弹簧抛丸质量的检测

为了提高弹簧的疲劳寿命，在弹簧制造中广泛采用抛丸工艺。影响抛丸质量的工艺参数较多，如弹丸的直径、抛射速度和角度、流量、时间等，而这些工艺参数之间又相互影响，关系比较复杂。因此确定抛丸质量的根本方法是检测弹簧的疲劳寿命。但由于弹簧的疲劳试验很不经济，所以采用如下弹簧抛丸质量的检测方法。

1．标准试片法这种方法是测量弹丸流的特性，将标准试片(图1a)夹在实心的模块上(图1b)，与弹簧一起置于弹流中抛射，抛射后，从模块上取下试片，由于试片一面受弹丸的抛射，另一面没有受到抛射而产生挠曲，弯曲的方向是受抛射一面凸起，以弯曲程度来度量弹丸流性质。标准试片又称阿尔曼试片，弹簧用有N和A两种，其尺寸见图1a。

图1 抛丸质量检测用试片和安装模块

a) 标准试片 b)安装在模块上的试片

试片的弧高可采用量规来测量，其构造如图2所示。在测量时，将试片未抛丸的那一面(即光滑的凹面)对着量规的测量表触头，这样可以消除由于受抛射表面粗糙的影响，弧高是指凹面中心点至量规上四个小钢球构成的平面之间的距离，四个小钢球位于一个矩形平面的四个角上。经常采用的量规，四个小钢球位于15．5mm×31．6mm矩形平面的四个角

上。

图2 抛丸试片量规

试片弧高度曲线上饱和点处的弧高度，定义为抛丸强度。如弧高值为0．37，用N型试片试验，则抛丸强度为0．37N。当采用A型试片检测抛丸强度时，抛丸强度在0．15～0．6A范围内选取；当采用N型试片检测抛丸强度时，抛丸强度则在0．15～0．46N范围内选取。图3所示为N和A两种型号试片的抛丸强度值的对应关系。

图3 N和A两种型号试片的抛丸强度值对应关系

弧高度是抛丸工艺参数的函数，在其他条件不变时，它随抛丸时间(或抛丸次数)的增长而增高(图4)，但随后变化逐渐缓慢，最后达到饱合。显然弧高是一个变量，相对而言，抛丸强度是一个常量，对应于每一条弧高度曲线，只有一个饱合点，即只有一个抛丸强度。当抛丸时间增加一倍，弧高度值增加小于10％时，即为饱合点。

图4 抛丸强度与时间的关系

有关抛丸强度的选择可按图样要求进行。若弹簧图样对疲劳性能有明确规定，则所选抛丸强度以保证疲劳性能要求为原则。达到规定抛丸强度的工艺，需经试验确定。如图5所示，若需要的抛丸强度为Q1，那么较合适的抛丸工艺C经T1时间后可以达到；工艺B要极长的时间；工艺丑则表示只需极短的时间就能达到，实际上此工艺的参数本身就难达到。

图5 抛丸工艺的选择

2．覆盖率检测法这种方法主要用来检查弹簧暴露于抛射弹丸流下的状况。将抛过丸的弹簧或试片置于金相显微镜或工具显微镜下照相，测量出抛丸弹坑的面积(或未抛到的面积)，从而得覆盖率

通常，覆盖率与抛丸时间(次数)有如下的关系式

Cn=1-C(1-C1)n

式中 Cn——重复抛丸n次后的覆盖率；

Cl——一次抛丸后的覆盖率；

n——重复抛丸的次数。

覆盖率与抛丸时间的关系如图6。由图可知，重复次数较少时，覆盖率上升较快，次数较多时，覆盖率上升缓慢。由此说明，在一定的时间内覆盖率已经饱和。另外也可以看出，要覆盖率达到98％以上需要的时间是极长的，实际也无此必要。一般规定以达到覆盖率98％称为1。若要求大于1的覆盖率用抛丸时间来确定。例如2的覆盖率的抛丸时间是其

获得1覆盖率所需时间的2倍。

图6 覆盖率与抛丸时间的关系曲线

图7 覆盖率样片

a)覆盖率90％ b)覆盖率80% c)覆盖率65％ d)覆盖率50％

覆盖率也可以与样片(图7)比较来测定。用10倍放大镜对照图样目测，作出判断。有关抛丸工艺规范见部标圆柱螺旋弹簧抛丸工艺规范JB／Z255—85。