1 主題內容與適用范圍

木標準規定丁小型圓柱螺旋彈簧的技術要求、試驗方法和檢驗規則。

本標準適用于圓截面圓柱螺旋壓縮、拉伸和扭轉彈簧(以下簡稱彈簧)。彈簧材料的截面直徑小于0．5 mm。

本標準不適用于特殊性能的彈簧。

2 引用標準

GB 191 包裝儲運圖示標志

GB 1239．5 圓柱螺旋彈簧抽樣檢查

GB 1805 彈簧術語

GB 2828 逐批檢查計數抽樣程序及抽樣表(適用于連續批的檢查)

GB 3123 硅青銅線

GB 3124 錫青銅線

GB 3134 鈹青銅線

GB 4357 碳素彈簧鋼絲

GB 4358 琴鋼絲

GB 4459．4 機械制圖 彈簧畫法

GB 4879 防銹包裝

GB 6543 瓦楞紙箱

YB(T) 11 彈簧用不銹鋼絲

3 技術要求

3．1 產品應符合本標準的要求，并按經規定程序批準的產品圖樣及技術文件制造。

3．2 極限偏差的等級

彈簧特性與尺寸的極限偏差分為1、2、3三個等級。各項目的等級應根據使用需要分別獨立選定，并在圖樣上注明，未注明的則由制造廠從標準中選定。

3．3 壓縮和拉伸彈簧的彈簧特性及其極限偏差

3．3．1 彈簧特性

壓縮(或拉伸)彈簧的彈簧特性為指定高度(或長度)的負荷或剛度。

3．3．1．1 在指定高度(或長度)的負荷下，彈簧的變形量應在試驗負荷時變形量的20％～80％之間。

試驗負荷Ps：測定彈簧特性時在彈簧上允許承載的最大負荷。

試驗應力τs：測定彈簧特性時在彈簧上允許承載的最大應力。

3．3．1．2 彈簧剛度在特殊需要時采用，其變形量應在試驗負荷下變形量的30％～70％之間。

3．3．1．3 指定高度(或長度)時的負荷和剛度不得同時考核。

3．3．2 彈簧特性的極限偏差

3．3．2．1 指定高度(或長度)時負荷的極限偏差見表1。

3．3．2．2 剛度的極限偏差見表2。

3．4 尺寸及其極限偏差

3．4．1 彈簧外徑(或內徑)

彈簧的外徑和內徑不得同時考核，其極限偏差均按表3規定(彈簧的外徑為D2，中徑為D，內徑為D1)。

3．4．2 壓縮(或拉伸)彈簧自由高度(或長度)、扭轉彈簧扭臂長度的極限偏差按表4規定。當圖樣規定測量壓縮(或拉伸)彈簧指定高度(或長度)下兩點或兩點以上負荷時，則壓縮(或拉伸)彈簧自由高度(或長度)不予考核。

3．4．3 扭轉彈簧的自由角度

有特性要求的扭轉彈簧，其自由角度不予考核。無特性要求時，自由角度的極限偏差按表5規定。

3．4．4 拉伸彈簧鉤環開口尺寸的極限偏差按表6規定。

3．4．5 壓縮彈簧總圈數和拉伸彈簧有效圈數

3．4．5．1 壓縮彈簧的總圈數與有效圈數之差應大于或等于2。當指定彈簧特性時，總圈數為參考值。不指定彈簧特性時，總圈數的極限偏差按表7規定。

3．4．5．2 拉伸彈簧在保證兩鉤環開口位置情況下，有效圈數為參考值。有特殊要求時，由供需雙方商定。

3．4．6 壓縮彈簧的垂直度

對高徑比不大于5的兩端面經過磨削的壓縮彈簧，在自由狀態下，兩端面對外廓素線的垂直度的公差值按表8規定。

3．4．7 壓縮彈簧的節距

等節距壓縮彈簧當壓縮到全變形量的80％時，其正常節距圈不得接觸；不等節距壓縮彈簧的工作圈，在壓縮變形時應逐次增加接觸圈數。

3．4．8 壓并高度

壓縮彈簧的壓并高度原則上不指定。但是對兩端面經磨削約0．75圈的彈簧，當需要壓并高度時用下式求得的值指定為最大值：

式中：Hb——壓并高度，mm；

n1——總圈數；

dmax——材料最大直徑＝材料直徑+材料直徑的上偏差。

3．4．9 永久變形

3．4．9．1 壓縮(或拉伸)彈簧被壓縮<或拉伸)至試驗負荷位置時，其永久變形量不得大于0．05 mm。

3．4．9．2 扭轉彈簧被扭至許用彎曲應力所對應的角度時，其永久變形量不得大于1°。

3．4．10 端面磨削

當材料直徑大于0．3mm時，兩端面如需磨削，磨削平面部分不得小于0．75圈，表面粗糙度最大值為Ra 25μm。

3．4．11 根據使用單位需要，允許對彈簧特性、外徑(或內徑)、壓縮彈簧的自由高度、拉伸彈簧的自由長度和扭轉彈簧的扭臂長度等的極限偏差不對稱使用，其公差值應符合本標準的規定。

