1、弹簧的测绘课题七弹簧的测绘弹簧是常用的弹性元件， 根据制造材料的不同， 弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧；根据其形状的不同，可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、蜗卷弹簧等；根据其承载性质，又可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。在测绘过程中，遇到最多的是起调压、锁紧和起减震作用的圆柱螺旋弹簧，而其中圆柱螺旋压缩弹簧又具有普遍的代表性。下面以圆柱螺旋压缩弹簧为例阐述弹簧 需测量的参数及绘图过程。1圆柱螺旋压缩弹簧的参数测量(1) 在工作载荷下弹簧的高度在部件分解阶段，测出工作载荷下的弹簧高度，以 便在分解之后根据它确定出弹簧的工作载荷。(2)弹簧外径D和弹簧内径D如图7 1所示,弹
2、簧外径D和内径D可用游标卡尺 或其它量具测出。(3)弹簧钢丝直径di如图7 2所示，弹簧钢丝直径 di可直接用游标卡尺测量并根据弹簧内、外径进行验算d1=(D-D1) /2(7 1)由于弹簧钢丝直径di和弹簧内径D、外径D的轻微变化，对弹簧负荷一变形量 的特征有一定的影响，因此在测量 di值和D、Di值时需准确测量，一般至少精确到小数点后两位。(4)弹簧自由高度Ht如图7 3所示，弹簧的自由高度H0可用游标卡尺或高度尺 测量。(5)弹簧的节距t如图7 一 4所示，弹簧的节距t可通过测量间距ti或t2,间接 求出 t ，。t=t i+di 或 t=t 2-di图71弹簧直径图72弹簧钢丝直径图7
3、3弹簧自由高度图74间距为减小测量误差，常测量多个间距 ti或12,取它们的平均值。测绘中还可用滚印 法测量节距，其方法是将复写纸夹在两白纸之间，然后将它放在平台上，弹簧在平 台的白纸上滚过，在白纸上印下弹簧的印痕，通过对印痕进行测量可求出节距。(6)n2=22.5 ,数出有效圈数ni及总圈数n、支撑圈数n2：当数有效圈数时，若弹簧两端未并 紧时，有效圈数从起点幵始计数；若两端圈并紧时，不管是否磨平，均要考虑不要 将支撑圈数混数在有效圈数之中。按我国标准规定，冷卷弹簧支撑圈数 两端圈并紧不磨的热卷弹簧支撑圈数 n2=1.52o(7)确定旋向如图7 一 5所示,确定弹簧是左旋还是右旋。图75旋向
4、圈数图76间隙(8)如图7-6所示，用塞尺测出支撑圈间的间隙大小。(9)测出弹簧两端面与轴线的垂直度将弹簧放在平台上，用棱面直角尺进行测量。(10)弹簧工作载荷在弹力试验机上，根据部件分解时测得的弹簧工作高度测量出 工作载荷的大小；测量压缩弹簧的并紧高度 Hb。并试验记录下几个任意载荷下弹簧的相应高度，如加10kg的弹簧高度Ho，加20kg的弹簧高度Hb。，如图77所示。图77压缩弹簧需测参数对于圆柱压缩弹簧，除了在图上标注以上各项尺寸和内容时，还需在图上用图解 表明弹簧的力学性能，即画出负荷与变形关系图并在图上标注：弹簧的最小工作 负荷Pl；弹簧的最大工作负荷 Pn；弹簧在自由状态下的高度
5、HL；弹簧在最小工作负荷下的变形量Fi或高度Hl；弹簧在最大工作负荷下的变形量 F2或高度Hbo在测绘过程中，有时由于条件的限制，不能取得弹簧的最大和最小工作负荷的具 体数值，此时可给弹簧施以任意大小的负荷，记下该负荷下的弹簧高度，以作为制 作弹簧与原机弹簧性能比较的重要依据。此时在弹簧工作图上可不画负荷与变形关 系图。(11)称出弹簧重量2.螺旋压缩弹簧工作图的技术要求3.在弹簧工作图上，除了标注上述尺寸和公差外，还需标出有关制造、试验和验收 方面的技术要求以及热处理、表面处理的要求等。COSO式中：a 螺旋角;(7-2)D2-弹簧中经，mra展幵长度L,在工作图上可以在技术要求中注出。(2
