弹簧及其制造工艺

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。

1、分类

按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，

按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，

按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。

汽车天线弹簧

油封弹簧、O形弹簧

异形压缩弹簧鼓形渐变

2、材料

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。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。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。

3、制造工艺

螺旋弹簧的制造工艺过程如下：

绕制；

钩环制造；

端部的制作与精加工；

热处理；

工艺试验等，对于重要的弹簧还要进行强压处理。

弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。

（1）冷卷法：簧丝直径d≤8mm的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝，卷绕后一般不再进行淬火处理，只须低温回火以消除卷绕时的内应力。

（2）热卷法：簧丝直径较大（d>8mm）的弹簧则用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧，卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。

对于重要的弹簧，还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。为提高弹簧的承载能力，可将弹簧在超过工作极限载荷下进行强压处理，以便在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比未经强压处理的弹簧小。

4、主要功能

控制机械的运动，常见的有离合器中的控制弹簧和内燃机中的阀门弹簧等；

吸收震动和冲击能量，常见的有沙发座椅弹簧、火车车厢下的缓冲弹簧和联轴器中的吸振弹簧等；

储存及输出能量作为动力，常见的为钟表弹簧、枪械中的弹簧等测量力的大小，例如弹簧秤和测力器中的弹簧等等

5、各种弹簧的作用和应用

压缩弹簧，简称压簧，主要作用为储能后反弹，力的方向与作用力相反，可用于压力相关的结构，如按键；

拉伸弹簧、拉力弹簧，简称拉簧，主要作用为储能后反弹，力的方向与作用力相反，可以理解为与压簧刚好相反，可用于拉力相关的结构，如拉力计；

扭转弹簧、扭力弹簧，简称扭簧，主要作用也为储能后反弹，力的方向与作用力相切，可用于推力相关的结构，如自锁门；

涡卷弹簧，可用于推力相关的结构，主要作用也为储能后反弹，如电池正负极；

碟形弹簧，主要作用为缓冲，可用于锁紧防松的结构。因碟簧比较少见