3．5 表面質量

彈簧表面應光滑，不允許有裂紋、銹蝕等缺陷，不允許有深度超出材料直徑公差之半的個別壓痕、凹坑和刮傷。

3．6 材料

3．6．1 彈簧材料一般應按GB 4357、GB 4358、GB 3134、YB(T)11、GB 3123和GB 3124選取，也可選用供需雙方在合同中規定的其他材料。

3．6．2 彈簧材料的質量應符合相應的材料標準及合同中附加的有關規定。

3．6．3 彈簧材料必須有材料制造廠的質量證明書，并經彈簧制造廠復驗合格后方可使用。

3．7 熱處理

彈簧在成形后必須進行去應力退火的處理，其硬度不予考核。用淬火冷硬鈹青銅線卷制的彈簧應進行時效處理。

3．8 表面處理

應根據需要在產品圖樣中注明對彈簧表面處理的要求。凡鍍層為鋅、銅、鉻、錫時，電鍍后應進行去氫處理。

3．9 其他要求

根據需要，使用單位可對彈簧規定下列要求：

a． 立定強壓處理；

b． 疲勞試驗、模擬試驗。

3．10 如有其他特殊技術要求，由供需雙方在合同中規定。

4 試驗方法

4．1 永久變形

在彈簧試驗機或專門試驗裝置上進行。

4．1．1 將壓縮(或拉伸)彈簧壓縮(或拉伸)至試驗負荷位置連續三次，測量其中第二次和第三次壓縮(或拉伸)后的自由高度(或長度)的變化值。以此變化值作為壓縮(或拉伸)彈簧的永久變形量。

4．1．2 將扭轉彈簧扭轉至許用彎曲應力所對應的扭轉角度連續五次，測量其中第四次和第五次扭轉后自由角度的變化值。以此變化值作為扭轉彈簧的永久變形量。

4．2 彈簧特性

4．2．1 在精度不低于1％的彈簧試驗機上測試。壓縮(或拉伸)彈簧特性的測試是將彈簧一次性壓縮(或拉伸)到試驗負荷后進行。

4．2．2 指定高度(或長度)時的負荷

測試高度(或長度)按產品圖樣規定。經負荷分組的彈簧根據所分的組別進行測試。

4．2．3 剛度

剛度的數值按試驗負荷時變形量的30％～70％之間的兩點的負荷差與變形量差之比來確定。

4．3 外徑(或內徑)

用讀數值為0．02mm的游標卡尺測量。圖樣標注外徑或中徑尺寸的測量外徑，標注內徑尺寸的測量內徑。

4．4 壓縮彈簧自由高度和拉伸彈簧自由長度

用讀數值為0．02mm的游標卡尺測量彈簧的最高點(或最長點)。當彈簧自重影響自由高度(或長度)時，可將彈簧橫置進行測量。

4．5 扭轉彈簧的自由角度

用樣板或通用量具測量。

4．6 拉伸彈簧鉤環開口尺寸

用讀數值為0．02mm的游標卡尺測量彈簧鉤環開口尺寸。

4．7 壓縮彈簧總圈數

采用目測。

4．8 垂直度

用二級精度平板、三級精度寬座角尺和100μm塞尺測量。在無負荷狀態下，將被測彈簧豎直放在平板上，貼靠寬座角尺，自轉一周，同時用塞尺測量取大值；再按此法測量彈簧的另一端面，將兩端面垂直度誤差中的較大值作為彈簧的垂直度誤差，如下圖。

