彈簧噴丸:
彈簧噴丸強化技術很久以前，壹片汽車板簧經過熱處理後，工匠們會不斷地用錘子敲打敲打。當時，工匠們並不知道這樣做會使板簧的使用壽命延長6倍，但現在，這個事實已經被工程師們充分理解了。這種強化技術也適用於圓柱螺旋彈簧(圓彈簧)和扭桿，旨在不同程度地提高彈簧的疲勞強度和應力腐蝕斷裂強度。其他飛機和汽車零部件，如連桿、曲軸、搖臂、行星齒輪、齒圈、航空發動機葉片、起落架、傳動軸等，都把強化工藝作為生產過程中的必經步驟，並制定了嚴格的技術規範。簡單說明強化後零件會發生什麽變化。強化技術的原理是利用高速彈流對金屬表面的沖擊，在表面產生循環塑性應變層，導致該層微觀結構發生有利的變化，在表面引入殘余壓應力場。表層的顯微組織和殘余壓應力場是提高金屬材料及其彈簧抗疲勞斷裂和應力腐蝕斷裂能力的兩個強化因素，從而提高彈簧的可靠性和耐久性。強化是壹種“冷處理”過程，不同於金屬零件在高溫下的熱加工處理。壓縮應力層通常延伸到材料表面以下0.005”至0.030”的深度。如果需要，還可以通過改變工藝參數，例如註射量、註射/排出速度、註射/排出角度和註射/排出時間，來增加壓縮應力層的延伸深度。評價強化效果的兩個重要參數是強度和覆蓋率。覆蓋率(100%，200%以上)主要靠目測，而強度需要用有代表性的彈簧鋼試件(即阿爾門試件)來測量。測力零件校對工具(PVT)的設計是將試件固定在壹些特定的位置，這些位置的試件可以模擬零件有強度要求且必須進行測試的區域位置。根據不同的應用，強度範圍為0.015-0.030(在“A”級)。彈簧強化設備類型彈簧強化設備可分為兩種:-離心式葉片噴丸設備-氣動噴嘴噴丸設備具有速度快、產量高的優點，更適合於強化板簧、圓彈簧等生產率要求高的零件。它可以在短時間內噴射到更多的區域，使噴射部位更快達到飽和強度。連續鏈式輸送系統適用於強化板簧，多個投擲頭對準板簧的上表面，左右側面進行射擊。壹種帶指軸的連續通過式拋丸強化裝置，適用於強化圓彈簧，拋丸室內有壹個旋轉滾筒帶動圓彈簧的邊緣旋轉通過，在此過程中多個拋丸頭對準它進行拋丸強化。尺寸相對較小的彈簧，如用於發動機氣門的氣門彈簧，適合通過履帶式拋丸設備進行強化。扭桿也適合通過連續通過設備進行強化。工藝參數無論哪種強化技術，目的都是為了獲得連續的、恒定的、可重復的強化強度。因此，需要了解過程中哪些關鍵變量會影響最終的強化結果，包括:上述過程變量會影響最終的強化效果:拋頭的直徑決定了鋼丸介質以壹定角度拋出時的速度。在相同的投擲速度下，直徑為17.5”的投擲頭比直徑為14”的投擲頭產生的鋼丸投擲速度高，因此強化強度也更高。拋頭的馬力決定了單位時間內的噴鋼數量。投擲頭由變頻器直接驅動。通過改變電機的頻率，可以改變拋頭的轉速，從而改變噴丸鋼的初速度。拋擲頭通常固定在拋丸室內的特定位置，但可以通過調整定向套的位置來改變拋擲方向。定向套的位置最終決定了拋投頭拋出鋼丸的角度。影響噴丸效果的其它工藝參數包括:鋼丸的流速、鋼丸的尺寸和尺寸的壹致性。鋼丸的流速由壹個特殊的流量控制閥控制。在拋丸強化設備中，控制閥安裝在拋丸頭的進料區，通過調節流量控制閥的開度來調節通過閥門進入拋丸頭的鋼丸流量；在噴丸設備中，噴丸控制閥安裝在壓力罐的出口區域。用振動篩對噴丸材料進行過濾，篩出尺寸合格的噴丸材料，保證強化過程中使用的鋼丸尺寸壹致，從而達到穩定的強化效果。