弹簧的测绘.docx
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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=ti+di或t=t2-di
图7—1弹簧直径图7—2弹簧钢丝直径
图7—3弹簧自由高度图7—4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=2〜2.5,
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=1.5〜2o
(7)确定旋向如图7一5所示,确定弹簧是左旋还是右旋。
图7—5旋向圈数图7—6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7—7所示。
图7—7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:
①弹簧的最小工作负荷Pl;②弹簧的最大工作负荷Pn;⑧弹簧在自由状态下的高度HL;④弹簧在最小
工作负荷下的变形量Fi或高度Hl;⑤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)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7—1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。
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:
①发蓝。
在油中工作的弹簧多作发蓝处理;②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;③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;④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2〜2.5倍;
⑤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:
①修磨锐边去毛刺;②涂漆处理;⑧未注明技术要求按XX规定;④未注公差尺寸按X级制造;⑤磨削端面3/4圈,末端厚度不小于
弹簧直径的1/4;⑧100%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
10
2
弹簧参数的测量方法
20
3
弹簧参数值的确定与计算
20
4
弹簧工作图的绘制
20
5
叙述弹簧的类型及应用
20
6
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--1394C为,在1394-1538C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727C时碳的质量分数为,在1148C
时碳的质量分数为。
9.Fe—Fe3C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。
12.退火的冷却方式是,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)f2)f3)f4)f5);B1)f3)〜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.在Fe-Fe3C相图中的组元是()。
A.FeB.FesCCFe和FqCDFe和C
14.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0.77%o()
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30〜50C,过共析钢的淬火加热温度为
A以上30〜50Co()
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。
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