4．9 壓縮彈簧的節距

在相應的彈簧試驗機上將彈簧壓至全變形量的80％，彈簧在正常節距圈(n—1)范圍內不應接觸，必要時可用透光法檢查。

4．10 端面粗糙度

采用目測。

4．11 表面質量

采用目測或用5倍放大鏡檢查。

4．12 疲勞試驗、模擬試驗

在彈簧疲勞試驗機上或模擬試驗機上進行，試驗參數應符合圖樣中的有關規定。

4．13 如對試驗方法有特殊要求時，由供需雙方在合同中規定。

5 檢驗規則

5．1 壓縮、拉伸和扭轉彈簧的檢驗項目見表9。

5．2 各檢驗項目的檢驗方法按第4章的有關規定進行。

5．3 彈簧抽樣檢驗的其余方法和程序均按GB 1239．5的規定進行。

5．4 供需雙方也可按GB 2828的規定確定合格質量水平和抽樣方案。

6 標志與包裝、運輸與貯存

6．1 彈簧在包裝前應清洗干凈，并進行防銹處理，然后按GB 4879的規定進行防銹包裝。

6．2 防銹包裝后的彈簧應裝入外包裝箱內，并用塑料捆扎帶或包裝用鋼帶將包裝箱捆緊。外包裝箱可采用符合GB 6543或有關普通木箱標準規定的雙瓦楞紙箱或普通木箱。

6．3 包裝箱內應附有產品合格證，合格證包括下列內容：

a． 制造廠名稱；

b． 產品名稱、機型及零件號；

c． 制造日期或生產批號；

d． 技術檢查部門簽章。

6．4 在外包裝箱表面適當位置上，根據GB 191的要求噴刷包裝儲運圖示標志，同時還應標明以下內容；

a． 制造廠名稱、商標及廠址；

b． 產品名稱、機型及零件號；

c． 件數；

d． 毛重；

e． 收貨單位及地址；

f． 出廠日期。

6．5 產品應貯存在通風和干燥的倉庫內。在正常保管情況下，自出廠之日起12個月內不應銹蝕。

6．6 對標志包裝、運輸與貯存有特殊要求的，應由使用單位和制造廠商定。

圓柱螺旋彈簧根據受力性質，有三種類型：

1. 圓柱螺旋壓縮彈簧

1）端部結構形式

YI型：兩個端面圈均與鄰圈并緊，并在專用的磨床上磨平；

YII型：加熱卷繞時彈簧絲兩端鍛扁且與鄰圈并緊(端面圈可磨平，也可不磨平)；

YIII型：兩個端面圈均與鄰圈并緊不磨平

在重要的場合，應采用YI型，以保證兩支承端面與彈簧的軸線垂直，從而使彈簧受壓時不致歪斜。彈簧絲直徑d≤0.5mm時，彈簧的兩支承端面可不必磨平。d>0.5mm的彈簧，兩支承端面則需磨平。磨平部分應不少于圓周長的3/4。端頭厚度一般不小于d/8，端面粗糙度應低于

2）死圈

彈簧的兩個端面圈與鄰圈并緊(無間隙)，只起支承作用，不參與變形，故稱為死圈。當彈簧的工作圈數n≤7時，彈簧每端的死圈約為0.75圈；當n>7時，每端的死圈約為1～1.75圈。

3）彈簧各圈間距

設彈簧的節距為p；彈簧絲的直徑為d；在自由狀態下各圈之間應有適當的間距δ。為了使彈簧在壓縮后仍能保持一定的彈性，還應保證在最大載荷作用下，各圈之間仍具有一定的間距δ1。δ1的大小一般推薦為:δ1=0.1d≥0.2mm

3、螺旋扭轉彈簧

扭轉彈簧，為了便于聯接、固著及加載，兩端制有桿臂：

2．圓柱螺旋拉伸彈簧

1）端部掛鉤型式

拉伸彈簧為了便于聯接、固著及加載，兩端制有掛鉤。

LI型和LII型掛鉤制造方便，應用很廣。但因掛鉤過渡處產生很大彎曲應力，故只宜用于彈簧絲直徑d≤l0mm的彈簧中。

LVII、LVIII型掛鉤不與彈簧絲聯成一體，故無前述過渡處的缺點，而且這種掛鉤可以轉到任意方向，便于安裝。在受力較大的場合，最好采用LVII型掛鉤，但它的價格較貴。

2）有預應力的拉伸彈簧

圓柱螺旋拉伸彈簧空載時，各圈應相互并攏。另外，為了節省軸向工作空間，并保證彈簧在空載時各圈相互壓緊，常在卷繞的過程中，同時使彈簧絲繞其本身的軸線產生扭轉。這樣制成的彈簧，各圈相互間即具有一定的壓緊力，彈簧絲中也產生了一定的預應力，故稱為。這種精密彈簧一定要在外加的拉力大于初拉力F0后，各圈才開始分離，故可較無預應力的拉伸彈簧節省軸向的工作空間。

(二) 圓柱螺旋彈簧制造

螺旋彈簧的制造工藝包括：a)卷制；b)掛鉤的制作或端面圈的精加工；c)熱處理；d)工藝試驗及強壓處理。

卷制是把合乎技術條件規定的彈簧絲卷繞在芯棒上。大量生產時，是在萬能自動卷簧機上卷制；單件及小批生產時，則在普通車床或手動卷繞機上卷制。

卷制分冷卷及熱卷兩種。冷卷用于經預先熱處理后拉成的直徑 d<(8～10)mm的彈簧絲；直徑較大的彈簧絲制作的強力彈簧則用熱卷。熱卷時的溫度隨彈簧絲的粗細在800～1000℃的范圍內選擇。不論采用冷卷或熱卷，卷制后均應視具體情況對彈簧的節距作必要的調整。

