■中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所 （四川綿陽(yáng) 621999）

龐柯寧 薛 鵬

常見(jiàn)的圓柱螺旋壓縮彈簧（Y形）廣泛應(yīng)用于各類(lèi)精密傳感器和鎖緊裝置等產(chǎn)品中。圓柱螺旋壓縮彈簧的材料選用、熱處理過(guò)程質(zhì)量以及形位尺寸精度對(duì)其工作性能影響較大,而在影響彈簧工作性能的主要因素中，形位尺寸精度是可測(cè)可控的，控制好彈簧形位尺寸就可以很大程度地提高圓柱螺旋彈簧質(zhì)量。因此，在批量彈簧零件生產(chǎn)條件下，如何合理、正確檢測(cè)圓柱螺旋彈簧，確保交付零件滿足使用要求是尤為重要的。

1. 圓柱螺旋壓縮彈簧所需檢測(cè)的主要參數(shù)

生產(chǎn)中常見(jiàn)圓柱彈簧零件及參數(shù)如圖1所示。

主要檢測(cè)項(xiàng)目有：

（1）彈簧表面質(zhì)量的檢測(cè)。

（2）幾何參數(shù)。①材料直徑d。②彈簧外徑D2、彈簧內(nèi)徑D1、彈簧中徑D。③支承圈數(shù)n2、有效圈數(shù)n、總?cè)?shù)n1。④節(jié)距t。⑤自由高度H0。

（3）形狀要求。①?gòu)椈奢S線與端面垂直度。②彈簧兩側(cè)端面平行度。③彈簧母線直線度。

2. 圓柱螺旋壓縮彈簧表面質(zhì)量的檢測(cè)

先將彈簧表面的防銹油用軟布擦干凈，目視檢查材料表面是否有裂紋、凹坑及劃痕。碳素彈簧鋼絲允許有深度不超過(guò)鋼絲直徑公差之半的小拉痕；合金彈簧鋼絲允許深度為不使鋼絲直徑超出極限尺寸的局部凹坑和劃痕。

此外還需對(duì)零件端面的磨削表面粗糙度進(jìn)行檢測(cè)：用粗糙度比較樣塊進(jìn)行對(duì)照評(píng)定。一般兩端圈并緊并磨平的彈簧支撐圈磨平部分≥3/4圈，其表面粗糙度值Ra≤12.5mm。

圖 1

3. 圓柱螺旋壓縮彈簧常用幾何尺寸的檢測(cè)

（1）彈簧材料直徑的檢測(cè)：檢測(cè)彈簧材料直徑一般用游標(biāo)卡尺或千分尺，必要時(shí)可采用工具顯微鏡，如較細(xì)鋼絲。常用65Mn、70鋼油淬火回火鋼絲直徑公差與圓度如表1所示。

表1 65Mn、70鋼油淬火回火鋼絲直徑公差與圓度

（2）圓柱螺旋壓縮彈簧自由高度H0的檢測(cè)：彈簧一般放于水平位置測(cè)量，若彈簧直立放置時(shí)自重對(duì)彈簧高度無(wú)明顯影響時(shí)，允許放于直立位置測(cè)量。在彈簧自由高度H0≤500mm時(shí)，使用游標(biāo)卡尺或高度尺測(cè)量，應(yīng)避免測(cè)力過(guò)大引起彈簧自由高度變形。當(dāng)彈簧鋼絲直徑偏小時(shí)，可在工具顯微鏡或投影儀上測(cè)量，以確保測(cè)量準(zhǔn)確。彈簧的最高點(diǎn)即為彈簧的自由高度。根據(jù)GB/T 1239.1―2009和GB/T 1239.2―2009，未注彈簧自由高度極限偏差如表2所示。

