彈簧加工中存在的問題

1.如何按彈簧的使用條件分類：

從彈簧的使用條件來看，分為在靜載荷下工作的彈簧和在動載荷 條件下工作的彈簧，從彈簧的性質來看，一般沒有絕對的靜載荷 ， 靜與動是相對的，所以在GB1239-1976就圓柱螺旋彈簧載荷來分三類：

1） 受交變載荷作用次數在10⁶次以上屬於無限壽命計算範圍

2） 受交變載荷作用在10³-10⁵次之間受衝擊載荷屬於有限壽命計算範疇

3） 在10³以下屬於靜載荷強度計算範疇

2.旋繞比（彈簧指數）對彈簧有何影響，

旋繞比（C=D2/d，D2為彈簧中徑，d為材料直徑）是製造彈簧的重要理論依據，旋繞比太小，材料彎曲變形嚴重，易斷裂，旋繞比太大，簧圈容易鬆開，彈簧直徑難控制，較為理想的旋繞比為4-20，6-12時最好。

3.審核彈簧圖紙應審哪幾項

彈簧圖紙如下內容：幾何參數的審核，物理參數的審核，技術條件的審核。

1） 幾何參數包括材料尺寸，彈簧直徑，彈簧圈數，自由高度，彈簧旋向等。

2） 物理參數包括載荷 ，剛度，變形的理論值，公差等，

3） 技術條件包括：形位公差，熱處理工藝要求，表面處理，強壓處理，和噴丸處理。

4.螺旋彈簧的剛度為什麼比其他類型的彈簧小

在外力作用下，螺旋彈簧的變形量比其他彈簧大，這樣螺旋彈簧就顯得比其他彈簧柔軟，特別是材料直徑小，旋繞比大的輕型彈簧顯得更為突出。

5.螺旋彈簧的特性是什麼

由於圓柱螺旋彈簧的結構特點，在材料的彈性變形範圍內，彈簧的載荷P與變形量F關係也不是完全線性的，隨著變形的增大，螺旋角的變化也增大，載荷 與變形偏離線性的量也大，但是，一般彈簧在工作範圍內，載荷與變形關係基本上是線性的，其偏離線性的數值一般為1%-3%。

6.卷簧常用的計算公式有哪些?

1)旋繞比:C

C=D/d C一般取4-16,最好取6-10.D彈簧中徑,d彈簧材料直徑

2)高徑比:b

B=H0/D b取5.3以下較為適宜

3)剛度:P`=Gd⁴/8D³n G一般取78500N/mm²

P=P`F= Gd⁴F/8D³n F為彈簧變形量.

根據剛度公式,可以求出在不同變形量下的負荷

7.例題:

1)已知一圓柱形螺旋壓縮彈簧,簧絲直徑d=8mm,總圈數n1=10圈,有效圈數n=8,節距t=12mm,求彈簧的自由高度H₀,最大變形量Fb

解:T=( H₀-Hb)/n+d 得出12=( H₀-80)/8+8 得H₀=112

Hb=n*d=10*8=80

Fb= H₀-Hb=112-80=32

2)已知一壓縮彈簧當長度H1=60mm時,負荷P1=150N,H2=45.5mm時,負荷 P=340N,求此彈簧的剛度P`,以及彈簧壓縮到40mm時的負荷

解: P`=(P2-P1)/(H1-H2)

P`=(340-150)/(60-45.5)=13.1N/mm

P3=(H1-H3)*P`=(60-40)*13.1=260.2N

3)已知壓縮彈簧材料為G1組琴鋼絲,d=1.2mm,D1=10mm,n=8,H0=34mm,求彈簧分別壓至28mm,22mm時的負荷,若將d改為1.5mm,要求負荷和有效圈數不變,內徑D1應做如何調整,計算調整後的內徑D1

P`=(Gd⁴)/(8D³n)= (78500x1.2⁴)/(8x10³8)=2.54

(34-28)x2.54=15.26N

(34-22)x2.54=30.52N

若將d改為1.5mm,內徑D1應為13.43mm

4)某拉伸彈簧採用鋼絲直徑為1.6mm,彈簧中徑為11.4mm,欲使彈簧剛度達到3.5N/mm,問彈簧的工作圈為多少?

