一种特殊弹性元件制造技术研究

【摘要】：弹簧作为一个基础零件，广泛应用于各行各业，许多弹簧的设计制造已经形成了标准，但在我单位的科研生产中，由于受装配空间结构限制及一些特殊的使用要求，经常需要一些形状较特殊，加工精度及性能要求都较高的非标弹性元件。由于结构较复杂，缺少理论的或经验公式计算结构尺寸与刚度之间的关系，这些弹性元件的弹性性能往往都是靠工艺试验数据确定的，由于受生产过程中材料、加工成形、热处理、表面处理等许多因素的影响，零件加工质量不稳定、合格率通常较低。因此研究这类特殊弹性元件在制造过程中的影响因素并加以控制，对今后科研生产中该类弹性元件制造技术的发展具有现实意义。 本课题选择了我单位生产的特殊弹性元件中一种较有代表性的零件，对其加工制造技术进行分析研究。该零件形状结构较复杂，尺寸精度及力学性能要求都很高，制造非常困难，经过研制生产，虽然可生产出合格的零件，但在生产中经常出现成形时开裂、弹性性能达不到要求、变形等问题。针对这些生产中的技术难题，我们开展了深入的分析研究，通过理论分析、并通过工艺试验进行验证，最终解决了问题，提高了零件生产的合格率。 本文首先对零件的结构进行了深入的分析研究，运用材料力学理论计算了零件刚度，通过分析，明确了刚度和零件结构尺寸之间的关系，从而为在生产中更好的控制零件加工尺寸精度提供理论上的依据。对从原材料性能控制、球化退火、成形、热处理、表面处理至理化性能测试整个工艺过程进行 四川大学工程硕士学位论文 了较详细的介绍。由于原材料对零件的成形及弹性性能都影响很大，本文重 点对原材料各项性能对成形及性能的影响进行了分析，结合生产实践提出了 对原材料的控制要求。通过对成形工艺方法、工装等进行分析，并运用计算 机技术对主要成形过程进行模拟，分析了零件成形出现裂纹的原因，重新设 计了工装进行工艺试验验证，解决了长久以来零件成形翻边时容易出现裂纹 的问题。通过热处理工艺试验，确定了合理的热处理工艺规范及工艺装备， 保证了零件的热处理质量，通过表面处理工艺试验，分析了表面处理过程对 零件厚度尺寸的影响，并解决了生产中出现的零件表面处理颜色不均匀等问 题，性能测试方面分析了测试方法、测试工装等对测试数据精度的影响，通 过以上分析和试验，基本上确定了生产过程中对零件质量影响的关键因素， 并提出了控制的手段，解决了零件加工的“瓶颈”问题，对今后类似零件的 生产也具有指导意义。 关键词:弹性元件制造技术工艺