6、)表面粗糙度圆柱螺旋压缩弹簧， 一般都采用弹簧钢丝制成， 所以弹簧表面均不经过机械加工。只有弹簧弹力过大时，才允许采用电抛光以减少钢丝直径，调节 弹力，此时弹簧外径的粗糙度可要求表71压缩弹簧轴心线和两端面的垂直度公差(4)热处理要求弹簧在卷制后，都应进行热处理。如用预经热处理的材料冷卷而成 的弹簧，大多只进行回火处理，而用退火材料或热卷的弹簧则必须进行淬火，回火 处理，在图纸上可以提出热处理和硬度要求，也可以只提硬度要求。硬度值要提得 恰当，过低则弹簧变软，可能会出现永久变形；过高则会使弹力降低，变得质脆而 易折断，降低弹簧寿命。比如在变负荷作用下的弹簧，硬度大于 52HRC寸，寿命就会下降
7、。对弹簧的表面处理大致(5)表面处理要求弹簧表面处理的要求在图样上必须注明。有以下几种：发蓝。在油中工作的弹簧多作发蓝处理；镀镉或镀锌。其作用是 防锈蚀，镀镉效果较镀锌佳，但成本较高；钝化。将弹簧置于重铬酸钾溶液中处 理，其目的是提高防蚀性；喷丸处理。提高弹簧材料的疲劳强度，可采用喷丸处 理。经喷丸处理的弹簧，疲劳强度可提高30%50%，使用寿命可提高22.5 倍;对不锈钢材料制作的弹簧，一般无需进行表面处理。(6)其他特殊处理的要求对有些弹簧，在图纸上还需提出立定试验的要求。一般在 测量弹力和尺寸之前进行立定试验，以使其尺寸基本稳定。此外还根据使用条件和 不同情况提出如下的一些要求：修磨锐边
8、去毛刺；涂漆处理；未注明技术要 求按XX规定；未注公差尺寸按X级制造；磨削端面 3/ 4圈，末端厚度不小于弹簧直径的1/ 4;100 %进行磁力探伤检查合理后退磁。4.螺旋压缩弹簧工作图的绘制(略)过程质量评定弹簧的测绘训练记录与成绩评定见表 7-2表7-2总得分项次项目和技术要求实训记录配分得分1测量工具的选用102弹簧参数的测量方法203弹簧参数值的确定与计算204弹簧工作图的绘制205叙述弹簧的类型及应用206团队合作和工作态度10习题（一）填空题1 .常见金属的晶格类型有、三种。铜为，锌为，a Fe为。2.根据几何形态特征，可将晶体缺陷分为、和三类。其中，间隙原子属于，位错属于，晶界属
9、于。3.金属结晶的过程是一个和过程。4根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，固溶体可分为和。5.纯铁在912C以下为，在 912-1394 C为，在1394-1538 C为。6.珠光体是由和组成的机械混合物。7.分别填出下列铁碳合金组织的符号：(1) 奥氏体； (2) 铁素体； (3) 渗碳体； (4) 珠光体。8.奥氏体是的间隙固溶体。具有晶格，在 727 C时碳的质量分数为，在1148C时碳的质量分数为。9. FeFe3C相图中的组元是和。10 .在Fe FqC相图中，ES线表示，GS线表示，PSK线表示。11.在Fe Fe3C相图中，P点表示，S点表示，G点表示，E点表示。1 2 .退
10、火的冷却方式是，常用的退火方法有、及等。13 .退火的主要目的是，14.正火的冷却方式是，对于低碳钢正火的主要目的是，对于过共析钢正火的主要目的是。15.调质处理是指加的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的性能。16.常用的淬火方法有、 、和。17.回火可分为、和。18钢的表面淬火方法有和两种。19钢渗碳的目的是，。 20常用的渗碳方法有、和三种，其中应用较广。21渗碳零件必须采用或制造。22钢渗氮的目的是使工件表面获得、23退火、正火一般安排在之后，之前；调质工序一般安排在之后，之前；淬火、 回火一般安排在。24常用的冷却介质是、 、和。25目前常用的化学热处理有、和等三种。二)选择
11、题1.钟表和仪器中的发条属于 () 。A盘簧；B环形弹簧；c碟形弹簧；D螺旋弹簧。2.在腐蚀条件下工作的弹簧，制造材料宜选用 () 。A65Mn； B 特殊用途弹簧钢丝； C60Si2Mn； D40Crl3 。A低温回火；B退火；c淬火；D淬火和回火。A退火；B低温回火；c正火；D调质。5. 可以提高压缩弹簧承载能力的处理为() 。A退火；B强压（或喷丸）；c高温回火；D发兰。() 。6.螺旋弹簧制造时的工艺项目有: 1）卷绕； 2）强压或喷丸处理； 3）热处理； 4）工艺试验； 5） 制造端部挂钩和加工端面圈。其合适的工艺顺序为A1) f 2) f 3) f 4) f 5) ; B1) f
