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提升弹簧可靠质量的同步要求

发布时间:2017-05-19 09:26:16  浏览次数:

为了使汽车特别是小型车有更大的乘坐空间,要求弹簧所占空间减小,有些车型(如赛欧、帕萨特)将悬架弹簧设计成弹簧变外径,材料变截面,目前这类材料必须从国外进口,国内不能生产。


    弹簧使用应力不断提升的同时对弹簧可靠要求同步提升,疲劳寿命的要求最高为100万次,有些还需通过50万次盐雾疲劳,高应力、高疲劳要求的结果必然对弹簧原材料提出更严的要求,高应力弹簧原材料表面脱碳和缺陷受到严格限止,夹杂物和有害元素含量必须达到控制范围。


    感应加热材料在高硬度仍保持良好的塑性(Ψ>35%)弹簧冷卷成形后只需要消除应力即可,使弹簧加工工艺简化,热处理风险减小,因此用冷卷方式生产悬架弹簧越来越受到生产者的欢迎,特别在90年代后期出现合力偏心的S型悬架弹簧只能使用冷卷成形。


    面对高应力的挑战,新的强化工艺如多次喷丸、热喷丸、应力喷丸已付之实践。


    腐蚀疲劳成为高应力弹簧需要重点关注的问题,目前解决方案从两方面着手,一是研制耐腐蚀疲劳的新材料。二是研发具有更好的耐腐蚀和耐冲击的涂层材料和相应的涂装工艺。


弹簧外径的调整


    主要是调整外经机构,卷圆柱形弹簧时,顶杆上下是固定不动的或转动到合适位置的固定,只需调试顶杆里或外,所以不需要装置变径凸轮,调整比较简单。在卷锥形弹簧、中凸型弹簧时,必须装置变径凸轮。

卷圆锥形弹簧是从小直径端开始到大直径端,变径凸轮的运行过程是由最高点转到低点就是使顶杆连续后退,形成由小直径圈到大直径圈,送料过程结束切断后,顶杆又恢复到卷小头的位置,开始新的循环。


弹簧加工工艺流程


(一)弹簧的材料与技术要求弹簧的材料为50CrVA钢,技术要求硬度HRC45~49;在规定的负荷内压缩弹簧的长度变化应符合要求。螺旋压缩弹簧加工工艺流程为:卷簧→再结晶退火→切断、修正→淬火→回火→抛光→磨端面→校正→低温去应力→成品。螺旋压缩弹簧如图6-8所示。

(二)螺旋压缩弹簧的热处理工艺螺旋压缩弹簧的热处理工艺过程。

 1)再结晶退火 弹簧卷制成型后,必须进行再结晶退火处理,使弹簧几何尺寸稳定,减少淬火时的变形。再结晶退火温度为550~650℃,保温1~1.5h后空冷。少量可在盐浴炉中进行,大批量采用连续式电阻炉通控制气氛。

 2)淬火 在盐浴炉淬火加热时,应将弹簧用铁丝均匀地捆扎好,或将弹簧套在芯棒上加热。加热时要保证弹簧表面五氧化与脱碳。盐浴应经过仔细脱氧。也可在可控气氛的箱式炉中加热,加热温度为850℃±10℃,保温10~15min,出炉淬油冷透。

 3)回火淬火后回火可进行两次。先进行矫正回火,矫正回火温度一般应低于最终回火温度20℃左右,保温10~15min,出炉空冷。然后进行最终回火,在弹簧尺寸矫正后,将弹簧装在回火定型夹具上进行最终回火。回火定型夹具应保证弹簧的螺距和自由长度符合要求。回火温度为420℃±10℃,保温30~35min,出炉水冷。

 4)抛丸处理 为提高弹簧的疲劳强度需进行抛丸处理。弹丸直径Φ0.3~0.5mm。采用压缩空气喷射时,压缩空气压力为0.4~0.5MPa;用离心机抛丸,弹丸的线速度为70m/s。经抛丸处理的弹簧使用寿命能提高一倍以上。

【弹簧的尺寸及标注】A名称—B尺寸精度及旋向—C标准编号—D材料编号—E表面处理 A名称:压簧 B尺寸精度及旋向:d×D2×H0—精度 旋向 C标准编号:GB2089-80 注:弹簧旋向为左旋要注明,右旋不用注明当要求检查弹簧内径时,在D2的数值后加“D1”符号。 标记示例:材料直径1.2mm,弹簧中径8mm,自由高度40mm,负荷、外径、自由高度及轴心线与两端圈垂直度精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝Ⅱa组,表面镀锌处理的左旋弹簧压簧 1.2×8×40-2 左 GB2089-80oⅡa-DoZn 材料直径3mm,弹簧中径20mm,自由高度80mm,负荷、内径、自由高度及轴心线与两端圈垂直度精度为3级,材料为碳素弹簧钢丝Ⅱ组,表面氧化处理的右旋弹簧压簧 3×20D1×80 GB2089-80


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