鋼丸(或碎絲)的大小會直接影響覆蓋率和強化時間。總的規律是鋼丸直徑小，工件表面殘余應力高，但強化層淺。鋼丸直徑大，工件表面殘余應力低，但強化層深。可以使用連續噴丸強化裝置來逐個強化板簧，使得板簧的幾何凹面可以暴露於高速噴丸流。典型的型號有壹個投擲頭，用於投擲鋼板彈簧的頂部，側面安裝壹個投擲頭，鋼板彈簧的左右兩側同時進行噴射。該標準鋼板彈簧強化設備的通過速度為10ft/min。如果需要更高的生產速度，可以增加投料頭的數量，調整電機頻率。在工作狀態下，鋼板彈簧反復受到單向彎曲應力的作用，因此有時會受到應力的加強。在強化過程中，模擬鋼板彈簧在未來使用過程中被“應力強化”的情況，使其在承受載荷的方向上施加壹個“靜應力”，同時進行噴丸處理。加強後，釋放外部靜應力。實驗表明，應力強化比常規強化能進壹步延長鋼板彈簧的使用壽命。由於其螺旋幾何形狀，加強圓形彈簧比平面板簧更困難。此外，必須嚴格評價圓彈簧橫截面的強化效果，以便充分了解圓彈簧抗疲勞斷裂的能力。圓彈簧通過連續的輸送鏈系統單獨送入拋丸室，拋丸室內安裝有壹組平行的輥道。在加強的同時，輥道不斷滾動，帶動圓彈簧在旋轉的同時向前運動。這種旋轉方式可以使高速的彈丸流從圓彈簧的圈之間通過，撞擊內圈的金屬表面，那裏是圓彈簧應力最集中的地方。對於容量要求高的應用，可以選擇能同時噴兩個圓彈簧的加強裝置。最新研發成果是在原有拋丸強化設備的基礎上，組合多個噴嘴，用於對圓彈簧特定區域進行更有針對性的集中拋丸處理(應力集中討好)。扭桿強化扭桿強化是將扭桿放在傾斜的滾筒傳送帶上，壹根壹根旋轉通過拋丸室，用帶變頻電機的拋丸頭進行噴塗。氣門彈簧小型彈簧，如用於發動機氣門的彈簧，適用於履帶式加固設備。將壹塊almen試件與經過處理的彈簧零件壹起放入履帶式拋丸機中。加固後，取出阿爾門試件。根據測得的強度值，可以知道零件的強度。隨著彈簧強化設備的發展，工業生產對強化結果的壹致性和重復性要求越來越高，其重要性不言而喻。在強化設備中增加壹些必要的裝置，保證高質量的工藝，如振動篩，用於篩分球團的大小，保證球團大小均勻；投料頭的變頻電機控制註射速度；傳送鏈的速度控制器可以調節註射時間。目前，具有更精密復雜的程序和同步監控功能的更先進的強化設備也已廣泛應用於彈簧制造業，實現過程參數的實時監控和結果顯示。如今，“觸摸屏”和基於電腦的操作界面已經取代了原來的按鍵和指示燈。該控制系統不僅能同步顯示各種被監控的過程參數，而且允許操作人員編寫自己的“程序”來替代相關參數。給這些程序壹個唯壹的代碼標記，保存在系統中以備後用。為了方便維修人員的日常維護，解決設備出現故障時的問題，設備的控制系統還可以提供壹個引導圖，上面列出了機器內的所有入口或出口，並顯示它們的當前情況。這樣便於維修人員快速找到錯誤位置並及時糾正。最新的控制系統還能滿足安全需求，讓系統管理員、工程師、維修人員、操作人員等不同崗位的人擁有四種不同的機器控制權。結論彈簧強化是壹項可控性很強的技術。彈簧制造商和彈簧加固設備供應商都意識到，這種加固工藝和其他精密制造壹樣，對工藝的壹致性、可重復性和質量要求越來越高。技術的發展不僅僅局限於強化設備的機械性能，人們對系統能夠提供同步監測、顯示、記錄等功能的期望與日俱增，旨在提高彈簧強化的效果和精度。