弹簧设计参考

弹簧参考资料

§12-1 概述

弹簧是常用的弹性零件，它在受载后产生较大的弹性变形，吸收并储存能量。

弹簧有以下的主要功能：

(1)减振和缓冲。如缓冲器，车辆的缓冲弹簧等。

(2)控制运动。如制动器、离合器以及燃机气门控制弹簧。

(3)储存或释放能量。如钟表发条，定位控制机构中的弹簧。

(4)测量力和力矩。用于测力器、弹簧秤等。

按弹簧的受力性质不同，弹簧主要分为：

拉伸弹簧，压缩弹簧，扭转弹簧和弯曲弹簧。

按弹簧的形状不同又可分为螺旋弹簧、板弹簧、环形弹簧、碟形弹簧等。

此外还有空气弹簧、橡胶弹簧等。

§12-2 圆柱拉、压螺旋弹簧的设计

一、圆柱形拉、压螺旋弹簧的结构、几何尺寸和特性曲线

1、弹簧的结构

(1)压缩弹簧（图12－1）

A、YI型：两端面圈并紧磨平

B、YⅢ型：两端面圈并紧不磨平。

磨平部分不少于圆周长的3/4，端头厚度一般不少于d/8。

(a)YⅠ型(b)YⅡ型

图12-1 压缩弹簧

(2)拉伸弹簧（图12－2）

A、LI型：半圆形钩

B、LⅡ型：圆环钩

C、LⅦ型：可调式挂钩，用于受力较大时

图12-2 拉伸弹簧

2、主要几何尺寸

弹簧丝直径d、外径D、径、中径、节距p、螺旋升角、自由高度(压缩弹簧)或长度(拉伸弹簧)，如图12-3。此外还有有限圈数n，总圈数，几何尺寸计算公式见表12-1。

(a) (b)

图12-3 圆柱形拉、压螺旋弹簧的参数

表12-1 圆柱形压缩、拉伸螺旋弹簧的几何尺寸计算公式

名称与代号压缩螺旋弹簧拉伸螺旋弹簧

螺旋升角/°对压缩弹簧，推荐＝5°～9°

间距 /mm＝p－d＝0

L=D2n1/cos L=D2n+钩部展开长度弹簧指数C：弹簧中径D2和簧丝直径d的比值即：C=D2/d。

弹簧丝直径d相同时，C值小则弹簧中径D2也小，其刚度较大。反之则刚度较小。通常C值在4～16围，可按表12-2选取。

表12-2 圆柱螺旋弹簧常用弹簧指数C

3、特性曲线

弹簧所受载荷与其变形之间的关系曲线称为弹簧的特性曲线。

(1)压缩弹簧

其特性曲线如图12-4所示。

图中H0为弹簧未受载时的自由高度。F min为最小工作载荷，它是使弹簧处于安装

位置的初始载荷。在F min的作用下，弹簧从自由高度H0被压缩到H1，相应的弹簧压缩变形量为λmin。在弹簧的最大工作载荷F max作用下，弹簧的压缩变形量增至λmax。图中F lim为弹簧的极限载荷，在其作用下，弹簧高度为H lim，变形量为λlim，弹簧丝应力达到了材料的弹性极限。此外，图中的h=λmax-λmin，称为弹簧的工作行程。

图12-4 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线图12-5 圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线

(2)拉伸弹簧

其特性曲线如图12-5所示。

按卷绕方法的不同，拉伸弹簧分为无初应力和有初应力两种。无初应力的拉伸弹簧其特性曲线与压缩弹簧的特性曲线相同。有初应力的拉伸弹簧的特性曲线，如图12-5c所示。有一段假想的变形量x，相应的初拉力F0，为克服这段假想变形量使弹簧开始变形所需的初拉力，当工作载荷大于F0时，弹簧才开始伸长。

对于一般拉、压螺旋弹簧的最小工作载荷通常取为F min≥0.2F lim，对于有初拉力的拉伸弹簧F min>F0；弹簧的工作载荷应小于极限载荷，通常取F max≤0.8F lim，因此，为保持弹性的线性特性，弹簧的工作变形量应取在(0.2～0.8)λlim围。

二、圆柱拉、压螺旋弹簧的设计约束分析

1、强度约束条件

图12-6为承受轴向载荷的压缩弹簧，现分析其受力情况，拉伸弹簧的簧丝受力情况完全相同。如图12-6a，在通过轴线的剖面上，弹簧丝的剖面为椭圆，但由于螺旋升角一般很小，可近似地用圆形剖面代替。将作用于弹簧的轴向载荷F 移至这个剖面，在此剖面上有转矩：T=FD2/2和剪切力F的联合作用。这二者在弹簧丝剖面上引起的最大剪切应力τ为：

式中：K为曲度系数(或称补偿系数)，用以考虑螺旋升角和弹簧丝曲率等的影响，其值可按下式

计算：

则弹簧丝的强度约束条件为：

或

式中：[τ]为许用剪切应力；

F max为弹簧的最大工作载荷。

图12-6 受轴向载荷的压缩弹簧

2、刚度约束条件

圆柱螺旋弹簧的变形计算公式是根据材料力学求得的，即：

式中，G为材料的剪切弹性模量。由此可得刚度约束条件为

或

式中：k为弹簧刚度，表示弹簧单位变形所需的力。

一般n应圆整为0.5的整数倍，且大于2。

3、稳定性约束条件

当作用在压缩弹簧的载荷过大，高径比b=H0/D2超出一定围时，弹簧会产生较大的侧向弯曲(图12-7)而失稳。

为保证弹簧的稳定性，一般规定，两端固定时取b<5.3；一端固定另一端自由时，取b<3.7；两端自由时，应取b<2.6。如未能满足上述要求，则要按下式进行稳定性验算：

F max

式中：F C为临界载荷，C B为不稳定系数，见图12-8。

图12-7 压缩弹簧的失稳图12-8 不稳定系数C B

三、弹簧的材料与许用应力

常用的弹簧材料有：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢和铜合金材料以及非金属材料。选择材料时，应根据弹簧的功用、载荷大小、载荷性质及循环特性、工作强度、周围介质以及重要程度来进行选择，几种弹簧材料的性能和许用应力值见表12-3，弹簧钢丝的抗拉强度见表12-4。

表12-4 弹簧钢丝的抗拉强度b(MPa)

碳素弹簧钢丝(GB/T1239.6-92) 油淬-回火碳素弹簧钢丝

(GB/T1239.6-92)

不锈钢弹簧钢丝

(GB/T1239.6-92)