表2 彈簧自由高度極限偏差

（3）圓柱螺旋壓縮彈簧直徑的檢測(cè)：若圖樣標(biāo)注外徑和中徑尺寸的彈簧，以測(cè)得的外徑尺寸為準(zhǔn)；若圖樣標(biāo)注內(nèi)徑的彈簧，以測(cè)得的內(nèi)徑尺寸為準(zhǔn)；圖樣同時(shí)標(biāo)注彈簧內(nèi)、中、外徑中任意一項(xiàng)以上的，則以測(cè)得的外徑尺寸為準(zhǔn)。

彈簧直徑的檢測(cè)使用游標(biāo)卡尺，其中一個(gè)測(cè)量爪至少應(yīng)與兩個(gè)簧圈相接觸，測(cè)量爪應(yīng)與端圈平面保持垂直位置。

測(cè)量外徑時(shí)以測(cè)得的最大點(diǎn)為準(zhǔn)；測(cè)量?jī)?nèi)徑時(shí)以測(cè)得的最小點(diǎn)為準(zhǔn)。根據(jù)GB/T 1239.1－2009和GB/T 1239.2－2009，未注彈簧外徑或內(nèi)徑的極限偏差如表3所示。

表3 彈簧外徑或內(nèi)徑的極限偏差

當(dāng)檢測(cè)批量彈簧的符合性時(shí)，通常采用專(zhuān)用彈簧檢測(cè)套筒或檢測(cè)心軸，看能否自由通過(guò)彈簧來(lái)檢測(cè)彈簧直徑。彈簧內(nèi)外徑專(zhuān)用檢測(cè)工具薦用尺寸如表4所示。

表4 彈簧內(nèi)外徑專(zhuān)用檢測(cè)工具薦用尺寸

（4）圓柱螺旋壓縮彈簧圈數(shù)的檢測(cè)：彈簧的總?cè)?shù)一般用目測(cè)，當(dāng)總?cè)?shù)允許誤差≤0.1圈時(shí)，用專(zhuān)用量具檢測(cè)。彈簧總?cè)?shù)未注極限偏差如表5所示。

（5）圓柱螺旋壓縮彈簧垂直度的檢測(cè)：將兩端面磨平的彈簧垂直放于平板上，在無(wú)載荷狀態(tài)下，將彈簧對(duì)寬座角尺自轉(zhuǎn)一周，找出彈簧端圈與寬座角尺之間的最大間隙（端頭至1/2圈處考核相鄰第二圈）即為垂直度，用塞尺測(cè)量間隙值。彈簧一端測(cè)試結(jié)束后測(cè)試另一端，取最大值（見(jiàn)圖2）。

表5 彈簧總?cè)?shù)的極限偏差

根據(jù)GB/T 1239.2－2009，兩端面經(jīng)過(guò)磨削的彈簧，在自由狀態(tài)下，彈簧軸心線對(duì)兩端面的未注垂直度偏差如表6所示。

圖 2

表6 螺旋壓縮彈簧軸心線對(duì)兩端面的垂直度允許偏差

（6）圓柱螺旋壓縮彈簧兩端圈平行度的檢測(cè)：將彈簧垂直放置于平板上，用百分表測(cè)出端圈磨削面部位的示值變化，其最大值與最小值之差即為彈簧兩端圈間的平行度偏差。

（7）圓柱螺旋壓縮彈簧直線度的檢測(cè)：將彈簧水平放于平板上，滾動(dòng)一周，確定其最大彎曲部位，用塞尺測(cè)量最大彎曲處與平板間的間隙即為直線度偏差（見(jiàn)圖3）。

圖 3

4. 結(jié)語(yǔ)

我們?cè)跈z測(cè)圓柱螺旋壓縮彈簧的尺寸及形位公差時(shí)，應(yīng)注意測(cè)量基準(zhǔn)的選擇，根據(jù)圖樣標(biāo)注的公差，正確選擇測(cè)試量具及測(cè)量方法，保證檢測(cè)質(zhì)量，盡量將檢測(cè)誤差控制在允許的范圍內(nèi)。

[1] 張英會(huì)，劉輝航，王德成，等. 彈簧手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[2] 梁國(guó)明. 制造業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)員手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.