - - 測量最小值測量最小值 C C：自由長

21、：自由長 - - 測量最高點測量最高點 2. 2. 旋向的判定旋向的判定 右旋：右旋： 從螺旋彈簧一端觀察，彈簧繞向按順時針方向旋轉(zhuǎn)。從螺旋彈簧一端觀察，彈簧繞向按順時針方向旋轉(zhuǎn)。 左旋：左旋： 從螺旋彈簧一端觀察，彈簧繞向按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。從螺旋彈簧一端觀察，彈簧繞向按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 自由長：拉簧拉伸的長度為自由長。自由長：拉簧拉伸的長度為自由長。 自由高：一般壓縮的彈簧叫自由高。自由高：一般壓縮的彈簧叫自由高。 座圈：座圈： 作用時支撐的圈數(shù)（也就是壓簧的最后一圈和起始圈。作用時支撐的圈數(shù)（也就是壓簧的最后一圈和起始圈。 有效圈：工作時參與彈性變形的圈為有效圈。有效圈：工作時參與彈性變形的圈為有效圈。 計算壓簧兩端并緊的有效圈：總?cè)?shù)計算壓簧兩端并緊的有效圈：總?cè)?shù) - - 座圈。座圈。 拉簧的有效圈：去掉兩端耳朵的圈數(shù)，內(nèi)卡圈數(shù)為有效圈。拉簧的有效圈：去掉兩端耳朵的圈數(shù)，內(nèi)卡圈數(shù)為有效圈。 節(jié)距：節(jié)距： 圈與圈之間的距離叫節(jié)距（在不包括線徑的情況下），圈與圈之間的距離叫節(jié)距（在不包括線徑的情況下）， 圈數(shù)少，節(jié)距大的彈簧容易疲乏。圈數(shù)少，節(jié)距大的彈簧容易疲乏。 表示：同軸度，它屬于位置公差。表示：同軸度，它屬于位置公差。 表示：垂直度，它屬于位置公差。表示：垂直度，它屬于位置公差。 5 5 產(chǎn)品測