弹簧基础知识讲座

弹簧基础知识及工艺讲座弹簧的定义：弹簧就是利用材料的弹性变形进行缓冲、复位、储能的器械零件。悬架弹簧的作用：用弹簧支持运动或振动中的物体，由于弹簧受冲击后吸收能量，因此起到缓冲或振动的作用，保证汽车的平稳行驶，延长汽车的寿命。一、弹簧基础知识1.弹簧符号d钢丝直径D2弹簧内径D1弹簧外径D弹簧中径H0弹簧自由长度H1，2，3.。。工作高度P1,2,3…工作负荷G剪切模量σb抗拉强度Q弹簧重量τb压并应力[τ]许用应力n有效圈数n1总圈数t弹簧节距a弹簧夹角C旋绕比b高径比K曲度系数L弹簧展开长度2.弹簧的刚度计算P′=Gd4/8D3n=（P1-P2）/(H1-H2)3.弹簧应力计算τ=8PKD/πd34.K值的计算：K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C5.弹簧单重：Q=πd2Lρ/4=0.000019369*d2*D*n1二、主要的悬架弹簧材料常用的弹簧材料A:SWI-200材料的抗拉强度为1950MPa—2050MpaB:SWI-180材料的抗拉强度为1750MPa—1850MpaC:60Si2MnAD:60SiCrVAE:55CrSi弹簧应力与材料的选用的关系弹簧使用上支点的应力不大于850MPa材料一般选用60Si2MnA弹簧使用上支点的应力850-1030MPa材料一般选用55CrSi弹簧使用上支点的应力1030-1070MPa材料一般选用SWI180弹簧使用上支点的应力1070-1150MPa材料一般选用SWI200目前悬架弹簧使用到最大的应力大概在1200MPa三、弹簧工艺1.冷卷悬架弹簧工艺流程：领用材料—涡流探伤—冷卷—回火—喷丸—强压—工检—磷化—喷涂固化—补漆—移印—测力—标识—包装—检验入库—存储发运材料的领用：根据产品要求的领用符合要求的材料；涡流探伤：利用涡流场来探伤钢丝表面质量，如果钢丝表面光滑，则它会输出稳定的数据，如果钢丝表面有裂纹或是其他的伤痕，他就会输出不稳定的数据，在电脑显示器上就能明显的显示出来他的变化；冷卷：卷绕符合作业指导书和卷绕样件要求的弹簧，并做完工艺试验和装配试验，合格再进行批量生产；回火：回火就是消除卷簧时产生的卷绕表面应力；喷丸：喷丸就是增加弹簧的表面的压应力，使弹簧最大的拉应力从表面移至次表面，提高弹簧的疲劳寿命（注意说明一下压应力和拉应力的原理）强压：通过压缩消除弹簧的永久变形，对弹簧的疲劳寿命也有一定的好处；工检：按工艺要求对弹簧进行预检，将可能产生的问题控制在生产过程中；磷化和喷涂固化：保护弹簧的表面，防止弹簧生锈而出现的早期疲劳断裂；补漆：对弹簧挂钩的地方进行补漆处理；移印：打印弹簧的追溯标识和产品标识；负荷分组：对弹簧进行测力，满足图纸要求的组别，满足装车后的平稳性；色标：弹簧负荷分类标识包装：包装弹簧；检验入库：全尺寸检验弹簧；存储发运：2.热卷悬架弹簧工艺流程：原材料定尺-加热-卷绕成型（卷尾）-淬火（800度）-清洗-回火（400度）-探伤（磁粉探伤）-喷丸-强压-工序检验-磷化表面涂装-负荷分类-色标-包装-检验入库—存储发运原材料定尺寸加热：使用定尺寸弹簧线材，使用感应、电炉或天然气等加热卷绕成型（卷尾）：卷绕符合作业指导书和卷绕样件要求的弹簧，并做完工艺试验和装配试验，合格再进行批量生产；淬火（800度）：卷绕弹簧在800度以上进行淬火处理；使弹簧组织全部马氏体化，一般硬度在HRC60以上清洗：清洗钢丝表面的污物；回火:将清洗后弹簧进行400度中温回火，得到回火屈氏体组织，一般弹簧硬度HRC48-52；磁粉探伤：使用荧光磁粉和水的混合物喷淋到弹簧表面，在通电后，将弹簧置于紫外线灯光下观察，如果弹簧表面无裂纹，则磁粉均匀分布到弹簧钢丝表面，如果弹簧表面有裂纹，则磁粉就会集中到裂纹处，那么弹簧在紫外线下就能明显的看见一条亮线；喷丸：喷丸就是增加弹簧的表面的压应力，使弹簧最大的拉应力从表面移至次表面，提高弹簧的疲劳寿命（注意说明一下压应力和拉应力的原理）强压：通过压缩消除弹簧的永久变形，对弹簧的疲劳寿命也有一定的好处；工检：按工艺要求对弹簧进行预检，将可能产生的问题控制在生产过程中；磷化和喷涂固化：保护弹簧的表面，防止弹簧生锈而出现的早期疲劳断裂；补漆：对弹簧挂钩的地方进行补漆处理；移印：打印弹簧的追溯标识和产品标识；负荷分组：对弹簧进行测力，满足图纸要求的组别，满足装车后的平稳性；色标：弹簧负荷分类标识包装：包装弹簧；检验入库：全尺寸检验弹簧；存储发运：四、弹簧的设计要求在进行弹簧设计的时候，需要顾客给我们提供的最基本的参数：1.弹簧装配在减震器上的安装尺寸和最大的空间尺寸2.弹簧刚度P'3.汽车空载的高度4.空载高度下的负荷5.弹簧使用的上下支点高度我们会根据顾客提供的以上基本参数进行弹簧设计五、弹簧的成本1.对装配要求高的弹簧，我们在卷簧调试会出现更多的调机废品，2.对一些高应力弹簧的在后面的强压工检处会进行多个项目的控制，增加的弹簧的废品率；生产制造，我们会在喷丸出进行特殊工艺的处理，如增加热喷丸、应力喷丸或用大小不一样的弹丸进行2次喷丸，这样就会增加动能和弹丸的消耗。六、关于弹簧自由长度公差的讨论我公司认为弹簧的长度可以做参考，只要满足刚度和负荷分组的负荷就能满足顾客使用要求。我公司给淅川、长安等公司生产的弹簧，他们在弹簧的自由长度都是参考，不做考核，只要求满足刚度和空载时候的负荷。另外在原材料上存在上下公差，如果要满足长度、刚度和负荷等全部要求，在制造过程中也会增加成本和难度。如华晨A1前悬架弹簧，中意提供的样件与华晨提供的图纸都存在很大的差异，图纸要求的自由长度是323，但是样件的长度大概在332左右，其他的要求如刚度，负荷等都是合格的。谢谢！