解: n=(Gd⁴)/(8D³P`)=(78500x1.6⁴)/(8x3.5x11.4³)=12.4圈

8．常見彈簧熱處理的疵病有哪些，如何處理？

1）開裂和變形

2）過熱和過燒

3）氧化和脫碳

4）硬度過高或過低

5）鏽蝕

彈簧淬火後的開裂和變形是熱應力和組織應力共同作用的綜合結果，預防裂紋從熱處理方面應該從減少內應力著手，在淬火過程中應注意以下幾點，

（1） 過熱傾向較大的彈簧材料，如65Mn，SiMn系彈簧鋼，加熱溫度不宜過高，以免過熱，

（2） 在保證淬透的情況下盡量使用冷卻性能緩和的介質，

（3） 淬火後要及時回火，油淬火彈簧一般也應在8H內回火完畢

彈簧過熱後可能通過細化晶粒的退火予以補救，假如溫度太高，以致奧氏體晶界局部已產生熔化，這種現象稱為過燒，過燒的彈簧無法補救，只能報廢。

氧化和脫碳是熱處理常見的弊病之一，預防方法是盡量採用鹽浴加熱，加熱溫度不宜過高，注意控制爐溫，在表面塗防脫碳塗料，保溫時間要嚴格按照規範進行，

硬度過高一般是由回火溫度過低或保溫時間不足引起的，如硬度 過高可以進行再次回火予以糾正，硬度過低是淬火溫度過低，保溫時間不足，冷卻速度不夠或回火溫度太高，這種情況要進行重新淬火進行補救。

彈簧熱處理後，清洗不幹凈表面附著殘鹽，很容易發生鏽蝕。

9.彈簧在靜載荷和動載荷 條件下使用應注意哪些問題？

在靜載荷 條件下除考慮靜載強度和不穩定性外，還應著重考慮疲勞強度和共振問題。

10．什麼是熱卷彈簧

彈簧材料直徑在14mm以上的螺旋彈簧通常採用把材料加熱後卷製成型，然後進行淬火，回火處理，熱卷彈簧材料一般都用熱軋材料製造。

11．熱卷彈簧的缺陷有哪些，如何預防？

1）支撐圈越出彈簧圈外，是常見的一種疵病，應有制扁後將端部的圓弧半徑做適當調整，咬嘴時坯料要夾緊。

2）彈簧末端反背：是支撐圈末端制扁部分扭曲變形，制扁時的扁向要恰當，卷最後一圈時要夾正料坯。

3）彈簧傾斜嚴重：這種現象彈簧的旋繞比越小，徑距比越大時越嚴重，另外就是卷制後的彈簧端頭不平，卷制前加熱溫度不均勻，應注意改善。

4）彈簧螺距不均勻，一是卷簧機精度差，二是卷簧後調整不當，

5）彈簧彎曲變形，彈簧卷制不當，造成這種現象不易修理，往往造成廢品。

6）過熱與過燒：這種現象是由卷制前加熱造成的，主要是加熱溫度過高，加熱時間過長，過熱彈簧可以重新熱處理，過燒的彈簧就要報廢。

7）氧化與脫炭：發生氧化的彈簧材料表面形成一層氧化皮，隨著氧化作用的增加，彈簧材料表面的部分炭被燒掉，形成脫炭層，產生脫炭會嚴重影響彈簧的疲勞壽命，加熱時間越長，氧化與脫炭越嚴重，防止的辦法是：在加熱爐中通入中性爐氣，採用可控氣氛加熱，實行高溫快速加熱

8）卷簧裂紋：材料本身的缺陷，卷制時坯料溫度過低，應加強對坯料的檢驗，按工藝規定加熱彈簧坯料。

9）彈簧直徑不合格：芯軸選擇不合適，應更換芯軸

10）外觀不合格：送料滾輪線槽不光滑或線槽尺寸小，修整鍾擊不正確，這些都容易使彈簧表面產生疵病。

12．在腐蝕環境中工作的彈簧用什麼材料製造

就用不銹耐酸鋼，製造彈簧用的不銹耐酸鋼有：奧氏體不鏽鋼，馬氏體不鏽鋼，和沉澱硬化型不鏽鋼，其中應用較廣的有1Cr18Ni9, 1Cr18Ni9T，含鉬的奧氏體不鏽鋼在有機酸和某些還原性酸中有更好的耐蝕性，如：1 Cr18Ni12M,常用的馬氏體不鏽鋼3Cr13，4Cr13。沉澱硬化型不鏽鋼常用的有，0Cr17Ni7Al, 0Cr15Ni17Mo2Al.

