压缩弹簧容许公差
项 目 | 3≦D/d<8 | 8≦D/d<15 | D/d≧15 |
平均径 ( D ) | ±1.5% ( 最小值±0.15 ) | ±2% ( 最小值±0.25 ) | ±3% ( 最小值±0.4 ) |
自由长 ( L ) | ±2% ( 最小值±0.4 ) | ±3% ( 最小值±0.5 ) | ±4% ( 最小值±0.8 ) |
弹簧系数 ( K ) | ±6% | ±8% | ±10% |
荷 重 ( P ) | 荷重公差( kg )/弹簧系数( kg/mm )≧上记自由长公差( mm ) ( 最小值±5% ) | ||
拉伸弹簧容许公差
项 目 | 4≦D/d<8 | 8≦D/d<15 | D/d≧15 |
平均径 ( D ) | ±1.5% ( 最小值±0.15 ) | ±2% ( 最小值±0.2 ) | ±3% ( 最小值±0.3 ) |
自由长 ( L ) | ±2% ( 最小值±0.5 ) | ±3% ( 最小值±0.7 ) | ±4% ( 最小值±1.0 ) |
弹簧系数 ( K ) | ±6% | ±8% | ±10% |
荷 重 ( P ) | 荷重公差( kg )/弹簧系数( kg/mm )≧上记自由长公差( mm ) ( 最小值±8% ) | ||
扭簧容许公差
项 目 | 4≦D/d<8 | 8≦D/d<15 | D/d≧15 |
平均径 ( D ) | ±1.5% ( 最小值±0.15 ) | ±2% ( 最小值±0.2 ) | ±3% ( 最小值±0.3 ) |
扭转角 (θ ) | ±0.9Na° (最小值±3° ) | ±1.1Na° ( 最小值±4° ) | ±1.5Na° (最小值±6° ) |
扭 距 ( M ) | 扭距公差(kg~mm)/弹簧定数(kg~mm/deg)≧上记扭转角度公差(deg)(最小值±5% ) | ||
3. 符号代号：
d：线材直径
G：横弹性系数 D：平均直径
E：纵弹性系数 n：有效卷数 P：荷重
弹簧材料之弹性系数
材 质 | 横弹性系数 G值(kg/mm2) | 纵弹性系数 E值(kg/mm2) |
弹簧钢SUP | 8X103 | 21X103 |
钢琴线SWP | 8X103 | 21X103 |
8X103 | 21X103 | |
硬钢线SWC | 8X103 | 21X103 |
不锈钢线SUS631 | 7.5X103 | 21X103 |
不锈钢线SUS316 | 7X103 | 19X103 |
不锈钢线SUS304 | 7X103 | 19X103 |
不锈钢线SUS302 | 7X103 | 19X103 |
破铜线 | 4.5X103 | 13X103 |
磷青铜线 | 4.3X103 | 10X103 |
黄铜线 | 4X103 | 10X103 |
白铜线 | 4X103 | 11X103 |
各类弹簧设计流程
●装置空间：设计一压缩弹簧必须清楚了解，所需装置弹簧的空间，方能有效掌握一压缩弹簧之基本制造条件，外径、内径、自由长。
* 活动行程荷重：压缩弹簧的设计，必须清楚了解要作动的位置，及所需承载之弹力。定出位置了解所需的弹力，则可决定材质、线径、圈数。
* 环境因素：弹簧于不同环境下作动，会受环境因素的影响，而影响到使用寿命，故设计者必须考虑到环境温度及湿度之变化，温度对弹簧的寿命影响甚巨，湿度则容易使未表面处理的弹簧产生氧化。故环境因素可决定该弹簧是否需作表面处理及材质的选定。
* 两端距离空间：拉伸弹簧两端点将影响到挂勾之形式及拉簧的自由长。空间则可决定密着部的尺寸、外径。
* 预拉之荷重：预拉之荷重则决定弹簧的材质及线径，密着部的尺寸则可调整预拉长度。
* 心轴之外径：扭簧内径的订定得依心轴的大小而决定,但需考虑扭转后,簧体之变化，故得预留适当之裕度。
* 装置空间之内径：若一扭转弹簧之装置采崁入式则需考虑崁入式之空间。空间则决定簧体的外径、自由长、圈数。
* 活动行程荷重：压缩弹簧的设计，必须清楚了解要作动的位置，及所需承载之弹力。定出位置了解所需的弹力，则可决定材质、线径、圈数。
* 环境因素：弹簧于不同环境下作动，会受环境因素的影响，而影响到使用寿命，故设计者必须考虑到环境温度及湿度之变化，温度对弹簧的寿命影响甚巨，湿度则容易使未表面处理的弹簧产生氧化。故环境因素可决定该弹簧是否需作表面处理及材质的选定。
* 两端距离空间：拉伸弹簧两端点将影响到挂勾之形式及拉簧的自由长。空间则可决定密着部的尺寸、外径。
* 预拉之荷重：预拉之荷重则决定弹簧的材质及线径，密着部的尺寸则可调整预拉长度。
* 心轴之外径：扭簧内径的订定得依心轴的大小而决定,但需考虑扭转后,簧体之变化，故得预留适当之裕度。
* 装置空间之内径：若一扭转弹簧之装置采崁入式则需考虑崁入式之空间。空间则决定簧体的外径、自由长、圈数。
* 扭转支点：扭簧作功时必须有一支点，此一支点可决定，扭杆的长度及形式。
* 作动之起终点：施力扭杆在未作功时与支点的角度位置，可明订出施力扭杆的长短、形式及与支点杆的角度。
* 作动之起终点：施力扭杆在未作功时与支点的角度位置，可明订出施力扭杆的长短、形式及与支点杆的角度。
●金属热处理基本知识(二)
(一)、过热现象
我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。
1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现
粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界，而冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。
3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。
(二)、过烧现象
加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。
(三)、脱碳和氧化