彈簧在完成上述工序后，均應進行熱處理。熱處理后的彈簧表面不應出現顯著的脫碳層。冷卷后的彈簧只作回火處理，以消除卷制時產生的內應力。

此外，彈簧還須進行工藝試驗和根據彈簧的技術條件的規定進行精度、沖擊、疲勞等試驗，以檢驗彈簧是否符合技術要求。要特別指出的是，彈簧的持久強度和抗沖擊強度，在很大程度上取決于彈 簧絲的表面狀況，所以彈簧絲表面必須光潔，沒有裂紋和傷痕等缺陷。表面脫碳會嚴重影響材料的持久強度和抗沖擊性能。因此脫碳層深度和其它表面缺陷應在驗收彈簧的技術條件中詳細規定。重要的彈簧還須進行表面保護處理(如鍍鋅)；普通的彈簧一般涂以油或漆。

對于重要的彈簧，還要進行強壓處理。強壓處理是使彈簧在極限載荷作用下受載持續6～48h，以便在彈簧絲截面的危險區產生塑性變形和殘余應力。由于殘余應力與工作應力符號相反，因而強壓處理過的彈簧最大工作應力較小，一次強壓處理可提高彈簧靜載的承載能力25%。若經噴丸處理可提高20%。但用于長期振動，高溫和腐蝕性介質中的彈簧，以及一般用途的彈簧不宜采用這種強化工藝。

螺旋拉伸、彈簧加工制造，目前除少數制造廠在引進國外CNC數控彈簧成形機上一次自動成形加工各種式樣的拉伸、扭轉彈簧外。絕大多數制造廠仍采用傳統的加工方法來制造，現分別作一簡單的介紹。

1、螺旋拉伸彈簧。其工藝與螺旋壓縮彈簧基本相同，不同的只是端部的鉤環加工，拉伸彈簧的成形方法如下：

1）用與螺旋壓縮彈簧相同的方法，卷繞成形后進行去應力退火，再進行鉤環加工，除特殊形狀的鉤環或要求初拉力很高的螺旋拉伸彈簧用車床有心卷制或手工卷制外，大部分的彈簧是用自動卷簧機卷制。

2）用直尾卷簧機卷制。它是一種心軸垂直的立式有心卷簧機。卷制后進行去應力退火，然后進行鉤環加工。 螺旋拉伸彈簧的端部結構形式很多，加工方法也很多。常用的有：小型彈簧使用鉗子式的專用工具或專用工藝裝置進行手工加工；普通的螺旋拉伸彈簧則以彎鉤器或模具用手動或自動的操作方法進行加工；長臂鉤環的拉伸彈簧，一般是卷繞時留出拉鉤所需料長，或者是卷制后留出加工所需的圈數，用拉直工具將兩端拉直，然后用專用工具彎制鉤環。 去應力退火的工藝規范如前所述。五金彈簧卷制好后先進行去應力退火，然后再切斷和進行鉤環加工，鉤環加工完畢后，一般再要進行了1～2次的去應力退火。為了防止兩鉤環的相對角度發生變化，故在去應力退火時要使鉤環加工完畢后的溫度比卷制好后的溫度低20～30°C。 螺旋拉伸彈簧一般不進行拋丸和強拉處理。

2、螺旋扭轉彈簧。其工藝和螺旋壓縮、拉伸彈簧基本相同，不同的也嵌瞬康募庸ぁ?在小批量生產和扭臂比較復雜的情況下，多數采用手工或半自動的有心軸卷簧法成形，然后用工裝夾具將扭臂按圖樣要求進行加工。在大批量生產時，則可在直尾卷簧機和扭簧專用機上卷制，扭臂不能按圖樣完成的，再分工序用工裝、夾具來加工。 根據螺旋扭轉彈簧的特點，在設計和制造時，還應注意以下兩點：

1） 螺旋扭轉彈簧端部扭臂在制造時應一次彎曲成形，避免加工疵病和校正整形加工。扭臂加工完后應進行第二次去應力退火；

2） 目前的螺旋扭轉彈簧多為密圈，這樣在彈簧圈之間就產生了相當于拉伸彈簧的初拉力類似的壓緊力，在加載和卸載時會產生摩擦力而出現滯后現象，當加載與旋向相同或圈數增加時，這種傾向增加；另外也給表面處理工序帶來困難。因此在設計和成形時，彈簧圈間應稍留間隙。 在大量生產中，制造廠在有條件的情況下，對螺旋拉伸、扭轉彈簧的展開、折彎、彎鉤等工序可采用液壓、氣動等方法去加工。