18.在高溫環境中工作的彈簧用什麼材料製造？

在工作溫度高於250℃時，通常用耐熱合金材料製造，如：60CrVA, 65Si2MnWA, Ni36CrTiAlMo5, Cr14Ni25Mo等，此外，W18Cr4V也可做高溫彈性材料。

13. 精密測量儀器計時儀錶用彈簧用什麼材料，

這種彈簧在一定溫度內不隨溫度變化而變化，因此需採用恆彈性合金，常用的材料有Ni42CrTiAl。

14．去應力回火和強壓處理兩道工序對彈簧的幾何尺寸有何影響

這兩道工序對彈簧幾何尺寸的變化影響較大，在卷簧時應注意預留量，一般情況下，碳素彈簧鋼絲和油淬火回火鋼絲卷制的彈簧經回火後直徑縮小，而不鏽鋼絲和青銅絲卷制的彈簧回火後直徑增大，經強壓處理的彈簧可以保證彈簧具有穩定的尺寸和承載能力，以免工作時產生明顯的永久變形。

15 ．彈簧報價方法：

業務費、管理費、包裝費、運輸費等等這些雜七雜八的費用，我們都不用去考慮，直接在機器成本中包括了。

機器成本：

一般為：簡單扭簧機20元/小時；8型壓簧機、14型壓簧及、23型壓簧機等40元/小時；CNC萬能機和拉簧機60元/小時，根據市場環境，可以適當調整。

輸入機器成本，材料進價成本（系統會自動加上運輸費和市場上浮價格），生產速度，彈簧單重和應該繳稅的稅率，按回車即可。

註：1.）如果訂單數量少於一天的產量，價格當然不能按上訴方法計算，要將一天的產值評分到訂單數量上才行。

2.）有人擔心彈簧複雜與簡單沒有考慮，怎麼報好價格這個問題，其實，彈簧的難易程度已經反應到了生產速度上面，比如CNC彈簧，難的每分鐘只能生產5條，簡單的每分鐘生產90條，速度相差這麼大，而我們要求的產值不變，那麼價格就相應反應出來了，因此不需要考慮那麼複雜。

6. 計算生產這些彈簧所需要的材料費 記住要加上20%的材料損耗

然後計算這些材料的價錢

然後電腦機加多少,壓簧機加多少這個是公司規定的

最後用總的金額除以一小時的生產數量

報價=（（機型損耗費+（材料+材料*020%））/1小時生產）+（比例*一個所需的價格）

16. 對彈簧材料的試驗方法有幾種，目的是什麼？

1） 拉伸試驗：主要目的是測定材料的抗拉強度σb，屈服強度σs，彈簧極限σe等機械性能指標。試驗可在萬能材料試驗機上進行。

2） 扭轉試驗：扭轉試驗的目的是用來檢驗彈簧材料在扭轉力作用下的塑性變形性能，並顯示線材的不均勻性，表面缺陷及內部部分缺陷，扭轉變形能用扭轉次數來表示，而金屬不均勻性及缺陷則按試樣的斷口表面狀態評定。

3） 反覆彎曲試驗：是為檢驗彈簧線材，帶材和板材的反覆彎曲性能，並顯示出其缺陷的常用試驗方法。

4） 纏繞試驗：是檢驗彈簧線材在承受纏繞變形後顯示出材料的表面缺陷及表面底層結合的牢固性。

17．油淬火彈簧鋼絲和鉛淬冷拔彈簧鋼絲的生產過程有何區別？

油淬火彈簧鋼絲是先冷拔後淬火，鉛淬冷拔彈簧鋼絲是先淬火後冷拔。

18．什麼是噴丸處理

噴丸處理也稱噴丸強化，是提高零件疲勞壽命的有效方法之一，噴丸處理就是將高速彈丸流噴射到彈簧表面，使彈簧表層發生塑性變形，而形成一定厚度的強化層，強化層內形成較高的殘餘應力，由於彈簧表面壓應力的存在，當彈簧承受載荷時可以抵消一部分抗應力，從而提高彈簧的疲勞強度。

19．如何進行噴丸質量的檢驗

噴丸是彈簧強化的有效工藝措施，對提高彈簧的疲勞壽命有很大的作用，檢驗噴丸質量用的是阿爾曼試片，用碳素工具鋼或彈簧鋼製成，硬度範圍在HRC45-50之間，該片有N。A和C三種規格，經過噴丸的試片，其中一個面受到的丸粒的噴射產生塑性變形而表面積增加，另一個緊貼模塊的面未受到噴丸而面積不變，噴過的丸一面由於另一個面的牽制，使試片產生弧狀彎曲，彎曲程度的大小稱為噴丸強度。並用試片彎曲的弧高來計量噴丸的強度，噴丸覆蓋率的檢驗是將試片的受噴表面放在投影儀上放大，觀察並計算試片的噴丸覆蓋率也有將噴丸試片與標準照片對比，然後得出覆蓋率的數值。

20．噴丸後的彈簧為什麼要進行回火處理

噴丸後的彈簧應力分部比較複雜，彈簧極限會發生下降，殘餘變形量增加，為穩定尺寸，提高彈性極限，一般需要進行一次回火，回火溫度在180-220℃，回火時間20-30分鐘。