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残
余拉应力易形成表面网状裂纹。
加热时，钢表层的铁及合金与元素或介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。
为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）
(四)、氢脆现象
高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
八 几种常见的热处理概念
1． 正火：将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Acm以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2． 退火annealing：将亚共析钢工件加热至Ac3以上30—50度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺
3． 固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺
4． 时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5． 固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型
6． 时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度
7． 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发解到固溶体中，然后快生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺
8． 回火：将经过淬火的工件加热到临界点Ac1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺
9． 钢的氮化及碳氮共渗
(1).钢的氮化（气体氮化）
概念：氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。
它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。
氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。
氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。
由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。
钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性。
氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多
(2).钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体氮碳共渗（即气体软氮化）应用较是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10.调质处理quenching and tempering：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
11． 钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺
九 回火的种类及应用
根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：
（一）低温回火（150－250℃）
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
（二）中温回火（350－500℃）
中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。因此，（它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。
（三）高温回火（500－650℃）
高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。因此，广泛用于汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。
十 气氛与金属的化学反应
（一）．气氛与钢铁的化学反应
1. 氧化
2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2
FeC＋CO2→Fe＋2CO
2. 还原
FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O2
3. 渗碳
2CO→［C］＋CO2
CH4→［C］＋2H2
Fe＋［C］→FeC
4.渗氮
2NH3→2［N］＋3H2
Fe＋［N］→FeN
（二）．各种气氛对金属的作用
氮气：在≥1000℃时会与Cr,CO,Al.Ti反应
氢气：可使铜，镍，铁，钨还原。当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳
水：≥800℃时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不反应
一氧化碳：其还原性与氢气相似，可使钢渗碳
（三）． 各类气氛对电阻组件的影响
镍铬丝，铁铬铝：含硫气氛对电阻丝有害
十一 铍青铜的热处理
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