弹簧基础知识及设计PPT课件

单价 级别
JIS标 准
回火温度 热后颜色
特高 JISH32 150°~200° 黄色 70
5
磷 青 铜
C5191 W
耐疲劳性，耐蚀性、耐磨耗性
Sn(锡)、Zn(锌)、 佳，可制螺丝弹簧、扭簧、扣钮、
P(磷)
扎电机、通讯市场适用（镀金、
银）。
较高 JISH32 150°~200° 70
黄色
6
其 如油回火线、白铜线及其它线材，不常用，适用于航天科技。 它 镀镍线等同SWC+Ni。
a）圆柱螺旋弹簧
结构形式
名称和性能
圆柱螺旋拉伸弹簧
结构形式
特性线成线性，结构简单， 制造方便，应用最广
用于承受拉伸载荷的场 合
圆柱螺旋扭转弹簧
主要用于各种装置中的压 紧和储能
矩形截面材料 圆柱螺旋压缩弹簧
在所占空间相同时，矩 形截面材料比圆截面材 料能吸收的能量多，刚
度更接近于常数
4
1.2弹簧的类型
又用于食品设备，一般仪学设备， 耐热耐蚀。
300°~480°
中
JISG43 之间（视 米灰色亮 14 线径之大 白色
小）
碳 2钢
SWC
C(碳)、Si(硅)、 硬拉钢线，用于耐蚀性差，要 Mn(锰)、P(磷) 求精度不高，钢性较脆，成形后要
线 SWB 、S(硫) 表面处理或加防锈油。
3
琴 钢 线
SWPA SWPB
名称和性能
截锥螺旋弹簧
当弹簧压缩到开始有 簧圈接触后，特性线 变为非线性，自振频 率为变值，防共振能 力较变截距压缩弹簧 强。稳定性好，结构 紧凑。多用于承受较
大载荷和减振。
非圆形螺旋弹簧
主要用在外廓尺寸 有限制的情况下， 根据外廓空间的要 求，弹簧圈可制成 方形、矩形、椭圆 形、和梯形等
b)非圆柱螺旋弹簧
弹簧基础知识及设计培训
2015-08
1
目录
1.弹簧的功用和类型 2.弹簧的制造、材料和许用应力 3.弹簧的热处理、强化处理及表面处理 4.弹簧的失效模式 5.圆柱螺旋弹簧的设计计算 6.弹簧的JIS公差标准
7.弹簧设计应考量事项及国标
2
1.1弹簧的功用
工作特点：受力后能产生较大的弹性变形， 去除外力后能恢复原状。
琴钢丝：60 # - 80 # / 60Mn – 70Mn / T8MnA / T9A
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2.3弹簧材料的抗拉强度
不锈钢丝：304 / 316 / 631
抗拉强度σb/Mpa
抗拉强度σb/Mpa
钢丝直径 d/mm
0.080 0.090 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
0.23 0.26 0.29 0.32 0.35 0.40
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2.1弹簧的制造工艺及设备
二、冷成型弹簧的制造设备
JSC-8A2高速压簧机
JYF-C435 高速压簧机 带检长功能
JX-625 数控折弯卷线机
JX-625S 第三工程机
JX-625R 数控折弯转线机
TEN-10 数控折耳弯曲机
数控双端面磨簧机
连续式网带回火炉
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2.2弹簧使用材料及用途
项 名 JIS代 目称 码
检验 表面防腐处理 包装
拉伸/扭转弹簧：卷制 去应力退火 (立定处理) 检验 ※带括号的工序为非固定工序，是否进行取决于弹簧的性能要求
表面防腐处理
包装
1) 硬状态：只需去应力退火，消除应力
冷卷：0.08mm≤d≤20 mm
2) 软状态(退火状态)：成型后淬火，回 火方能达到所需性能
热卷：d≥ 14mm → 淬火、回火
C(碳)、Si(硅)、 Mn(锰)、P(磷) 、S(硫)、Cu(铜)
耐疲劳性佳，要求精度高。一
般用于电池弹簧、开关弹簧等、钢 性柔韧，成形后要表面处理或加防 锈油。
200°~400°淡茶色、
低
JISG35 之间（视 茶色、青 21 线径之大 色、淡蓝
小） 色、褐色
Hale Waihona Puke Baidu
200°~400°
高
JISG35 之间（视 同SWC、 22 线径之大 SWB
结构形式
名称和性能
中凹形螺旋弹簧
特性与截锥螺旋弹 簧相似，主要用于
坐垫和床垫等
中凸形螺旋弹簧
特性与截锥螺旋弹 簧相似
结构形式
5
1.2弹簧的类型
名称和性能
碟形弹簧
缓冲和减振能力强。 采用不同的组合可以 得到不同的特性线。 多用于重型机械的缓 冲和减振装置及车辆
的牵引钩。
环形弹簧
有很高的减振能 力
用于重型设备的 缓冲装置。
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； 2. 缓冲吸振; 如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧； 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
3
1.2弹簧的类型
◆按结构形状来分，大致分圆柱螺旋弹簧、非圆柱螺旋弹簧和其他类型弹簧
名称和性能
圆截面材料 圆柱螺旋压缩弹簧
小）
9
2.2弹簧使用材料及用途
项 名 JIS代 目称 码
成分组成
主要用途及特点
Be(铍)、 Mn(锰)
4
铍 铜 线
、Ni(镍)、
耐蚀性佳，时效硬化处理后，
C1720 W
P(磷)[Cu(铜)+Sn( 锡)+P(磷)]Ni(镍)+ Co(钴)
增加耐疲劳性，导电性时效硬化处 理应加工后，可制螺丝弹簧电刷， 通讯器具（表面镀银、金）。
0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.80 0.90 1.00
常需特别制做，造价昂贵。
细分表
弹簧定制选材的原则是： 选择弹簧材料时应充分考虑弹簧的工作条件（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弹簧钢丝。
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2.3弹簧材料的抗拉强度
碳素弹簧钢丝：25 # - 80 # / 40Mn – 70Mn
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2.3弹簧材料的抗拉强度
成分组成
主要用途及特点
单价 级别
JIS标 准
回火温度 热后颜色
经过冷加工可得高强度，铁路车
1
不 锈 钢 线
SUS302 和WPB
C(碳)、Si(硅)、 Mn(锰)、P(磷)
辆、输送机螺丝、螺帽、弹簧等， 耐热、耐蚀。
、S(硫)、Ni(镍)
SUS304 和WPB
、Cr(铬)、 Mo(钼)
广为使用于不锈钢、耐热钢，
c)其他类型
结构形式
名称和性能
板弹簧
缓冲和减振性能好， 尤其多板弹簧减振 能力强。主要用于 汽车、拖拉机和铁 道车辆的悬架装置
平面涡卷弹簧
圈数多，变形 角大，能储存 的能量大。多 用作压紧弹簧 和仪器、钟表 中的储能弹簧
结构形式
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2.1弹簧的制造工艺及设备
一、冷成型弹簧的制造工艺
当使用成形后不需淬火、回火处理的材料制造弹簧时，其工艺过程为：· 螺旋压缩弹簧：卷制 去应力退火 (端面磨削) (抛丸、立定、或强压处理)