钢丝直径d/mm B级低应

力弹簧

C级中应

力弹簧

D级高应

力弹簧

钢丝直径

d/mm

A类一般

强度

B类较高

强度

钢丝直径

d/mm

A B C

1Cr18Ni9

OCr17

Ni8Al

OCr19Ni10

OCr17Ni

12Mo2

1

1.6

2.0

2.5

3.0 3.2~3.5 4~

4.5

5

6

7~8 1660

1570

1470

1420

1370

1320

1320

1320

1220

1170

1960

1830

1710

1660

1570

1570

1520

1470

1420

1370

2300

2110

1910

1760

1710

1660

1620

1570

1520

--

2

2.2~2.5

3

3.2~3.5

4

4.5

5

5.5~

6.5

7~9

10以上

1618

1569

1520

1471

1422

1373

1324

1275

1226

1177

1716

1667

1618

1569

1520

1471

1422

1373

1324

1275

0.1~0.2

0.23~0.4

0.45~0.7

0.8~1.0

1.2~1.4

1.6~

2.0

2.3~2.6

2.8~4

4.5~6

6.5~8

1628

1569

1569

1471

1373

1324

1275

1177

1079

981

2157

2059

1961

1863

1765

1667

1590

1471

1373

1275

1961

1961

1814

1765

1667

1569

1471

1373

1275

--

注：表中b值均为下限值，单位为MPa 。

表12-3 弹簧材料和许用应力

类别牌号

压缩弹簧许用剪切应力

[]/MPa

许用弯曲应力

[b]/MPa

切变

模量

G/MP

a

弹性

模量

E/MPa

推荐

硬

度围

HRC

推荐使

用温度

/℃

特性及

用途Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅱ类Ⅲ类

钢丝

碳素弹簧

钢丝、琴钢丝

(0.3~

0.38)

b

(0.38~

0.45)

b

0.5b

(0.6~

0.68)

b

0.8b

7900

20600

--40~120

强度高，

性能好，

适用于

(0.35~ 0.4)b

(0.4~

0.47)

b

0.55

b

(0.6~

0.68)

b

0.8b

OCr17Ni8Al

(0.28~

0.34)

b

(0.34~

0.38)

b

0.45

b

(0.5~

0.65)

b

0.75

b

1Cr18Ni9Ti 2Cr18Ni9 324432533533677

7160

19300

-

-250~30

耐腐蚀，

耐高温，

适用于

做化工，

航海用

小弹簧

4Cr134415887357359227550

21500

48~53-40~300

耐腐蚀，

耐高温，

用于做

化工、航

海的较

大尺寸

弹簧

Co40CrNiMo50066783483410007650

19700

--40~400

耐腐蚀，

高强度，

无磁，低

后效，高

弹性

青铜丝

QSi3-1

265353442442550

4100

93000

HBS

90~10

-40~120

耐腐蚀，

防磁。用

作电器

仪表，航

海的弹

簧QSn4-3

QSn6.5-0.1

4000

QBe2353442550550730

4400

12900

37~40-40~120

导电性

好，弹性

好，耐腐

蚀，防

磁，用作

精密仪

器弹簧注：

1、按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>1000000；Ⅱ类N＝1000~100000，可用作受冲击载荷的弹簧；Ⅲ类N<1000；

2、拉伸弹簧的许用剪应力为压缩弹簧的80%；

3、表中[]、[b]、G和E值，是在常温下按表中推荐硬度围的下限时的数值。

四、圆柱拉、压螺旋弹簧的设计方法与实例

弹簧设计的任务是要确定弹簧丝直径d、工作圈数n以及其它几何尺寸，使得能满足强度约束、刚度约束及稳定性约束条件，进一步地还要求相应的设计指

标(如体积、重量、振动稳定性等)达到最好。

具体设计步骤为：先根据工作条件、要求等，试选弹簧材料、弹簧指数C。由于d有关，所以往往还要事先假定弹簧丝的直径d，接下来计算d、n的值及b与

相应的其它几何尺寸，如果所得结果与设计条件不符合，以上过程要重复进行。直到求得满足所有约束条件的解即为本问题的一个可行方案。实际问题中，可行方案是不唯一的，往往需要从多个可行方案中求得较优解。

例12-1 设计一圆柱形螺旋压缩弹簧，簧丝剖面为圆形。已知最小载荷F min=200N，最大载荷

F max=500N，工作行程h=10mm，弹簧Ⅱ类工作，要求弹簧外径不超过28mm，端部并紧磨平。

解：

试算(一)：

(1)选择弹簧材料和许用应力。选用C级碳素弹簧钢丝。

根据外径要求，初选C=7，由C=D2/d=(D-d)/d得d=3.5mm，

由表12-4查得b=1570MPa，由表12-3知：[]=0.41b=644MPa。

(2) 计算弹簧丝直径d

由式得K=1.21

由式得d≥4.1mm

由此可知，d=3.5mm的初算值不满足强度约束条件，应重新计算。

试算(二)：

(1) 选择弹簧材料同上。为取得较大的d值，选C=5.3。

仍由C=(D-d)/d，得d=4.4mm。

查表12-4得b=1520MPa，由表12-3知[]=0.41b=623MPa。

(2) 计算弹簧丝直径d

由式得K=1.29

由式得d≥3.7mm。

可知：d=4.4mm满足强度约束条件。

(3) 计算有效工作圈数n

由图12-4确定变形量λmax：λmax=16.7mm。

查表12-3，G=79000N/，

由式得n=9.75

取n=10，考虑两端各并紧一圈，则总圈数n1=n+2=12。至此，得到了一个满足强度与刚度约束条件的可行方案，但考虑进一步减少弹簧外形尺寸与重量，再次进行试算。

试算(三)：

(1)仍选以上弹簧材料，取C=6，求得K=1.253，d=4mm

查表12-4，得b=1520MPa，[]=0.41b=623MPa。

(2) 计算弹簧丝直径。得d≥3.91mm。知d=4mm满足强度条件。

(3)计算有效工作圈数n。由试算(二)知，λmax=16.7mm，G=79000N/，

由式得n=6.11

取n=6.5圈，仍参考两端各并紧一圈，n1=n+2=8.5。

这一计算结果即满足强度与刚度约束条件，从外形尺寸和重量来看，又是一个较优的解，可将这个解初步确定下来，以下再计算其它尺寸并作稳定性校核。

(4) 确定变形量λmax、λmin、λlim和实际最小载荷F min

弹簧的极限载荷为：

因为工作圈数由6.11改为6.5，故弹簧的变形量和最小载荷也相应有所变化。

由式得：

λmin=λmax－h=(17.77-10)mm=7.77mm

(5) 求弹簧的节距p、自由高度H0、螺旋升角γ和簧丝展开长度L

在F max作用下相邻两圈的间距δ≥0.1d=0.4mm，取δ=0.5mm，则无载荷作用下弹簧的节距为p=d+λmax/n+δ1 =(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mm

p基本符合在(1/2～1/3)D2的规定围。

端面并紧磨平的弹簧自由高度为

取标准值H0=52mm。

无载荷作用下弹簧的螺旋升角为

基本满足γ=5°～9°的围。

弹簧簧丝的展开长度

(6) 稳定性计算

b=H0/D2=52/24=2.17

采用两端固定支座，b=2.17<5.3，故不会失稳。

(7) 绘制弹簧特性线和零件工作图。

弹簧图纸的参数标注

一。基本参数的标注：

1、对圆柱螺旋弹簧，来图对请注明：材料直径(d)，外径(D)自由高度(Ho)总圈(n 1 ),工作圈数(n)、节距(t)，有负荷要求注上负荷（p 1 p 2……p i ）和对应值（H1H2……Hj）或（F1F2……Fj），如图一：

2、拉伸弹簧，请注明材料直径(d)，外径(D)，总长(Ho)，工作圈数(n)，耳环的位置及形状，负荷（p 1 p 2……p i ）和对应值（H1H2……Hj）如（图二）若有初拉力则需注上Po如（图二）。

