弹簧去应力回火收缩量的规律研究0调色机

弹簧去应力回火收缩量的规律研究

弹簧去应力回火收缩量的规律研究 2011年12月04日 来源： [摘要] 本文通过对弹簧去应力回火收缩量规律的研究，得出经验公式，以便减少试验次数，降低成本。[叙词] 回火收缩量 回归方程前言弹簧钢丝制成弹簧后,要经过去应力回火工序,一般来说弹簧直径要缩小、总圈数要增加。直径的收缩量与旋绕比有关，旋绕比愈大，收缩量愈大。因此，在批量生产前要进行首件试样，试样确定后才能批量投产,随着高应力弹簧的大量生产，油回火合金弹簧材料被广泛使用，但是目前没有这方面的经验公式，根据我公司多年的弹簧生产经验，发现弹簧去应力回火收缩量存在一定的规律, 现将有关数据进行回归分析得到以下经验公式：△D=3.188×10-6×C×D×T 经验公式的取得过程如下：一、 方程的建立：1、假设去应力回火收缩量之间的规律为一元线性回归方程，即△D= a +Kt×C×D×T，其中△D ---回火后的直径收缩量， C---旋绕比，D---弹簧中径， T---回火温度。△D为因变量，C×D×T为自变量，a 、Kt为待定参数（回归参数）。2、收集样本：收集我公司常用的57种产品的数据，汇总到表一中。3、计算方程中的a、Kt的值：针对以上表一，运用SPSS 12软件进行统计分析，得到计算结果如表二，方程如下：△D=0.087+2.954×10-6×C×D×T4、△D与C×D×T之间是否真的存在线性关系？即H0：Kt=0，和H1：Kt≠0谁成立？△D的变化由多少能够由C×D×T的变化所解释？对方程进行显著性检验：H0： Kt=0 方程无效H1： Kt≠0 方程有效确定方程是否有用？采用F检验法。从表二ANOVAb中可以看出，sig.0.05，证明不应该有常数项，常数项是多余的，必须从模型中去掉。确定方程是否有进一步简化的余地？用T检验法，从表二Coefficientsa中可以看出，sig.80%,也说明该方程的解释能力为86.3%，解释能力比较强，即△D的变化当中由C×D×T引起的变化占的比例为86.3%，该方程有效。方程为△D=3.188×10-6×C×D×T 二、 应用及推广举例说明：某发动机气阀弹簧采用油回火气阀弹簧用炙縎WOSC-V制造，钢丝直径3.2mm,弹簧内径为16.9mm,总圈数为7圈,有效圈数为5圈,试计算弹簧去应力回火缩量.根据以上材料和钢丝直径,绕簧后去应力回火通常采用:420℃,20分钟。已知：d=3.2 D1=16.9 T=420 Nt=7 计算: D=d+D1=3.2+16.9=20.1C=D/d=20.1/3.2=6.28 T=420根据弹簧去应力回火收缩量公式△ D=3.188×10-6×C×D×T=3.188×10-6×6.28×20.1×420=0.17mm△ N=(ΔD× Nt)/(D+ΔD)=(0.17×7)/(20.1+0.17)=0.06(圈)由此可见弹簧在经过去应力回火工序后,弹簧直径缩小0.17mm,总圈数增加0.06圈,为了保证弹簧成品尺寸符合图纸和技术要求,需要在绕簧时考虑弹簧的回缩量,那么通常绕簧工艺如下设计:绕簧内径=D1+ΔD=16.9+0.17=17.07mm,总圈数= Nt-ΔN=7-0.06=6.94(圈)当然,绕簧工艺设计时除了要考虑弹簧所使用的材料、旋绕比、弹簧中径、温度等主要因素外,还要考虑螺距、材料抗拉强度等次要因素。最终还要通过试验验证,方可作为批量生产工艺采用。三、 结论：弹簧绕簧回火后的直径收缩量为△D=Kt×C×D×T，其中：Kt=3.188×10-6 C---旋绕比， D---弹簧中径， T---回火温度。 适用范围：a) 冷成型工艺b) 无心卷制c) 油回火合金钢，如60Si2MnA，55CrSi，50CrV等国产合金钢丝，SWOSC-V，SWOCV-V，SWOSC-B，SWOSM-B，OTEVA70，SWI-200等国外合金钢丝。通过以上经验公式,能够减少试验次数，提高弹簧合格率，降低生产成本。致谢：大连理工大学管理学院 王雪华副教授备注：碳素弹簧钢丝、琴钢丝无心绕制成的弹簧可以参照《弹簧设计手册》(机械工业出版社)第3章 第2.4节,弹簧去应力回火后弹簧直径收缩量可按下列经验公式估算:△D=4.4×10-6×C×D×T.参考文献1、大连理工大学管理学院 《应用统计》 王雪华副教授主编。2、《弹簧手册》机械工业出版社 张英会、刘辉航、王德成主编。3、SPSS 12 统计软件。4、《六西格玛解决方案》 广东经济出版社 张驰 编著。弹簧回火收缩量相关参数的数据汇总 表一V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 序号 规格(d) 材质 △D(收缩量) C(旋绕比) D(中径) T(温度) C*D*T C*D*T/10000001 4.50 55CrSi 0.25 6.83 30.75 420 88209.45 0.088209452 4.00 55CrSi 0.26 8.385 33.54 420 118117.818 0.1181178183 4.00 55CrSi 0.20 6.375 25.50 420 68276.25 0.068276254 3.10 55CrSi 0.16 7.997 24.79 420 83263.1646 0.083263165 4.00 55CrSi 0.20 6.35 25.40 420 67741.8 0.06774186 4.00 55CrSi 0.30 6.925 27.70 420 80565.45 0.080565457 3.10 SWOSC-V 0.15 6.452 20.00 420 54196.8 0.05419688 4.00 SWOSC-V 0.20 6.225 24.90 420 65101.05 0.065101059 3.20 SWOSC-V 0.10 6.594 21.10 420 58436.028 0.05843602810 3.00 55CrSi 0.20 6.633 