弹簧与车床介绍

弹簧与车床的介绍§1-1弹簧的功用和类型§1-2弹簧的制造、材料和许用应力§1-4弹簧的检验项目第1章弹簧§1-5其他弹簧简介§1-3弹簧的制造流程工作特点：弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形，在机械设备中被广泛用作弹性元件。功用：1.控制机构运动或零件的位置;如凸轮机构、离合器、阀门等；§1-1弹簧的功用和类型3.存储能量;如钟表仪器中的弹簧；4.测量力的大小。如弹簧秤中的弹簧螺旋弹簧圆柱形截锥形按形状分按受载分拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧类型：分类2.缓冲吸振;如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧；本章内容分类螺旋弹簧圆柱形截锥形按形状分按受载分拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧环形弹簧平面涡圈弹簧仪表中储能用板弹簧碟形弹簧一、弹簧的制造§1-2弹簧的制造、材料和许用应力二、弹簧的材料制造过程：卷绕、端面加工(压簧)或拉钩制作（拉簧或扭簧）、热处理和工艺性试验。冷卷：d10mm热卷：d≥10mm→低温回火，消除应力→淬火、回火经强压处理可提高承载能力。强压处理：将弹簧预先压缩到超过材料的屈服极限，并保持一定时间后卸载，使簧丝表面层产生与工作应力相反的残余应力，受载时可抵消一部分工作应力。要求：高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧性、塑性和良好的热处理性能。材料：优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢、有色金属合金。碳素弹簧钢：含碳量在0.6~0.9%之间，如65、70、85合金弹簧钢：硅锰钢、铬钒钢。有色金属合金：硅青铜、锡青铜、铍青铜。优点：容易获得、价格便宜、热处理后具有较高的强度，适宜的韧性和塑性。缺点：当d12mm，不易淬透，故仅适用于小尺寸的弹簧。优点：适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧。选用原则：充分考虑载荷条件（载荷的大小及性质、工作温度和周围介质的情况）、功用及经济性等因素。一般应优先采用碳素碳簧钢丝。三、弹簧的许用应力弹簧的许用应力主要取决材料品质、热处理方法、载荷性质、弹簧的工作条件和重要程度，以及簧丝的尺寸等弹簧按载荷分为三类：I类弹簧：受变载荷作用次数106，或很重要的弹簧。II类弹簧：受变载荷作用次数在103~105，或受冲击载荷的弹簧，或受静载荷的重要弹簧。III类弹簧：受变载荷作用次数在103，或受静载荷的弹簧。表1—1螺旋弹簧的常用材料和许用应力材料名称牌号65、700.3σB0.4σB0.5σB–40~120碳素弹簧钢丝Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ60Si1Mn480640800–40~20045~50HRC合金弹簧钢丝Ⅰ类弹簧[τI]青铜丝Ⅱ类弹簧[τII]Ⅲ类弹簧[τIII]推荐使用温度℃推荐硬度范围特性及用途强度高，性能好，但尺寸大了不易淬透，只适用于小弹簧。50CrVA450600750–40~21045~50HRC4Cr13450600750–40~30048~53HRCQSi3-1270360450QSn4-3270360450–40~12090~100HBS弹性和回火稳定性好，易脱碳，用于制造受重载的弹簧。