3、扭转弹簧，请注明：材料直径(d)，外径(D)，扭臂长(L)，自由高度(Lo)，以及其它几何尺寸，如导矩（T 1 T 2……T j ）和对应和对

应扭转角度（Ψ）如图三：

弹簧设计软件,各种参数都有

弹簧设计软件，各种参数都有 在机械CAD设计中弹簧是一个常见对象，而且包含了压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧等多种类型。哪种CAD软件最适合进行弹簧设计，而且参数比较全呢？在这里我推荐浩辰CAD机械软件。浩辰CAD机械软件预置了弹簧设计功能，可以帮助工程设计人员快速完成常用弹簧的设计、静校核和绘图任务。 下面我们就以压缩弹簧为例讲解一下其绘制方法： 1、在浩辰CAD机械软件菜单栏中依次点击浩辰机械—机械设计—弹簧设计就会出现下图的弹簧设计窗口，提供了三大类弹簧的设计。 在这里，我们选择【压缩弹簧】，并进行标准压缩弹簧设计，软件会弹出压缩弹簧设计窗口。 2、根据弹簧工作极限负荷Flim,我们从对话框列表中选择一种弹簧型号，再输入有效圈数【n】和总圈数【n1】，注意应满足n1=n+(1.5--2.5)。如想了解弹簧型号库(即左列表中的内容)中的详细内容，请点击【备注】按钮，软件将弹出有关该弹簧库的信息。 3、输入完毕后，点击【确定】，系统将弹出对话框。

4、在对话框的上一排图形按钮中选取所需绘图的类别，再确定【弹簧绘图长度】。其中，如知道弹簧在图纸上的确切长度，可点中【输入弹簧绘图长度H】圆形按钮，再输入弹簧绘图长度（应满足H3=

弹簧设计规范(全)

精心整理 弹簧设计规范 一、弹簧的功能 弹簧是一种弹性元件，由于材料的弹性和弹簧的结构特点，它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形，卸载后立即恢复原状的特性。很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。其主要功能有： ⑴、减振和缓冲，如车辆的悬挂弹簧，各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。 ⑵、测力，如测力器和弹簧秤的弹簧等。 ⑶、储存及输出能量，如钟表弹簧，枪栓弹簧，仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。 计算方法。

三、弹簧使用的材料及其用途 弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限，所以弹簧钢材用较高的含碳量。但是碳素钢的淬透性较差，所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰，他们可以增强钢的淬透性和屈强比。 弹簧材料使用最广者是弹簧钢（SUP）。碳素钢用于直径较小的弹簧，工艺多为冷拔成型，如：65#，75#，85#。直径稍大，需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn，如汽车板簧，铁路车辆的缓冲簧。对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧，发动机气门弹簧等。其他弹簧钢材料还有：65Mn,50CrMn,30W4Cr2V等。 a、碳钢及合金钢：制造弹簧时，常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中，以增加弹簧之弹性及疲劳限度，且使其耐冲击。 因此要求弹簧材料具有较高的抗拉强度极限、弹性极限和疲劳强度极限，不易松弛。同时要求有较高的冲击韧性，良好的热处理性能等。常见的弹簧材料有优质碳素钢、合金钢和铜合金。几种主要弹簧材料的使用性能和许用应力见表2。

106 D

弹簧定数不清：kTd=（Ed4）/[3667D×N+389(a1+a2)] 荷重：P=（kTd×φd）/R 弯曲应力：σ=（Ed×φd）/（360D×N） σ=（32P×R）/（πd3）×kb (安全确认)：kb=（4C2–C-1）/[4C(C-1)] 弯曲应力：容许限界以下 4.1、弹簧设计使用的基本公式 4.1.2、有初始张力的拉伸弹簧 +

弹簧的设计和维护经验交流18问答

弹簧的设计和维护经验交流18问答 1．请问怎么才能控制弹簧钢丝的软硬问题？ 答：这是钢丝厂生产工艺决定的。如果有拉丝机可以稍微改拉一道，强度会上升，但韧性会降低。弹簧的热处理是控制弹簧软硬的关键，温度越高材料就会越软，这就是弹簧的回火，而不是淬火。 2．淬火和回火有什么区别吗? 答：将钢加热到临界点以上的温度，保温一定的时间，再放入柴油或水里或是其它溶液里冷却，这个过程就是淬火；回火就是将弹簧加热到一定的温度，保温一定的时间，再以适宜的冷却方法冷却。淬火的温度是相当高的，而回火的温度就是200-400之间，弹簧还有一个叫等温淬火但是有点难度。 3．做内折角的扭簧该如何排刀 答：先成本体后折角。 4．直径0.5的不锈钢丝绕制成外径2、长度2000的拉簧，需要一端的某一小段较其余的大部分稍软一点，但直径和外形上的紧密程度要求一致。请问这在工艺上如何处理好？ 答：用明火加热会有很好效果。 5．用什么方法可使不锈钢弹簧非常光亮？ 答：用酸洗，但是不知道你是用哪一种不锈钢丝，如用SUS304，酸里还要加入氟素，酸的百分度还是要自己看钢丝定的，大概在30％。 6．请问SUS304—WPB的含义是什么？ 答：不锈钢，光亮。SUS304指国内标号0Cr18Ni9，SUS304-WP弹簧用不锈钢钢丝，WPB指的是它的强度等级，有：WPA、WPB、WPC，类似国内新标准的B、C、D级。SUS304-WPB就是不锈钢和它的硬度等级，它有雾面和亮面之分，一般都是使用雾面线。 7．设计一拉簧，钢丝直径0.7mm，拉簧外径为6.5，有效圈数为10圈，总长18.4mm，材料为SUS316。日工作次数为十五万次，用过十天后，弹簧便从折弯处断裂。请教各位高手，从哪些方面下手解决？ 答：可试试从这两方面解决：A 仔细检查拉簧折弯处是否存在伤痕？（调整模具，减少折弯处伤痕）B 折弯处R位是否太小？（加大R位），前面关于R角的说法我认为是最主要的，但是我司在生产中也出现过这个问题，是线材不良造成的，在前面说的不行的情况下你可以更换线材厂家试一下。拉簧（每天至少工作十万次）经常断裂，可以做成半圆的德式钩，这样就不会断裂，可以试一下。 8．我司的一台SHA-10弹簧检长机现在出了一点问题，电源是通的，但是其显示屏却是一片漆黑请问是什么原因呢？ 答：应该是检长机内部1、2号板之间的连接线除了问题，更换后就好了。 9．为什么一般的弹簧压缩过后长度不能很有效的还原至压缩前的长度呢？ 答：这个问题是由于弹簧的材料决定的，如果你使用琴钢线的话，这个问题将不明显。 可能你采用的钢丝材料有问题，目前市场上的廉价钢丝用的胚料因为冶炼时有偏析或者生产时为降低成本没有经过铅淬火等，使钢丝的强度整根或部分没有达标，造成压簧回弹性能不好。建议工厂采购材料时应索取质量保证书，有条件的可取样请第3方检验，合格才能投入生产。 10．请问各位师傅接触过花园垃圾袋的弹簧生产吗，直径3-4mm，长度5-8m，一般回火时间应该多少，大约几度？

圆柱弹簧的设计计算.

