弹簧基础知识讲座

1、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。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，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。平稳行驶，延长汽车的寿命。一、弹簧基础知识1.弹簧符号弹簧符号 d 钢丝直径钢丝直径 D2 弹簧内径弹簧内径 D1 弹簧外径弹簧外径 D 弹簧中径弹簧中径 H 0 弹簧自由长度弹簧自由长度 H 1

2、，2，3.。 工作高度工作高度 P1,2,3 工作负荷工作负荷 G 剪切模量剪切模量 b 抗拉强度抗拉强度 Q 弹簧重量弹簧重量 b 压并应力压并应力 许用应力许用应力 n 有效圈数有效圈数 n1 总圈数总圈数 t 弹簧节距弹簧节距 a 弹簧夹角弹簧夹角 C 旋绕比旋绕比 b 高径比高径比 K 曲度系数曲度系数 L 弹簧展开长度弹簧展开长度2. 弹簧的刚度计算弹簧的刚度计算 P=Gd4/8D3n=（P1-P2）/(H1-H2)3. 弹簧应力计算弹簧应力计算 = 8 P K D / d 3 4. K值的计算值的计算：K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C5. 弹簧单重：弹簧单重：Q=d2

3、 L/4=0.000019369* d2*D*n1二、主要的悬架弹簧材料常用的弹簧材料常用的弹簧材料 A : SWI-200 材料的抗拉强度为材料的抗拉强度为1950MPa2050Mpa B : SWI-180 材料的抗拉强度为材料的抗拉强度为1750MPa1850Mpa C : 60Si2MnA D : 60SiCrVA E : 55CrSi弹簧应力与材料的选用的关系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弹簧使用上支点的应力不大于850MPa 材料一般选用材料一般选用60Si2MnA弹簧使用上支点的应力弹簧使用上支点的应力850-1030MPa 材料一般选用材料一般选用55Cr

4、Si弹簧使用上支点的应力弹簧使用上支点的应力1030-1070MPa 材料一般选材料一般选用用SWI180弹簧使用上支点的应力弹簧使用上支点的应力1070-1150MPa 材料一般选材料一般选用用SWI200目前悬架弹簧使用到最大的应力大概在目前悬架弹簧使用到最大的应力大概在1200MPa三、弹簧工艺1. 冷卷悬架弹簧冷卷悬架弹簧 工艺流程：领用材料工艺流程：领用材料涡流探伤涡流探伤冷卷冷卷回火回火喷丸喷丸强压强压工检工检磷化磷化喷涂固喷涂固化化补漆补漆移印移印测力测力标识标识包装包装检检验入库验入库存储发运存储发运 材料的领用：根据产品要求的领用符合要求的材料；材料的领用：根据产品要求的领用

5、符合要求的材料； 涡流探伤：涡流探伤： 利用涡流场来探伤钢丝表面质量，如果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；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，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；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

6、绕表面应力；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）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；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；问题控制在生产过程中； 磷化和喷涂固化：保

7、护弹簧的表面，防止弹簧生磷化和喷涂固化：保护弹簧的表面，防止弹簧生锈而出现的早期疲劳断裂；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；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；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；别，满足装车后的平稳性； 色标：弹簧负荷分类标识色标：弹簧负荷分类标识 包装：包装弹簧；包装：包装弹簧； 检验入库：全尺寸检验弹簧；检验入库：全尺寸检验弹簧； 存储发运存储发运：2.热卷悬架弹簧热卷悬架弹簧 工艺流程：工艺流程：

8、 原材料定尺原材料定尺-加热加热-卷绕成型（卷尾）卷绕成型（卷尾）-淬火（淬火（800度）度）-清洗清洗-回火（回火（400度）度）-探伤探伤（磁粉探伤）（磁粉探伤）-喷丸喷丸-强压强压-工序检验工序检验-磷化磷化 表表面涂装面涂装-负荷分类负荷分类-色标色标-包装包装-检验入库检验入库存存储发运储发运 原材料定尺寸加热：使用定尺寸弹簧线材，使原材料定尺寸加热：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，绕样件要求的弹簧，并做完工艺试验和装

9、配试验，合格再进行批量生产；合格再进行批量生产； 淬火（淬火（800度）：卷绕弹簧在度）：卷绕弹簧在800度以上进行淬度以上进行淬火处理；使弹簧组织全部马氏体化，一般硬度在火处理；使弹簧组织全部马氏体化，一般硬度在 HRC60以上以上 清洗：清洗钢丝表面的污物清洗：清洗钢丝表面的污物； 回火回火:将清洗后弹簧进行将清洗后弹簧进行400度中温回火，得到度中温回火，得到回火屈氏体组织，一般弹簧硬度回火屈氏体组织，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弹簧表面，在通电后，将弹簧置于紫外

10、线灯光下观察，如果弹簧表面无裂纹，则磁粉均匀分布到观察，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；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）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，对弹簧的强压：

11、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；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；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；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；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

12、性；的组别，满足装车后的平稳性； 色标：弹簧负荷分类标识色标：弹簧负荷分类标识 包装：包装弹簧；包装：包装弹簧； 检验入库：全尺寸检验弹簧；检验入库：全尺寸检验弹簧； 存储发运：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：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. 弹簧刚度弹簧刚度P 3. 汽车空载的高度汽车空载的高度 4. 空载高度下的负荷空载高度下的负荷 5. 弹簧使用的上下支点高度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

13、数进行弹簧设计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，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增加热喷丸、应力喷丸或用大小不一样的弹丸进行行2次喷丸，这样就会增加动能和弹丸的消耗。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、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，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、刚度和负荷等全材料上存在上下公差，如