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弹簧喷丸质量的检测

弹簧喷丸质量的检测
  弹簧喷丸质量的检测
  
  为了提高弹簧的疲劳寿命,在弹簧制造中广泛采用喷丸工艺。如第5章所述影响喷丸质量的工艺参数较多,如弹丸的直径、抛射速度和角度、流量、时间等,而这些工艺参数之间又相互影响,关系比较复杂。因此确定喷丸质量的根本方法是检测弹簧的疲劳寿命。但由于弹簧的疲劳试验很不经济,所以采用如下弹簧喷丸质量的检测方法。
  
  (1)标准试片法 这种方法是测量弹丸流的特性,将夹具试片夹在夹具上,与弹簧一起置于弹流中喷射,喷射后,从夹具上取下试片。由于试片一面受弹丸的喷射,另面没有受到喷射而产生挠曲,弯曲的方向是受喷射一面凸起,以弯曲程度来度量弹丸流性质。
  
  1)标准试片又称阿尔曼(Almen)试片,是用70号弹簧钢制成,共有三种尺寸规格,其符号分别为N、A、C。三种试片的主要技术规格应符合表7-25中的要求,其他技术条件应符合GSB A69001的要求。A型试片适用于中强度范围,N型试片适用于低强度范围,C型试片适用于高强度范围。弹簧多用A型试片。
  
  2)试片夹具采用结构钢制造,硬度应大于55HRC,夹具有两种规格可供选择。
  
  3)试片弧高度的测量。试片的弧高度可采用量规来测量。在测量时,将试片未喷丸的那面(即光滑的凹面)对着量规的测量表触头,这样可以消除由于受喷射表面粗糙的影响,弧高是指凹面中心点至量规上四个小钢球构成的平面之间的距离,四个小钢球位于一个矩形平面的四个角上。经常采用的量规,四个小钢球位于15.5mm x31.6mm 矩形平面的四个角上。
  
  4)弧高度曲线和喷丸强度
  
  在其他的喷丸强化工艺参数不变的条件下,同一类型的试片分别各自接受不同时间的喷丸,获得一组弧高度值于随喷丸时间t(或喷丸次数)变化的数据,由这组数据在弧高值-时间坐标上绘制出的曲线,叫做弧高度曲线。
  
  任何一组工艺参数下的弧高度曲线上只存在一个饱和点,过此饱和点弧高度值随喷丸时间增加而缓慢增高。在一倍于饱和点的喷丸时间下,弧高值的增量不超过饱和点处弧高值的10%,饱和点处的弧高值就定义为该组工艺参数的喷丸强度。如用A试片进行试验,喷丸后测得弧高度为0.45mm,则喷丸强度为0.45Amm,
  
  (2)覆盖率检测法 这种方法主要用来检查弹簧暴露于喷射弹丸流下的状况。将喷过丸的弹簧或试片置于金相显微镜或工具显微镜下照相,测量出喷丸弹坑的面积(或未喷到的面积),从而得覆盖率。
  
  重复次数较少时,覆盖率上升较快,次数较多时,覆盖率上升缓慢。由此说明,在一定的时间内覆盖率已经饱和。另外也可以看出,要覆盖率达到 98%以上需要的时间是极长的,实际也无此必要。因此以 98%的数值定义为100%的覆盖率(满覆盖率),而2倍于100%的覆盖率的时间所达到的覆盖率定义为200%的覆盖率,并以此类推。
  
  覆盖率也可以与样片比较来测定。用10倍放大镜对照图样目测,作出判断。
  
  (3)喷丸强度和覆盖率的调整有关喷丸强度的选择可按图样要求进行。若弹簧图样对疲劳性能有明确规定,则所选喷丸强度以保证疲劳性能要求为原则。达到规定喷丸强度的工艺,需经试验确定。若需要的喷丸强度为Q1,那么较合适的喷丸工艺G经T时间后可以达到;工艺B要极长的时间;工艺A则表示只需极短的时间就能达到,实际上此工艺的参数本身就难达到。
  
  调整喷丸强度所使用的弧高度试片,当喷丸强度处在0.15 ~0.60Amm 范围时,应采用A试片;当喷丸强度大于0.60Amm 时,则应采用C试片;当喷丸强度小于0.15Amm 时,采用N型试片。
  
  试片夹具和弧高度测具应符合7的规定。
  
  一般通用弹簧的喷丸强度应采用0.18C,但特殊规格的弹簧应根据具体情况另行选定。不同试片测得喷丸强度的换算。试片夹具分别固定在图样规定的各个喷丸部位的模拟件上。再把试片固定在夹具上。
  
  把模拟件放入喷丸室内的弹簧工装上,开动工装的运转机构并进行喷丸。卸下试片以非喷丸面为基准面测量其弧高值。卸下的喷丸试片不得再次使用。重新装上新试片、进行喷丸并测量弧高度。用5~7片试片经不同时间(或喷丸次数)喷丸之后,获得一条弧高度曲线。由该曲线确定喷丸强度。
  
  当由以上步骤测得的喷丸强度高于或低于图样规定值时,则应调整工艺参数(如弹丸速度等),直至达到图样规定值为止。
  
  在达到图样规定的喷丸强度条件下,当弹簧的硬度低于或等于试片的硬度时,该弹簧的表面覆盖率能够达到100%;但零件的硬度高于试片的硬度时,则零件的覆盖率低于100%。零件表面达到100%覆盖率所需的时间并不等于达到 50%覆盖率所需时间的2倍。若在1min 内达到 50%则下一个1min 只能使剩下的50%面积获得50%的覆盖率,即达到总覆盖率为50% +25% =75%。可以按相关公式计算经n次喷丸后的表面覆盖率。
  
  弹簧模拟件是用来调整喷丸强化工艺参数的,同时也是用来检验和控制弹簧喷丸强化质量的工具。应能满足以下要求:
  
  a)以实际弹簧零件作为模拟件,或另外加工弹簧的模拟件;
  
  b)模拟件应在与弹簧实际生产的相同条件下接受处理;
  
  c)模拟件上固定弧高试片的位置与数目应满足图样规定的要求。
 
  通过模拟件的试验,只有当模拟件上获得的喷丸强度达到弹簧图样上规定的要求时方可对弹簧进行喷丸生产。

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