圆柱弹簧的设计计算 (一)几何参数计算 普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹簧丝直径d。由下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知，它们的关系为： 式中弹簧的螺旋升角α，对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°范围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左旋，但无特殊要求时，一般都用右旋。 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表(普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式)。 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式

(二)特性曲线

弹簧应具有经久不变的弹 性，且不允许产生永久变形。因 此在设计弹簧时，务必使其工作 应力在弹性极限范围内。在这个 范围内工作的压缩弹簧，当承 受轴向载荷P时，弹簧将产生 相应的弹性变形，如右图a所 示。为了表示弹簧的载荷与变形 的关系，取纵坐标表示弹簧承受 的载荷，横坐标表示弹簧的变 形，通常载荷和变形成直线关系 (右图b)。这种表示载荷与变 形的关系的曲线称为弹簧的特 性曲线。对拉伸弹簧，如图<圆 柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线> 所示，图b为无预应力的拉伸 弹簧的特性曲线；图c为有预 应力的拉伸弹簧的特性曲线。 右图a中的H0是压缩弹簧 在没有承受外力时的自由长度。 弹簧在安装时，通常预加一个压 力 Fmin，使它可靠地稳定在安 装位置上。Fmin称为弹簧的最 小载荷(安装载荷)。在它的作 用下，弹簧的长度被压缩到H1 其压缩变形量为λmin。Fmax 为弹簧承受的最大工作载荷。在 Fmax作用下，弹簧长度减到 H2，其压缩变形量增到λmax。 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线λmax与λmin的差即为弹簧的 工作行程h,h=λmax-λmin。 Flim为弹簧的极限载荷。在该 力的作用下，弹簧丝内的应力达 到了材料的弹性极限。与Flim 对应的弹簧长度为H3，压缩变 形量为λlim。

弹簧加工工艺

弹簧加工工艺 .亨特弹簧 我们在日常生活中会使用到很多的弹簧产品，弹簧表面上看是很简单的产品。在教科书里也是一笔带过的部分。但是大家所不知的是弹簧的生产其实并不容易！很多产品的设计者常常把所有的机构全部设计完成了后再让弹簧加工商来生产所需的弹簧。殊不知在设计时由于没有提前把弹簧考虑进去所以造成了之前的所有设计全部报废。因为弹簧他是在一根钢丝上产生的机械性能！他可调性很差！只有材料、外径、圈数、总长这几大项可调。但由于提前把机构就已设计死，这样就限制了弹簧的多项的不可调性。那么下面我就以我在东莞市亨特五金制品公司里里多年生产弹簧的经验和大家做一个简单的分享吧。 现在我就以常见的压缩弹簧的加工及每部分所产生的功能来介绍： 一.弹簧加工卷制： 弹簧主要性能的产品主要就是这个部份产生。这几个部份在弹簧生产过程中是必须有的，少一项都不能生产出一个合格的弹簧.目前弹簧的卷制使用的均为CNC电脑数控弹簧机 1.材料. 需要知道材质及材料的大小也就是线径。材质一般常见分类为钢丝、琴钢、不 锈钢及合金钢。选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循 环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。 表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢， 其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳 素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素， 以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求 防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧， 如橡胶、塑料、软木及空气等。 碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低； 低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹 硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好； 铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。 2.外径. 外径、内径及中径在知道线径的大小的前提下可以只提供其中的任意一项！但如不 知线径就必须要提供最少两项。 他们的关系式为： 1．外径-线径=中径 2．外径-中径=线径 3．中径+线径=外径

弹簧设计参数

弹簧种类参数及常用知识 弹簧的用途很广，可以用来储藏能量、减振、测力等。在电器中，弹簧常用来保证导电零件的良好接触 或脱离接触。 弹簧的种类很多，有螺旋弹簧、蜗卷弹簧、板弹簧和片弹簧等，如图10.2-1所示。 在各种弹簧中，以普通圆柱螺旋弹簧最为常见，GB/T 1239-1984对其型式、端部结构和技术要求等都 作了规定。在GB/T 1358-1993对其尺寸系列也作了规定。 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及其相互关系 下表列出了圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称、基本参数及其相互关系。 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称和基本参数 名称符号说明图例 型材直径d 制造弹簧用的材料直径 弹簧的外径D 弹簧的最大直径 弹簧的内径D1 弹簧的最小直径 弹簧的中径D2 D2 = D-d = D1+d 有效圈数n 为了工作平稳，n一般不小于3圈 支承圈数n0 弹簧两端并紧和磨平（或锻平），仅起支承或固定作用的圈（一般取1.5、2或2.5圈） 总圈数n1 n1 = n + n0 节距t 相邻两有效圈上对应点的轴向距离 自由高度H0 未受负荷时的弹簧高度H0 = nt + (n0-0.5)d 展开长度L 制造弹簧所需钢丝的长度L ≈πDn1 在GB/T 2089-1994中对圆柱螺旋压缩弹簧的d、D、t、H0、n、L等尺寸都已作了规定，使用时可查阅 该标准。 2 圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法 根据GB/T 4459.4-1984，螺旋弹簧的规定画法如下： ⑴在平行于螺旋弹簧轴线的投影面的视图中，各圈的外轮廓线应画成直线。 ⑵螺旋弹簧均可画成右旋，但左旋螺旋弹簧不论画成左旋或右旋，必须加写“左”字。 ⑶对于螺旋压缩弹簧，如要求两端并紧且磨平时，不论支承圈数多少和末端贴紧情况如何，均按右图( 有效圈是整数，支承圈为2.5圈)的形式绘制。必要时也可按支承圈的实际结构绘制。 ⑷当弹簧的有效圈数在四圈以上时，可以只画出两端的1～2圈（支承圈除外），中间部分省略不画，用 通过弹簧钢丝中心的两条点画线表示，并允许适当缩短图形的长度。

弹簧制造工艺

冷成形螺旋拉伸和扭转弹簧制造工艺 慧聪网 2005年7月27日11时55分 当使用成形后不需淬火、回火处理的材料制造弹簧时，其工艺过程为螺旋压缩弹簧：卷制、去应力退火、两端面磨削、（抛丸）、（校整）、（去应力退火）、立定或强压处理、检验、表面防腐处理、包装。 螺旋拉伸弹簧：卷制、去应力退火、钩环制作、（切尾）、去应力退火、立定处理、检验、表面防腐处理、包装。 螺旋扭转弹簧：卷制、去应力退火、扭臂制作、切尾、去应力退火、立定处理、检验、表面防腐处理、包装。 以上介绍的螺旋拉伸和扭转弹簧的制造工艺都是在普通卷簧机动上卷绕后再加工两端部的钩环或扭臂。近年来国内外很多厂家都生产和使用了电脑成形机或专用成形机，簧身和尾部形状能在成形机上一次完成，省去加工钩环或扭臂的工序。 当用成形后需淬火、回火处理的材料时，与上述工艺所不同的主要是成形后要进行淬火、回火处理，有时弹簧端部加工需要经正火处理。 带括号的工序为非固定工序，是否进行取决于弹簧的性能要求。 弹簧设计中常遇见的几个问题解答 慧聪网 2005年7月27日11时59分 1 问：什么是弹簧的特性曲线？它与弹簧的刚度有什么关系？定刚度弹簧和变刚度弹簧的特性曲线有何区别？ 答：弹簧所受载荷与其变形的关系曲线称为弹簧特性曲线。该特性曲线的斜率值反映弹簧的刚度。定刚度弹簧的特性曲线为直线，而变刚度弹簧的特性曲线为曲线。 2 问：弹簧强度计算和刚度计算的目的是什么？影响圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧强度和刚度的主要因素有哪些？ 答：弹簧强度计算的目的是保证弹簧在工作时不出现塑性变形和疲劳破坏。弹簧刚度计算的目的是保证弹簧具有要求的弹性。弹簧强度的影响因素可由公式（16-3）说明。弹簧刚度的影响因素可由公式（16-9）说明。 3 问：已知圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的外载荷为F，试分析只增大弹簧钢丝直径d,有效圈数n,中径D，弹簧变形是增大还是减小？ 答：在F作用下，只增大d时，变形减小；只增大n时，变形增大；只增大D时，变形增大。