21．彈簧常用的防鏽處理有哪些方法？

氧化處理；磷化處理；底鋅和油漆等。

22. 氧化與脫炭：發生氧化的彈簧材料表面形成一層氧化皮，隨著氧化作用的增加，彈簧材料表面的部分炭被燒掉，形成脫炭層，產生脫炭會嚴重影響彈簧的疲勞壽命，加熱時間越長，氧化與脫炭越嚴重，防止的辦法是：在加熱爐中通入中性爐氣，採用可控氣氛加熱，實行高溫快速加熱

23. 材料脫炭對彈簧有什麼危害？

脫炭會使彈簧承受應力最大的表面部 位形成一層強度很低的脫碳區，疲勞源往往就容易在些區域內發生，從而造成彈簧的疲勞斷裂，故對彈簧材料來說，脫炭層深度是一個很重要的指標，鋼絲脫炭層一般都限制在材料直徑的百分之一以下，要提高彈簧的使用壽命，首先必須防止形成疲勞源方面著手。

24. 什麼是氧化處理,其工藝流程是什麼:

氧化處理也叫發蘭,發黑,氧化處理就是使彈簧表面生成均勻的與金屬基體結合牢固的氧化膜,具有一定的防鏽作用.

氧化處理的方法是:鹼性氧化法,無鹼氧化法,電解氧化法

工藝流程:化學去油-熱水洗-酸洗-冷水洗-化學退銅-冷水清洗-中和-冷水清洗-氧化處理-回收-熱水洗-皂化-檢查-浸油-排油.

25. 如何進行發黑和磷化質量檢驗

外觀檢驗:含硅彈簧鋼為紅棕色,其他彈簧鋼為黑色,氧化膜應均勻緻密,不應有斑點,表面發花或有紅色及深色沉澱附著,耐蝕性能檢查:將彈簧用酒精或汽油將表面洗凈吹乾,浸泡在2%的硫酸銅溶液中30s,取出後放在水中洗凈後,表面不應有紅色斑點出現.

磷化膜外觀應均勻,不發花,表面呈灰色,或暗灰色,耐蝕性能檢查有以下兩種方法:

1) 硫酸銅溶液點滴法其檢驗溶液的成分如下:

0.5N CuSO4溶液 40ml

10% NaCl溶液 20ml

0.1N HCL 溶液 0.8ml

三種溶液混合後,滴在酒精洗凈的彈簧表面上,記錄出現紅允斑點的時間,正常的磷化膜至少能維持1min以上.

2)食鹽水浸泡法,將磷化後的彈簧,浸泡在3%的食鹽溶液里15min,取出後用水沖洗乾淨,放置於空氣中晾乾30分鐘,不出現黃銹,即為合格.

26. 如何進行鍍鋅層的質量檢查

鍍層外觀檢查,鈍化膜為彩虹色,允許有輕微水痕,允許有輕微夾具點,不允許起泡削皮,不得有露底和陰陽面缺陷.鍍層厚度檢查:用測厚儀或液流法測量鍍層厚度.鋅含量過高使鍍層粗糙,分散能力和深鍍能力下降,氫氧化鈉含量低會使陽極鈍化,去氫處理,採用加熱的方法,200℃左右,保溫2-4H,防止氫脆.

27. 浸漆規範及檢查標準是什麼

浸漆前必須對彈簧表面進行清理,把表面的氧化皮,銹油污清除乾淨,有些彈簧在浸漆前應進行噴丸或噴砂處理,把銹及氧化皮去掉,在80-90度的鹼水或清洗劑中清洗彈簧,然後再在80-90熱水中進行一兩次清洗,吹乾或烘乾彈簧表面的水分,將彈簧放在浸漆槽進行浸漆,然後瀝干余漆,進行烘乾,油漆的粘度要用塗-4粘度計檢驗,油漆模的顏色為黑色,表面平整光滑,不露底,不得有明顯油污,允許有不嚴重的加流痕,漆膜原厚度小於20μm,柔韌性1mm,衝擊強度500J/c2,浸於25℃的水中,24小時後取出,2小時後漆膜恢復原狀,噴鹽霧5個循環應無變化.

28. 什麼是時效處理,時效處理有幾種方法

時效處理是一種從非平衡狀態轉移的自發過程,這個過程發生在常溫稱為自然時效,如用加熱的方法加速這一進程的發生則稱為人工時效,合金在時效過程中會發生硬度,強度升高,塑性,韌性下降等現象.

29．怎樣檢驗壓縮彈簧的永久變形？

永久變形的檢驗方法因彈簧種類的不同而各異，根據標準規定：普通圓柱螺旋壓縮彈簧是將彈簧壓縮五次到工作極限高度H，測量第四次與第五次的高度變化，其差值小於等於0.3%H₀,則認為無永久變形.

30. 經淬火的彈簧脫碳深度允許增加多少?

經淬火的彈簧單邊脫碳層的深度(全脫碳層+過渡層)允許比原材料規定的標準增加0.05%d.