有高的疲劳极限，弹性、淬透性和回火稳定性好，常用于承受变载的弹簧耐腐蚀，耐高温，适用于做较大的弹簧耐腐蚀，防磁好许用切应力/MPa组别IIIIII钢丝直径d/mm0.20.30.50.81.01.21.62.02.53.03.54.04.55.06.08.0270027002650260025002400220020001800170016501600150015001450---22502250220021502050195018501800165016501550150014001400135012501750175017002170165015501450140013001300120011501150110013501250表1—2碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限§1-3弹簧的制造----线径3.0mm弹簧的制造工艺流程上线架挑选与线径对应模具挑选/磨好刀具，辅助工具首件调机巡检量产热处理（如有需求）表面处理（如有需求）包装入库§1-3弹簧的制造----线径3.0mm1.上线架将线材放入自动送线架内，并且调好如图2.选模具选择适用的芯轴如图3.磨好刀具，做好辅助工具将刀具用磨床（铣床）磨成适用的形状，如图磨好的刀具铁丝做的辅助芯轴线材弹簧的制造----线径3.0mm•4.调机•按照图纸调试出,符合图纸要求•的弹簧.•5.首件•调机OK后将产品进行热处理，•品检做好相关尺寸测量.•（有力度要求的，再测试力度•是否符合要求）弹簧的制造----线径3.0mm•6.量产•首件OK后挂上料斗•（防止产品弹出）•由数控电脑控制量产•7.巡检•按照要求进行巡检•后，填写巡检记录表•如图：数控电脑装置料斗弹簧的制造----线径3.0mm•8.热处理•大部分的弹簧都需要经过热处理来减少残余应力，使弹簧定型。•如图：用网状托盘将弹簧盛起放入内，分层放置。先预热，看温度显示达到了设定的温度，再将弹簧放入。§1-3弹簧的制造----线径3.0mm热处理参考标准0.1-0.250.3-0.40.5-0.70.8-1.01.0-1.41.5-2.0以上材质温度°C时间温度°C时间温度°C时间温度°C时间温度°C时间温度°C时间碳钢线200-2305分钟220-2506分钟240/2607分钟260/2808分钟260/2808分钟260/2808分钟镀镍线200-2305分钟220/2306分钟220/2307分钟230/2508分钟230/2508分钟230/2508分钟不锈钢200-2305分钟220/2306分钟220/2307分钟230/2508分钟230/2508分钟230/2508分钟琴钢线200-2305分钟220/2506分钟240/2607分钟260/2808分钟260/2808分钟260/2808分钟线径热处理的时间和温度详见下表（参考标准）此表在客户无特殊要求时使用。§1-3弹簧的制造----线径3.0mm•9.表面处理•1.隔离法（涂层法）--喷涂、喷塑•（大线径的弹簧，模具弹簧常用）•如图：•2.电化学法：镀镍、镀锌•（小线径的弹簧，电子零件常用）•如图：•10.包装入库•如图：§1-3弹簧的制造----线径3.0mm•四、弹簧失效的原因•类型所占比列%•1.疲劳失效55%•2.松弛10%•3.侵蚀引起20%•4.脆变15%•5.过载5%•6.断裂失效10%•7.弹簧磨损3%•8.不明原因3%§1-4弹簧的检验项目3.1压缩弹簧类：3.1.1外观：弹簧要求无氧化、生锈、变形,收尾端无利角及披锋。弹簧顶圈与底圈要平，放于平台上无明显歪扭变形.3.1.2尺寸结构:弹簧的外形尺寸、弹簧圈数及旋向要符合图纸要求.弹簧压缩后放开能正常回弹且弹性无异常现象.3.2拉力弹簧类：3.2.1外观：弹簧要求无氧化、生锈、变形,收尾端无利角及披锋。3.2.2尺寸结构:弹簧的外形尺寸、弹簧圈数及旋向要符合图纸要求.弹簧受拉后放开能正常回弹且弹性无异常现象.§1-5其他弹簧简介一、圆柱螺旋扭转弹簧端部结构:δ特点：外形和拉压弹簧相似，但承受力矩载荷。作用：用于压紧和储能，如门的自动复位、电机中保持电刷的接触压力等。][3231dMKWMK13324414dMCCEIMl当力矩为M时，若α很小，则可认为扭簧只承受弯矩。强度条件：扭转变形：W----截面系数[σ]≈1.25[τ]E----材料的弹性模量，I----弹簧丝截面的惯性矩，D2----弹簧的中径，n----弹簧的有效圈数。MMMM扭转弹簧的载荷φradEInMD21）对于精度高的扭转弹簧，圈与圈之间应留有间隙，以免载荷作用下，因摩擦而影响其特性曲线。