弹簧设计规范全

弹簧设计规 一、弹簧的功能 弹簧是一种弹性元件，由于材料的弹性和弹簧的结构特点，它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形，卸载后立即恢复原状的特性。很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。其主要功能有： ⑴、减振和缓冲，如车辆的悬挂弹簧，各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。 ⑵、测力，如测力器和弹簧秤的弹簧等。 ⑶、储存及输出能量，如钟表弹簧，枪栓弹簧，仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。 ⑷、控制运动，如控制弹簧门关闭的弹簧，离合器、制动器上的弹簧，控制燃机气缸阀门开启的弹簧等。 二、弹簧的类型、特点和应用 弹簧的分类方法很多，按照所承受的载荷的不同，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种；按照形状的不同，弹簧可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘形弹簧和板弹簧等；按照使用材料的不同，弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧。各种弹簧的特点、应用见表1。 名称弹簧简图特点及应用名称弹簧简图特点及应用 圆柱形螺旋弹 簧图(a)承受拉力，图(b) 承受压力，结构简单， 制造方便，应用最为广 泛 碟形 弹簧 承受压力，缓冲及减振能 力强，常用于重型机械的 缓冲和减振装置。 圆柱形螺旋扭转弹簧承受转矩，主要用于各 种装置中的压紧和蓄 能 环形 弹簧 承受压力，是目前最强的 压缩、缓冲弹簧，常用于 重型设备，如机车车辆、 锻压设备和机械中的缓 冲装置。 圆锥形螺旋弹 簧承受压力，结构紧凑， 稳定性好，防振能力较 强，多用于承受大载荷 和减振的场合 盘簧 承受转矩，能储存较大的 能量，常用作仪器、钟表 中的弹簧。 板弹簧承受弯曲，变形大，吸振能力强，主要用于汽车、拖拉机和铁路车辆的悬挂装置。 法。

弹簧设计规范(常用类型)

弹簧设计规范 一、弹簧的功能 弹簧是一种弹性元件，由于材料的弹性和弹簧的结构特点，它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形，卸载后立即恢复原状的特性。很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。其主要功能有： ⑴、减振和缓冲，如车辆的悬挂弹簧，各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。 ⑵、测力，如测力器和弹簧秤的弹簧等。 ⑶、储存及输出能量，如钟表弹簧，枪栓弹簧，仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。 ⑷、控制运动，如控制弹簧门关闭的弹簧，离合器、制动器上的弹簧，控制内燃机气缸阀门开启的弹簧等。 二、弹簧的类型、特点和应用 弹簧的分类方法很多，按照所承受的载荷的不同，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种；按照形状的不同，弹簧可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘形弹簧和板弹簧等；按照使用材料的不同，弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧。各种弹簧的特点、应用见表1。 在一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。故本章主要讲述这类弹簧的结构形式、设计理论和计算方法。

三、弹簧使用的材料及其用途 弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限，所以弹簧钢材用较高的含碳量。但是碳素钢的淬透性较差，所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰，他们可以增强钢的淬透性和屈强比。 弹簧材料使用最广者是弹簧钢（SUP）。碳素钢用于直径较小的弹簧，工艺多为冷拔成型，如：65#，75#，85#。直径稍大，需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn，如汽车板簧，铁路车辆的缓冲簧。对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧，发动机气门弹簧等。其他弹簧钢材料还有：65Mn, 50CrMn, 30W4Cr2V等。 a、碳钢及合金钢：制造弹簧时，常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中，以增加弹簧之弹性及疲劳限度，且使其耐冲击。 b、大型弹簧多用热作加工，即弹簧材料高温轧成棒，再高温加工成形后，淬火于780度～850度左右之油或水中，再施以400度～500度的温度回火。 c、小型弹簧，先经退火，再用冷作加工，捲成后再经硬化回火，如钢丝、琴钢丝或钢带。 d、琴钢丝是属高炭钢材（0.65～0.95%）制造，杂质少，直径常小于1/4时经过轫化处理后在常温抽成线，其机械性质佳，抗拉强度及轫性大，为优良的螺旋弹簧材料。 e、不锈钢丝用于易受腐蚀处，承受高温可用高速钢及不锈钢。 f、油回火线含碳量0.6～0.7%应含锰，0.6～1.0%常用于螺圈弹簧。 g、板弹簧常用0.9～1.0%之普通钢，其较高级者则使用铬钒钢及矽锰钢。 弹簧常在变载荷和冲击载荷作用下工作，而且要求在受极大应力的情况下，不产生塑性变形，因此要求弹簧材料具有较高的抗拉强度极限、弹性极限和疲劳强度极限，不易松弛。同时要求有较高的冲击韧性，良好的热处理性能等。常见的弹簧材料有优质碳素钢、合金钢和铜合金。几种主要弹簧材料的使用性能和许用应力见表2。

实践经验谈--产品的细节设计和结构优化

产品的细节设计和结构优化 [前言] 我一直想做一个这方面的贴子,做个引子!因为我发现普遍的企业不注重追求这一块,也想通过此向大家传输一个设计理念,多多关注这一块.做为一个工程师不仅要把东西搞出来,更重要的是我们要对产品负责,对消费者负责,对企业负责!往往一个好的ID就能决定一个企业的成败;同样,一个小小的细节往往决定一个产品的成败.产品设计中往往存在不同程度的抄袭现象,有的干脆拿去抄数,有一点,我们很少做这方面的工作,那就是怎样把别人的产品好的方面吸收进来,应用在我们的产品之上,成为我们的设计规范和准则;诸如世界上有个肯德基,中国也有一个麦肯基,世界上有个诺基亚我们也抄个诺基亚,为什么我们却成不了第二 个诺基亚或是肯德基,关键一样,我们抄不来别人灵魂的东西,我们抄不来别人的文化,和不断创新,锐意进取的精神.韩国现代化工业的崛起,正是一个很好的例子,所以我们要通过不断的向别人学习,通过国人的努力和创新总结,而最终实现超越,此超非彼抄! 此贴我们不需要大道理,通过工作中的一些实例，或是身边产品的有哪些有优缺点,有哪些是需要改进的,有哪些需要摒弃的,有哪些是我们需要继承的.关注细节,关注创意,理应是我们做工程师的职责!而不应是因循守旧,墨守成规!思维是 固定模式的那种! 我先来开个头,都是些很小的东西,也许在设计中没太注意!如有不对的地方欢迎大家讨论! 第一：关于产品一些圆角处理的地方。 下图是一个通讯产品扣线卡槽,以前的产品在设计时是没有加小圆角的,后来再才发现松下不是这样做的,他们是在转角的地方加了一个小圆角,防止线材破皮.这样小小的人性化设计别人都注意到了。