19.90 420 55438.614 0.05543861411 4.00 55CrSi 0.20 6.425 25.70 420 69351.45 0.0693514512 4.00 55CrSi 0.20 6.225 24.90 420 65101.05 0.0651010513 3.10 55CrSi 0.25 6.726 20.85 420 58899.582 0.05889958214 4.20 OTEVA70 0.10 5.76 24.20 420 58564.968 0.05856496815 3.60 OTEVA70 0.10 7 25.20 420 74088 0.07408816 4.75 55CrSi 0.20 6.06 28.80 420 73301.76 0.0733017617 4.90 55CrSi 0.20 5.9 28.91 420 71638.98 0.0716389818 4.50 55CrSi 0.20 7.89 35.50 420 117639.9 0.117639919 3.00 50CrV 0.11 8.00 24.00 360 69120 0.0691220 3.20 55CrSi 0.20 6.063 19.40 420 49401.324 0.04940132421 2.50 SWOCV-V 0.20 8.8 22.00 420 81312 0.08131222 4.25 SWOCV-V 0.25 7.224 30.70 420 93146.256 0.09314625623 11.8 55CrSi 1.1 10.042 118.5 420 499790.34 0.4997903424 13 55CrSi 1.1 9.023 117.3 420 444527.118 0.44452711825 10.5 55CrSi 1 8.762 92 420 338563.68 0.3385636826 10.4 55CrSi 0.4 6.654 69.2 420 193391.856 0.19339185627 12.7 55CrSi 2.3 10.866 138 420 629793.36 0.6297933628 11.5 55CrSi 0.6 10.374 119.3 410 507423.462 0.50742346229 10.5 55CrSi 1.5 9.476 99.5 420 396002.04 0.3960020430 10.2 55CrSi 0.75 9.049 92.3 395 329912.9665 0.32991296731 11 55CrSi 1.5 9 99 420 374220 0.3742232 10.7 55CrSi 1.5 9.28 99.3 420 387031.68 0.3870316833 10 55CrSi 0.75 9.25 92.5 420 359362.5 0.359362534 9.5 SWOSC-B 0.5 10.526 100 395 415777 0.41577735 13.6 SWOSC-B 1.55 7.985 108.6 420 364211.82 0.3642118236 14 SWOSC-B 1 7.786 109 420 356443.08 0.3564430837 10.5 SWOSC-B 1.2 8.762 92.5 400 324194 0.32419438 14 SWOSC-B 2 11.143 156 420 730089.36 0.7300893639 12.5 SWOSC-B 2 8.56 107 420 384686.4 0.384686440 12 55CrSi 1.5 11.375 136.5 420 652128.75 0.6521287541 9.6 SWI-200 0.5 9.552 91.7 390 341608.176 0.34160817642 10.5 55CrSi 2.1 9.524 100 420 400008 0.40000843 10.2 55CrSi 2 10.275 104.8 400 430728 0.43072844 11.5 55CrSi 1.75 8.065 92.75 410 306691.7875 0.30669178845 12.67 55CrSi 1.5 8.471 107.33 420 381860.8206 0.38186082146 10.5 55CrSi 1.5 9.524 100 400 380960 0.3809647 10.5 55CrSi 1.9 9.524 100 420 400008 0.40000848 11 60Si2MnA 1.25 7.295 80.25 420 245877.975 0.24587797549 10 60Si2MnA 0.75 5.525 55.25 400 122102.5 0.122102550 11 60Si2MnA 1 7.273 80 420 244372.8 0.244372851 10.8 60Si2MnA 0.7 7.407 80 420 248875.2 0.248875252 12 60Si2MnA 0.5 5.25 63 400 132300 0.132353 14 60Si2MnA 1 5 70 410 143500 0.143554 14 60Si2MnA 1 5.036 70.5 410 145565.58 0.1455655855 10.5 60Si2MnA 0.8 6.638 69.7 400 185067.44 0.1850674456 11 60Si2MnA 1.25 7.295 80.25 420 245877.975 0.24587797557 11.5 60Si2MnA 0.5 9 103.5 420 391230 0.39123(end)

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