螺旋精密弹簧的制造工艺包括:a)卷制(zhì);b)挂钩的制作或端面圈的精加工(gōng);c)热处理;d)工艺试验及强压(yā)处理。
卷制是(shì)把合乎技术条件(jiàn)规定的弹簧丝卷绕在芯棒上。大量生产时,是在万能自(zì)动卷簧机上(shàng)卷制;单件及(jí)小批生产时,则在普通车床或手动卷绕机上卷制。
卷制分冷卷及热卷两种。冷卷用于经预先热处理后拉成的直径 d<(8~10)mm的弹簧丝;直径较大的弹簧丝制作的强力弹簧(huáng)则用热卷。热卷时的温度随弹簧丝的粗细在800~1000℃的(de)范围内(nèi)选择。不论采用冷卷或(huò)热卷,卷制后均(jun1)应视具体情况对弹簧的节距(jù)作必要的调整。
精密弹簧在完成上述工序后,均应进行热处理。热处理后的(de)弹簧表面不应出现显著的脱碳层。冷卷后的弹簧只作回火处理,以消除卷制时产生的内应力。
此(cǐ)外,弹簧还须进行工(gōng)艺试验和(hé)根(gēn)据弹簧的技术条件的规定进行精度、冲击、疲劳等试验,以检验(yàn)弹(dàn)簧是否符合(hé)技术要求。要(yào)特别指出的是,弹簧的持久强度和抗冲击强度,在很大程度(dù)上取决于弹 簧丝(sī)的表面状况,所以弹簧(huáng)丝(sī)表面必须光洁,没有(yǒu)裂纹和伤痕等缺陷。表面脱碳会严重影响材料(liào)的持久强度和抗冲击性能(néng)。因此脱碳层深度和其它表面缺陷应在验收弹簧的技术条件中详细规定。重要(yào)的(de)弹簧还须进行表(biǎo)面保护处理(如镀锌);普通的弹(dàn)簧一般涂以油或漆。
对于重要的弹(dàn)簧,还要进行强压处理。强压处理是使弹簧在极限载荷作用下受载持(chí)续6~48h,以便在弹簧丝截面的危险区(qū)产(chǎn)生塑性变形和残余应力(lì)。由于残余应力与工作应力符号相反,因而强(qiáng)压(yā)处理过的弹簧最大工作应力较小,一次强压处理可(kě)提高弹簧静载的承载能力25%。若经喷丸处理可提高20%。但用于长期振动,高温和腐(fǔ)蚀性介质中的弹簧,以及一般用途的弹簧不宜采(cǎi)用这种强化工艺。
螺(luó)旋拉(lā)伸、弹簧加工制(zhì)造,目前除少数制造厂在引(yǐn)进国外CNC数控弹簧成形机上一次自动成形加工各(gè)种式样的拉(lā)伸、扭(niǔ)转弹簧外。绝大多数制造厂仍(réng)采(cǎi)用传统(tǒng)的加工方法来制造,现分别(bié)作一简单的(de)介绍。
1、螺旋(xuán)拉伸弹簧(huáng)。其工艺与螺(luó)旋压缩弹簧基本相同,不同的只是端部(bù)的钩环加工,拉伸弹簧的成形方(fāng)法如下:
1)用与螺旋压(yā)缩(suō)弹簧相(xiàng)同的方法,卷绕(rào)成形后进行去应力退火,再进(jìn)行钩(gōu)环加(jiā)工,除(chú)特殊形状的钩环(huán)或(huò)要求初拉力很高(gāo)的螺旋拉伸弹簧用车床有心卷制(zhì)或手工卷制外(wài),大部分的弹簧是用自动卷簧机卷制。
2)用直尾卷簧机卷制(zhì)。它(tā)是一种心轴垂直的立式(shì)有心卷簧机。卷制后进行去应力退火(huǒ),然后进行钩环加(jiā)工。 螺旋拉伸弹簧的端部(bù)结构形式很多,加工方法也很多。常用的有(yǒu):小型弹簧使用钳子式的专用工具或专用工(gōng)艺装置进行手工加工;普(pǔ)通的螺(luó)旋拉(lā)伸弹簧则以弯钩器或模具用手动或自动的(de)操作方法进行加工;长臂钩环的拉伸弹簧,一(yī)般是卷绕时留(liú)出拉钩所需料长,或者是卷制后留(liú)出加工所需的圈数,用拉直工具将两端拉(lā)直,然后用专用工具弯制钩(gōu)环。 去应力退火的工艺规范如前所述。五金弹簧(huáng)卷制好后先进行去应力退火,然后再切断和进(jìn)行钩环加(jiā)工,钩环加工完(wán)毕后,一(yī)般再要进行了1~2次的去应力退火。为了防止两钩环的相对角度发生变化(huà),故在去应力退火时要使钩(gōu)环加工(gōng)完毕(bì)后的温度比卷制好后的温度低20~30°C。 螺旋拉伸弹簧一般不进行抛丸和强(qiáng)拉处理。
2、螺旋精密弹(dàn)簧。其工艺和螺旋(xuán)压缩、拉伸弹簧基本相同,不同的也嵌瞬康募庸ぁ?在小批量生产和扭臂比(bǐ)较复杂(zá)的情(qíng)况下,多数采用手工或半自动的有心轴卷簧法(fǎ)成(chéng)形,然后用工装(zhuāng)夹具(jù)将扭臂按图样要求进行加工。在大批量生产时,则可在直尾(wěi)卷簧机和扭簧专用机上卷制,扭臂不能(néng)按图样完成的,再分工序用(yòng)工装、夹(jiá)具来加工。 根据螺旋扭转弹簧的特点,在设计和制造时,还应注意以下两点:
1) 螺旋精(jīng)密弹簧端部扭臂在制造时应一次弯曲成形,避免加工疵病和校正整(zhěng)形加工。扭臂加工完后应进行(háng)第二次去应(yīng)力(lì)退火;
2) 目前的螺旋精密弹簧多(duō)为密圈,这样在弹簧圈之间就产生了相当于(yú)拉伸弹簧(huáng)的初拉(lā)力类(lèi)似的(de)压紧力,在(zài)加载和卸载时会产生摩擦力而(ér)出现滞后现象,当加载与旋向相同或圈数增加时,这种倾向增加;另外也给表面处理工序带来困难。因(yīn)此在设计和成形时(shí),弹簧(huáng)圈间应稍留间隙(xì)。 在大量生产中,制造厂在有条件的情(qíng)况下,对螺旋拉伸、扭转弹簧的展开、折弯、弯钩等工序可采用液压、气动(dòng)等(děng)方法去加(jiā)工。