[图一]：需要加圆角的地方 [图二]：直接加圆角的效果 如果直接加上圆角的话会有倒扣出不了模,所以结构上要改进一下,做点变动,结果OK!如图所示。 [图三]：圆角处再起一级 [图四]：背面效果

弹簧参数、尺寸及计算公式

弹簧参数及尺寸 一、小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及形式 1.1 工作图样的绘制按GB4459、4规定。 1.2 弹簧的形式分为A型和B型两种。 2、材料弹簧材料直径为0.16~0.45mm，并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。采用YB(T)11中B组钢丝时，需在标记中注明代号“S”。 3、制造精度弹簧的刚度、外径、自由长度按GB1973规定的3级精度制造。如需按2级精度制造时，加注符号“2”，但钩环开口尺寸均按3级精度制造。 4、旋向弹簧的旋向规定为右旋。如需左旋应在标记中注明“左”。 5、钩环开口弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D。注：D为弹簧中径。 6、表面处理 6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧，表面一般进行氧化处理，但也可进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理。其标记方法应按GB1238的规定。 6.2采用弹簧用不锈钢丝制造的弹簧，必要时可对表面进行清洗处理，不加任何标记。 7、标记 7.1标记的组成弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料代号(材料为弹簧用不锈钢丝时)以及表面处理组成。规定如下： 7.2标记示例 例1:A型弹簧，材料直径0.20mm，弹簧中径3.20mm，自由长度8.80mm，左旋，刚度、外径和自由长度的精度为2级，材料为碳素弹簧钢丝B组，表面镀锌处理。 标记:拉簧A0.20*3.20*8.80-2左GB1973.2——89-D-Zn 例2：B型弹簧，材料直径0.40mm，弹簧中径5.00mm，自由长度17.50mm，右旋，刚度、外径和自由长度的精度为3级，材料为弹簧用不锈钢丝B组。 标记：拉簧B0.40*5.00*17.50 GB1973.2--89-S 8、计算依据标准中的计算采用如下基本公式： 切应力(N/mm²)：τ=(8PDK)/(πd³) 变形量(mm)：F=(8PD³n)/ Gd4 弹簧钢度(N/mm):P′=P/ F=(Gd4)/(8D³n) 曲度系数：K =(4C-1)/(4C-4)+ (0.615)/C 旋转比：C =D/d 自由长度(mm)：H。=(n+1.5)d+ 2Dι 弹簧钢丝展开长度(mm)：L≈(n + 2)πD 弹簧单件质量(mg):m≈(πd²/4)Lρ 注：ρ为弹簧材料密度，取ρ=7.85mg/mm³。初拉力P的计算公式与初应力τ。的选取范围：P。=(πd³/8D)τ。 ∵P。=(πd³/8D)π。取π。C≈60， 则：P。=(πd³/8D)·(60/C)=(23.56d4)/D² 式中：D为弹簧的中径。 当选取初拉力时，推荐初拉力τ。值在图A1阴影区域内选取。本标准中的τ。是按照关系式τ。C≈60确定的，即取τ。上下限的近似中点而算出P。值。 二、小型圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及型式 1.1 工作图样的绘制按GB 4459.4的规定。 1.2 弹簧的形式分为两端圈并紧不模型(YⅡⅠ)和两端圈并紧磨平型(YⅠ)两种。

弹簧设计及基础知识

弹簧知识简介 1、功用 1）控制机械运动（内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧）；2）吸收振动和冲击能量（缓冲弹簧，联轴器中的吸振弹簧） 3）储蓄能量（钟表弹簧） 4）测量力的大小（弹簧秤） 5）在电器中，弹簧常用来保证导电零件的良好接触或脱离接触。 2、种类 按受力性质，分为拉簧、压簧、扭簧和弯曲弹簧； 按形状，分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、盘簧等 压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧 蜗卷弹簧板弹簧片弹簧 3、材料 弹簧材料应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性和良好的热处理性能。在选择弹簧材料时，应考虑到弹簧的使用条件、功用及其重要程度。所谓使用条件是指载荷性质、大小及其循环特性，工作温度和周围介质情况。钢是最常用的弹簧材料。受力较小又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。弹簧的疲劳强度和抗冲击强度在很大程度上取决于弹簧的表面状况，所以弹簧材料的表面必须光洁，没有裂缝和伤痕等缺陷。非金属弹簧材料主要是橡胶，近年来正发展用塑料制造弹簧。 4、弹簧制造 弹簧卷绕方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径在8mm以下的用冷卷法，以上用热卷法。冷态下卷制的弹簧多用冷拉的、经预热处理的优质碳素弹簧钢丝，卷成后一般不再经淬火处理，只经低温回火以消除内应力。在热态下卷制的弹簧卷成后必须经过热处理。 在弹簧制成后，如再进行一次强压处理一般可提高其承载能力25％。若经过喷丸处理则可提高承载能力20％，使用寿命2～2.5倍。强压处理是使弹簧在超过极限载荷下受载6h～48h，从而在弹簧丝内产生塑性变形和有益的残余应力，由于残余应力的符号与工作应力相

反，因而弹簧在工作时的最大应力（实线）比未经强压处理的弹簧（虚线）小，所以可提高弹簧的承载能力。强压处理是弹簧制造的最后一道工序。为了保持有益的残余应力，强压后的弹簧不允许再进行任何热处理。同理，经强压处理的弹簧也不宜在较高温度（150℃~450℃）和长期振动的地方应用。由于金属的性质，冷作变形会使腐蚀过程加速，因此在有腐蚀性介质的环境中也不宜采用强压处理的弹簧。 喷丸强化：它是在受喷材料的再结晶温度下进行的一种冷加工方法，加工过程由弹丸在很高速度下撞击受喷工件表面而完成。喷丸可应用于表面清理、光整加工、喷丸校形、喷丸强化等。其中喷丸强化不同于一般的喷丸工艺，它要求喷丸过程中严格控制工艺参数，使工件在受喷后具有预期的表面形貌、表层组织结构和残余应力，从而大幅度地提高疲劳强度和抗应力腐蚀能力。 部分弹簧处理工艺术语 整定处理 Setting 又称“立定处理”。将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限载荷下的高度或压并高度（拉伸弹簧拉伸到工作极限载荷下的长度，扭转弹簧扭转到工作极限扭转角），一次或多次短暂压缩（拉伸、扭转）以达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。 加温整定处理 Hot-setting 又称“加温立定处理”。在高于弹簧工作温度条件下的立定处理。 强压处理 [Compressive] pre stressing 将压缩弹簧压缩至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，以达到提高弹簧承载能力和稳定几何尺寸的一种工艺方法。 加温强压处理 Hot-[compressive] prestressing 在高于弹簧工作条件下进行的强压处理 强拉处理 [tension] prestressing 将拉伸弹簧拉伸至弹簧材料表面产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能力和稳定其几何尺寸的一种工艺方法。 加温强拉处理 Hot [tension] prestressing 在高于弹簧工作温度条件下进行的强拉处理 强扭处理 [torsion] prestressing 将扭转弹簧扭转至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能