12、3)5)2)4):C1)f5)f3)f4)f2)； D1)f3)f2)f4)f5)。7.圆柱形螺旋压缩弹簧在进行稳定性校核时， 如果不满足要求， 为增强弹簧的稳 定性可采用的措施为 （） 。A两端圈并紧磨平；B淬火和回火；C强压处理或喷丸处理；D加导杆或导套。8组成合金的组元可以是 （） 。A.金属元素B.非金属元素C.稳定的化合物D.以上答案都正确9黄铜是一种 （） 。A.纯金属B.合金C.非金属D.复合材料12 .要求高硬度和耐磨性的工具，应选用() 。11.铁碳合金中的Ai线指的是（）。A. PSK线 B. ES线 C. GS线 D. ACD线A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.碳素结构钢
13、13 .在Fe-Fe3C相图中的组元是（）。A. FeB. FesCC Fe 和 FqCD Fe 和 C14 .在Fe-FesC相图中，PSK线表示的是()。A.共晶线B.共析线C.固相线D.液相线15现制造一汽车传动齿轮，要求表面具有高的硬度、耐磨性和高的疲劳强度，心部具有良好的韧性，应采用 () 。A. T10钢经淬火+低温回火B. 45钢经调质处理16为改善低碳钢的切削加工性，应采用() 。C. 20CrMnTi钢经渗碳、淬火+低温回火D.灰铸铁经时效处理A.正火B.球化退火C.完全退火D.去应力退火17. 用 T12 钢制造的锉刀，为达到其高硬度和高耐磨性的要求，应采用 () 。A 调
14、质处理 B 淬火 +中温回火C 淬火+低温回火 D 表面淬火18调质处理指的是 () 的复合热处理工艺。A 淬火+低温回火 B 淬火+中温回火C 淬火+高温回火 D 淬火+退火19通过加热、保温、冷却，使金属的内部组织结构发生变化，从而获得所需 要的性能的工艺方法叫做 () 。A 锻造 B 铸造 C 焊接 D 热处理20() 。把零件需要耐磨的表面淬硬，而心部仍保持高韧性的热处理方法称为A.淬火B.渗碳c.调质D.表面淬火21对于要求淬硬层较薄的中、小模数齿轮和中、小尺寸轴类零件等应采用。A.中频感应加热表面淬火 B.高频感应加热表面淬火C.工频感应加热表面淬火 D.以上答案均不对22 .中频
15、感应加热表面淬火常用的频率为。A. 50HzB. 200-300kHzC. 20-40kHzD. 2500-8000Hz（三）判断题（正确的打2,错误的打X ）1.在缓冷至室温的条件下， 碳的质量分数为 0. 8的钢比碳的质量分数为 1. 2的钢硬度低。 （）2.黄铜是间隙固溶体。（）3.铁素体在室温时碳的质量分数为 0. 77o （）4.一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。 （）5.对于同一种钢,淬火使其硬度最高。6.同一钢材在相同的加热条件下,水淬比油淬的淬透性好,小件比大件的淬透性好。（）7.亚共析钢的淬火加热温度为 Ac3以上3050C,过共析钢的淬火加热温度为A以上3050Co （）8.()退火和回火都可以消除内应力，因此在生产中二者可以通用。9.淬火的主要目的是提高钢的强度， 因此淬火钢就可以不经过回火而直接使用。()()10钢的化学热处理只能改变钢的成分，不能改变钢的组织。四）简答题1铁碳合金的基本相有哪些 ?各有何特点 ?2.绘制简化后的Fe-Fe3C相图。说明各主要特性点和线的含义，并填上各区域 的组织。3.常用的热处理工艺有哪些？简述热处理在机械制造中的作用。4以钳工实习制作的钣金锤为例，分组讨论其所用的材料和热处理工艺方案， 并说明各种热处理工艺的作用。