2）扭转弹簧的旋向应与外加力矩一致。弹簧内侧的最大工作应力（压）与卷绕产生的残余应力（拉）反向（抵消），从而提高承载能力。3）心轴和弹簧内径之间必须留有间隙。避免因D2减小而抱轴。设计要点：1234OFy/t二、碟形弹簧结构特点：用钢板冲制而成，外形象碟子。往往将多个组合使用载荷、变形：轴向力沿周边均匀分布、h变小而产生轴向变形。特性曲线：呈非线性，变形取决于比值h/t变化。重要特性：当h/t≈1.5时，中间一段接近于水平。利用这一特性可在一定变形范围内保持载荷的恒定。例如在精密仪器中，可利用碟形弹簧使轴承端面的摩擦力不受温度变化的影响；在密封垫圈中利用这一特性使密封性能不受温度的影响。F簧片变平点D1thDht=1.5ht=2.75ht=0.5Fλ加载卸载碟形弹簧组合形式对合式组合弹簧----变形量增加，承载力不变。由于簧片之间存在摩擦损失，导致加载和卸载特性曲线不一样。↑→吸振能力↑复合式弹簧：叠合式组合弹簧----摩擦阻尼大，特别适用于缓冲和吸振在变形量不变时，承载力大大增加。摩擦消耗的能量-----阴影面积可同时增加变形量和承载能力优点：变形量小、承载能力大、在受载方向空间尺寸小。用途：常用作重型机械、飞机等的强力缓冲弹簧，以及在离合器、减压阀、密封圈、自动控制机构中获得了广泛地应用。缺点：用作高精度控制弹簧时，对材料和制造工艺（加工精度、热处理）要求较严，制造困难。第2章车床§2-1车床产品的外形结构§2-2车床车削原理简介、车床类型§2-3车床材料、零件的表面处理§2-4车床加工工艺介绍§2-5车床产品的检验项目创毅兴五金制品厂§2-1车床件产品结构§2-2车床加工原理简介车削原理概述金属切削加工，从其本质上来说，就是使用各种类型的金属切削刀具，把各种金属原材料（称为工件毛坯）上多余的金属材料（称为加工余量）从工件毛坯上剥离，得到图纸所要求的零件。金属切削加工的工艺过程大致可以分为三类：①工件毛坯进行回转运动，切削刀具进行平动。主要为车削和镗削等。②切削刀具进行回转运动，工件毛坯进行平动。主要为铣削、磨削、钻削等。③切削刀具和工件毛坯做相对运动（平动或转动）。主要为拉削、刨削等。车床类型1普通车床2正面车床3桌上车床4立式车床5六角车床6自动车床7靠模车床8数值控制车床§2-3车床材料、表面处理名称牌号规格类型加工成零件的表面处理易车铁1215ø2.0～ø38圆棒电镀、煲黑ø5.0～ø10.0六角型铜材HPB59-1ø3、ø3.5圆棒电镀、原色HPB61-2ø1.5～ø17.0圆棒不锈钢303ø2.0～ø8.0圆棒原色铝材6061ø3.0～ø12.0圆棒阳极、原色§2-4车床加工工艺介绍1.工艺分析2.车孔的关键技术1.工艺分析•根据图纸提供的技术要求，工件采用无缝钢管进行加工，内孔和外壁的表面粗糙度为Ra1.6，用车削即可达到。但内孔的圆柱度为0.03对于薄壁零件来讲要求比较高，在批量生产中，工艺路线大致为：•下料—热处理—车端面—车外圆—车内孔—质检2.车孔的关键技术•1、增加内孔车刀的刚性，我采取了以下措施：•（1）尽量增加刀柄的截面积，通常内孔车刀的刀尖位于刀柄的上面，这样刀柄的截面积较少，还不到孔截面积的1/4，如图1图2图1•若使内孔车刀的刀尖位于刀柄的中心线上，那么刀柄在孔中的截面积可大大地增加，如图2•（2）刀柄伸出长度尽能做到同加工工件长度长5-8mm，以增加车刀刀柄刚性，减小切削过程中的振动。2、解决排屑问题：主要控制切削流出方向，粗车刀要求切屑流向待加工.表面（前排屑）为此。采用正刃倾角的内孔车刀，如图3刀架夹位图3精车时，要求切屑流向向心倾前排屑（孔心排屑）因此磨刀时要注意切削刃的磨削方向，要向前沿倾圆弧的排屑方法，如图4精车刀合金用YA6,目前的M类型，它的抗弯强度、耐磨、冲击韧度以及与钢的抗粘和温度都较好。图4刃磨时前角磨以圆以圆弧状角度10-15°后角根据加工圆弧离壁0.5-0.8mm（刀具底线顺弧度）如图4.c切削刃角k向为§0.5-1为沿切屑刃图4B点；修光刃为R1-1.5副后角磨成7-8°为适图4E内刃的A-A点磨成圆向外排屑。§2-5车床产品的检验项目外观:表面要求光滑,无碰伤、披锋、利角、沙眼.尺寸结构:尺寸结构要求符合图纸要求.谢谢观赏!