《模具设计经验》心得

一《模具设计经验》——滑块设计心得 1：尽量避免出现行位夹线。若不可避免，夹线位置应位于胶件不明显的位置,且夹线长度尽f量短 小，同时应尽量采用组合结构，使行位夹线部位与型腔可一起加工。 2:当驱动行位的斜道柱或斜滑板较长时，应增加模具直导柱的长度，保证在斜道柱或斜滑板导入行位驱动位置之前，模具动定模已被直导柱和导套定向。避免行位机构在合模时发生碰撞。 直导柱L=D+15mm 3:行位机构一般采用“T型导滑槽”形式导滑。 4：行位的导滑面（运动接触面和受力面）必须要有足够的硬度和润滑。一般来说行位组件需热处理，其硬度应达到HRC40以上；导滑部分硬度应达到HRC52—56，同时导滑部分需加工油槽。5：当行位完成抽芯动作后停止，行位在导滑槽内配合 长度不小于2/3 行位全长。 6：右图所示，用于行位在上方或侧面和抽芯距较大的 情况滑块定位。行位在模具上方时，弹簧弹力应大于滑块 自重的1.5倍。 7 ：行位开启需有机械结构保证，避免单独采用“弹簧”弹出的 形式（一般情况）。 当某些特殊情况下也允许单独使用“弹簧”弹出 夹线夹线 图7.2.1a 加工工艺性不好,因为行位上的成型 部分不可以同前模一起加工,图示“夹线” 部位不易接顺,影响模具质量。 图7.2.1b 加工工艺性好,因为行位上的成型部分 (去掉镶针)可以同前模一起加工,图示“夹 线”部位容易接顺,可提高模具质量。 1?弹簧2?限位块3?行位

（如滑块较小且装拆方便，定期更换弹簧）。 8：前模滑块结构。一般需使用“细水口模架”或“简化细水口模架”或“假三板模架”（特殊形式也用“二板式模架”<“前模哈夫式滑块”或类似的“斜弹滑块”以及“前模液压缸抽芯滑块”> 9：因为行位设置在前模一方，前模行位所成型的胶件上的成型位置就直接影响着前模强度。为了满足强度要求，前模行位所成型的胶件上的位置应满足下面要求，当不能满足时，应同相关负责人协商。 A：当成型圆形或椭圆形时，边距大于3mm B：当成型为长方形时，边距D取决于长度L 10:前模行位时为减小薄钢位采取的措施（见下图） 11 ：后模滑块机构。 典型结构1： ①优点：结构紧凑，工作稳定可靠，侧向抽拔力 大。适用于行位较大、抽拔力较大的情 况。 ②缺点：制作复杂，铲鸡与斜滑槽之间的摩擦力 较大，其接触面需提高硬度并润滑。 典型结构2： ①优点：结构简单。适用于行程较小、抽拔力较小 图1 图2 避免尖角 1—前模2—行位型芯3—后模4—后模镶件封胶距离 5.0mm 改善模具结构 增加钢位厚度 斜面过渡 1—A板 2—铲鸡 3—行位 4—弹簧 5—B板 6—托板

弹簧设计计算

弹簧设计计算 弹簧在材料选定后，设计时需要计算出弹簧刚度F、中径D、钢丝直径d、有效圈数ｎ、变形量f。 以下面弹簧设计为例； 1.计算弹簧受力： 假设弹簧端克服１个标准大气压,即推动钢球,则弹簧受力为： F=PA＝1×１0错误!N/mm错误!×πd1错误!/4 其中d1——钢球通道直径 弹簧还须克服钢球下降重力: Ｇ=mρV=ｍ×4ρπR错误!/３ 其中R——钢球半径 弹簧受合力： F合=F+G 考虑制造加工因素,增加1.２倍系数 F′=1.2F合 2.选材料:（一般选用碳素弹簧钢丝６５Mn或琴钢丝) 以6５Mｎ为例,钢丝直径d=１．4mm 3.查表计算许用应力： 查弹簧手册８-10表中Ⅰ类载荷的弹簧考虑(根据阀弹簧受力情况而言) 材料的抗拉强度σb与钢丝直径d有关 查表2-３０(选用D组): σｂ=2150~24５０Ｍｐａ 安全系数Ｋ＝1．１～1.3, 可取Ｋ=1.２, 则σb＝１791.7~２0４１.7

Mpa 因此σb=１７9１.７Ｍｐa(下限值） 查表2-10３,取切变模量Ｇ=78.８×10错误!Ｍpａ 查表8-１0,取许用切应力τs=＝0．5σb＝0.3×1791.7＝53７.51Mｐａ4．选择弹簧旋绕比C: 根据表８-4初步选取C=10 ５.计算钢丝直径：d≥1．6√KFC/[τ] 其中Ｋ——曲度系数,取K＝1.1~1．3 F——弹簧受力 6．计算弹簧中径： Ｄ=Cｄ 7.计算弹簧有效圈数: n＝Ｇd错误!ｆ／8FD错误!则总圈数n总=n＋n1(查表8-6) 8.计算试验载荷: Fs=πd错误!τs／８D ９.自由高度: Ｈ0=nt+1.５ｄ 其中：ｔ——初步估计节距t=ｄ＋f/n+δ1(δ1=0.１d) 查表8-7系列值Ｈ0取整数 １０.节距计算: t=（H0-1.5ｄ)/n １1.弹簧螺旋角:（此值一般符合=5°～9°)

常见的机构设计问题及经验之谈

一、常出现的机构设计方面的问题。 1．Vibrator vibrator安装位置的选择很重要。其一，要看装在哪儿振动效 果最好；其二，最好vibrator附近没有复杂的rib位，因为 vibrator在ALT 时会有滑动现象，如碰到附近的rib位可能被 卡住，致使来电振动失败。 2．吊饰孔 由于吊饰孔处要承受15磅的拉力，所以housing的吊饰孔处 的壁厚要保证足够的强度。 3．Sim card slot 由于不同地区的sim card的大小和thickness有别，所以在进 行sim card slot 的设计时，要保证最大、最厚的sim card能放 进去，最薄的sim card能接触良好。 4．Battery connector 有两种形式：针点式和弹簧片式。前者由于接触面积小，有 可能发生瞬间电流不够的现象而导致reset，但占用的面积 小。而后者由于接触面积大，稳定性较好，但占用的面积 大。 5．薄弱环节 在drop test时，手机的头部容易开裂。主要是因为有结合线和 结构复杂导致的注塑缺陷。Front housing的battery cover button处也易于开裂，所以事先要通过加rib和倒角来保证强 度。 6．和ID的沟通。 机构完成pcb的堆叠后将图发给ID，由于这关系到ID画出来 的外形能否容纳所有的内部机构，所以在处理时要很小心。 Pcb上的所有的元件都要取正公差，所包含的元件要齐全，特 别是那些比较大的元件；小处也不能忽略，比如sponge和 lens的双面背胶等。 7．缩水常发生部位 boss与外壳最好有0.8-1mm的间隙，要避免boss和外壳连在 一起而导致缩水。 housing 上antenna部分，由于结构需要（要做螺纹），往往 会比较厚。 8．前后壳不匹配 ９５％情况下，手机的后壳都会大于前壳，所以要提醒模 厂，让它在做模时，后壳取较小的收缩率。这是因为两者的 注塑条件不同，后壳需要较大的注塑压力。

