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    弹簧钢丝的使用特性和用途

    弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,希翼塑性变形越小越好,因此钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度。屈强比越高,弹性极限就越接近抗拉强度,因而越能提高强度利用率,制成的弹簧弹力越强。

    弹簧依靠弹性变形吸取冲击能量,所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性,但起码要有能承受弹簧成型的塑性,以及足够的能承受冲击能量的韧性。

    弹簧通常在交变应力作用下长期工作,因此要有很高的疲劳极限,以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。

    在特定环境中使用的弹簧,对钢丝还会有一些特殊要求,例如:在腐蚀介质中使用的弹簧,必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧,应具有长期稳定性和灵敏性,温度系数要低,品质因素要高,后效作用要小,弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧,要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。

    此外,还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧,弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大,绕制弹簧很困难,所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm,油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝,冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。




    为什么弹簧在使用过程中会表现出“弹力不足”?

    1、非标弹簧设计制作参数不合理:只注重外径、内径、长度等参数,往往忽略线材横截面积和节距的大小,从而引致弹力不够;

    2、标准弹簧选型不合理:因图价格便宜,选择了较轻载荷类型而无法承受较重载荷,从而导致感觉弹力不够;

    3、弹簧质量等级弄错:无意或故意把普通弹簧当优质弹簧或进口弹簧使用,从而导致感觉弹力不够;

    4、超过规定温度使用而导致弹性降低甚至失去弹性;

    5、弹簧线材本身偏软,或弹簧淬火温度偏低或保温时间不够长,或弹簧成型后回火温度过高且时间长,导致抗拉压强度抵而弹力不够--这才是真正意义上的弹力不够。



    模具弹簧设计原则

    1.弹簧材料许用应力[τ]的选择,应以保证弹簧疲劳寿命为主进行考虑。弹簧的动态寿命,一般分为三类:

    Ⅰ类:承受交变载荷次数为106;

    Ⅱ类:承受交变载荷次数为103-105;

    Ⅲ类:承受交变载荷次数小于103;

    2.材料宽厚比(a/b)不宜过大,而弹簧的旋绕不宜过小。

    3.设计非矩形的异形截面弹簧时,一定要推导和绘制在不同旋转比、不同宽厚比与变形修正系数(τ)和切应力修正系数(β)的曲线或计算公式。

    4.要根据给定条件和限制条件,选择计算简便和参数选择合理的设计方法。


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