弹簧设计参考(DOC)

弹簧参考资料

§12-1 概述 弹簧是常用的弹性零件，它在受载后产生较大的弹性变形，吸收并储存能量。 弹簧有以下的主要功能： (1)减振和缓冲。如缓冲器，车辆的缓冲弹簧等。 (2)控制运动。如制动器、离合器以及内燃机气门控制弹簧。 (3)储存或释放能量。如钟表发条，定位控制机构中的弹簧。 (4)测量力和力矩。用于测力器、弹簧秤等。 按弹簧的受力性质不同，弹簧主要分为： 拉伸弹簧，压缩弹簧，扭转弹簧和弯曲弹簧。 按弹簧的形状不同又可分为螺旋弹簧、板弹簧、环形弹簧、碟形弹簧等。 此外还有空气弹簧、橡胶弹簧等。 §12-2 圆柱拉、压螺旋弹簧的设计 一、圆柱形拉、压螺旋弹簧的结构、几何尺寸和特性曲线 1、弹簧的结构 (1)压缩弹簧（图12－1） A、YI型：两端面圈并紧磨平 B、YⅢ型：两端面圈并紧不磨平。 磨平部分不少于圆周长的3/4，端头厚度一般不少于d/8。

(a)YⅠ型(b)YⅡ型 图12-1 压缩弹簧 (2)拉伸弹簧（图12－2） A、LI型：半圆形钩 B、LⅡ型：圆环钩 C、LⅦ型：可调式挂钩，用于受力较大时 图12-2 拉伸弹簧 2、主要几何尺寸 弹簧丝直径d、外径D、内径、中径、节距p、螺旋升角、自由高度(压

缩弹簧)或长度(拉伸弹簧)，如图12-3。此外还有有限圈数n，总圈数，几何尺寸计算公式见表12-1。 (a) (b) 图12-3 圆柱形拉、压螺旋弹簧的参数

表12-1 圆柱形压缩、拉伸螺旋弹簧的几何尺寸计算公式 螺旋升角 对压缩弹簧，推荐＝5°～9° 间距 /mm＝p－d＝0 L=D2n1/cos L=D2n+钩部展开长度弹簧指数C：弹簧中径D2和簧丝直径d的比值即：C=D2/d。 弹簧丝直径d相同时，C值小则弹簧中径D2也小，其刚度较大。反之则刚度较小。通常C值在4～16范围内，可按表12-2选取。 表12-2 圆柱螺旋弹簧常用弹簧指数C 3、特性曲线 弹簧所受载荷与其变形之间的关系曲线称为弹簧的特性曲线。

钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版

钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济

使用catia对弹簧进行参数化设计

圆形截面圆柱压缩弹簧设计 特性线呈线性，刚性稳定，结构简单，制造方便，应用较广，在机械设备中多用作缓冲，减震，以及储能和控制运动等。 现以下图（图0）为例做一个弹簧。 图0 圆形截面圆柱压缩弹簧创建过程 1.创建螺旋线 （1）首先打开CATIA应用程序，然后在【开始Start】下拉菜单中从【形状shape】/【创成式曲面设计Generative Shape Design】打开曲面设计工作平台，如图1所示，系统弹出【零部件名称Part Name】对话框。

（2）在弹出的【零部件名称Part Name】对话框中输入弹簧的零件名称：spring，单击【确定OK】按钮。用户也可在树状目录上右键单击，在弹出的关联菜单中选【属性Properties】，然后在选项板上修改【零部件名称Part Name】为spring，如图2所示，单击【确定OK】按钮后，树状目录也被相应修改，如图3所示。 图1 图2 图3 （2）单击【参考元素Points】工具栏上的【点Point】工具按钮，系统弹出如图4所示的【点定义Point Definition】对话框。在对话框的【点的形式Point type】选择坐标，x坐标改为11.5mm，y，z坐标分别为0mm。单击确定。

图4 （3）再单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图5所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Point.1】，在对话框的【轴Axis】中选中【z轴Z Axis】在对话框的【螺距Pitch】中填4mm，在对话框的【高度Height】中填4mm.单击确定。所画螺旋线如图6所示。 图5

汽车钢板弹簧的设计

汽车钢板弹簧的设计 一、汽车钢板弹簧的基本特性钢板弹簧的主要功能是作为汽车悬架系统的弹性元件，此外多片弹簧的片间摩擦又起作系统的阻尼作用，多数钢板弹簧通过卷耳和支座兼有导向作用。但就其基本的受力情况及结构特点，钢板弹簧具有以下两个基本特征：1、无论钢板弹簧以什么形式装在汽车上，它都是以梁的方式在工作，也就是说它的主要受力方向垂直于钢板弹簧长度。同时，由于受变形相对其长度很小，因此可以利用材料力学中有关小挠度梁的理论，即线性原理来进行分析计算。2、钢板弹簧装在汽车上所承受的弯矩，基本上是单向载荷，因而其弯曲应力也是单向应力。二、等应力梁的概念椭圆形半椭圆形四分之一椭圆形除早期的汽车采用过椭圆形钢板弹簧，近代汽车绝大多数采用半椭圆形钢板弹簧，只有极少数采用四分之一椭圆形钢板弹簧。无论何种形式的钢板弹簧，就其总成而言，都是根部支承，端部承爱集中载荷，它都是以梁的方式在工作。众所周知，理想的梁应该是一根等应力梁，这样才能获得材料的最佳利用。对于钢板弹簧而言，无论单片或多片，设计者应该努力将它设计成等应力梁或近似于等应力梁。就单片梁而言，当只有单片承爱集中载荷时，有两种轮廓可以满足等应力梁的要求。对于等厚度者，宽度应成

三角形，对于等宽度者，厚度为抛物线形状。当然，从理论上讲，只要截面系数沿片长方向与弯矩成比例变化，都可以成为等应力梁。然而汽车上几乎没有采用同时变厚又变宽的弹簧。上述轮廓线只是对弯曲应力而言，实际上钢板弹簧端部受剪切强度的要求以及卷耳的存在，第一种轮廓只能是在三角形端部加上等宽的矩形或整个宽度成为梯形，而第二种轮廓只能是抛物线端部接上一段等厚度的矩形或厚度按梯形变化的梁。为了简化轧制工艺，对于等宽度者，可用梯形代替抛物线。此外，根部也设计成为平直的，便于与支承座贴合，也就是说，或者由梯形和根部、端部为矩形的三段直线构成。所以，在实际应用上，只能把弹簧设计成为近似的等应力梁。由于结构上的原因，没有人在汽车上采用等厚度变宽度的单片钢板弹簧，但等宽度变厚度的单片钢板弹簧早就得到实际的应用。三、单片钢板弹簧的计算1、计算公式：单片钢板弹簧，就是一根简单的承爱集中载荷的梁，我们可以利用材料力学中分析小挠度梁的方式，寻出计算挠度、刚度、沿长度分布的最大应力以及比应力的公式。当然，梁的轮廓线（断面变化情况）不同，寻出的公式也不同。然而，对它们整理之后，我们可以得到一组形式完全一样的计算公式，仅以形状系数的差异来区别各种不同轮廓线的单片钢板弹簧。可把普通使用的对称半椭圆钢板弹簧当做简支梁来分析，它的计算公式