悬架弹簧比武

一．填充题 20% （每个空格0.5分）
1．55SiCr主要成份含量：碳 0.51~0.59 % 硅 1.2~1.6 % 铬 0.5~0.8 % 它的化学成份与日本 SUP12 美国 SAE9254 德国 54SiCr6 的牌号相近。弹簧钢中有害元素(宝钢协议)硫含量 ≤0.015 % ，磷含量 ≤0.025 % 。
2．ITW180钢丝中的ITW代表 感应加热钢丝 后面的数字代表 抗拉强度 。
3．本厂保护气氛甲醇化学分子式 CH3OH ，工艺上滴入量每分钟 80~120 毫升。乙醇化学分子式 C2H5OH ，工艺上滴入量每分钟 40~60 毫升。
4．本厂悬架弹簧使用 2号 淬火油淬火，油温使用范围 20~80 ℃
5．冷卷落料芯轴、切刀材料是 高速钢 ，牌号 W18Cr4V 或 W6Mo5Cr4V2
6．弹簧常用的硬度有 洛氏硬度C标 、 维 氏 、分别用代号 HRC 、 HV 表示
7．在用量具需要经过检定、贴上标志后才能使用，其中 绿 色标志为 合格 标志； 黄 色标志为 准用 标志 红 标志为 禁 用 标志
8．本厂规定的生产日期标识：星期一 红 色；星期二 黄 色；星期三 绿 色；星期四 兰 色；星期五 白 色；星期六和星期天 紫 色
9．工厂5S管理是指 清 扫 ； 清 洁 ； 整 理 ； 整 顿 ； 文明素养 等五方面内容
二．名词解释 24% (每题3分)
1．铁-碳平衡图中下列代号的含义：
Ac1——钢加热时，珠光体转化为奥氏体的温度
Ac3——钢加热时，铁素体转化为奥氏体的温度
Ar1——钢冷却时，过冷奥氏体析出珠光体的温度
Ms——钢发生马氏体转变开始始温度
Mf——钢发生马氏体转变终了温度
2．悬架弹簧冷卷回火与压缩之后弹簧尺寸变化规律
（1）消除应力回火之后：
长度——缩短
内径——收缩
圈数——增加
（2）压缩之后
长度——缩短
内径——增大
圈数——减少

3．弹簧喷丸丸粒包装袋上字母的含义
Z——形状为圆柱形钢丝切丸
G1——形状为长圆形钢丝切丸
G2——形状为近乎球形的钢丝切丸
G3——形状为球形的钢丝切丸

4．SPC图中下列符号的含义：
USL——尺寸上偏差
LSL——尺寸下偏差
UCL——上控制限
LCL——下控制限
、 ——样品组平均值；各样本组平均值的再平均值
σ 、S——均方差；标准差
5．本企业悬架弹簧涂装用粉末所属的类型：
RD34——聚酯型粉末（阿克苏）
7004——冷喷涂用富锌粉
7009——热喷涂用富锌粉
7011——热喷涂用低温环氧粉末
7377——聚酯型粉末（罗门哈斯）

6．悬架弹簧探伤电流范围、磁化液浓度、紫外线照度
（1）电流范围——150~250A
（2）磁化液浓度——0.3~0.5%
（3）紫外线照度——≥740μm/cm2

7．工艺上悬架弹簧喷丸用丸粒尺寸、丸粒比例混合要求、悬架弹簧正常喷丸后阿尔曼试片弧高和覆盖率要求
（1）丸粒尺寸——新加丸粒0.8mm，（新东热喷丸机1mm除外）
（2）丸粒比例——在用喷丸机内丸粒比例0.6~0.8mm 70~80% 0.6mm以下30~20%
（3）丸粒圆度——G2级
（4）丸粒硬度——HV640级
8．默写出悬架弹簧的负荷、应力、弹簧展开长度、及重量的计算公式，并指出公式中字母的含义和单位
（1）负荷—— 式中：G 剪切弹性模量；d 钢丝线径； D 弹簧中径 n
有效圈数； F 变形量
（2）应力—— 式中：K 曲度修正系数：其余同上
（3）弹簧展开长度—— 式中 n1 弹簧总圈数；其余同上
（4）弹簧重量计算—— 式中 ρ 弹簧钢密度，取7.85kg/dm3 其余 同上

三．问答题 56% （每题7分）

1．弹簧热成形之后为什么能利用余热淬火，淬火的入油温度规定在多少温度之上？
答：弹簧热成形完成之后，其温度尚在850℃左右，此时奥氏体还未开始分解，因此可以利用余热淬火。理论上只要过冷奥氏体温度在Ar1以上弹簧进入油池，便能淬透，工艺上为了安全起见，工艺上规定弹簧温度在800℃以上可以淬火



2．弹簧通过喷丸为什么能提高疲劳寿命？喷丸有几个方面的有利作用？喷丸之后弹簧的应力分布发生了何种变化？过度喷丸又会产生什么不利的影响？
答：弹簧喷丸之后表面产生残留压应力，可以抵消一部分弹簧工作时的拉应力，所以喷丸能有效地提高弹簧疲劳寿命。喷丸的有利作用：（1）产生压应力；（2）丸粒不断打击弹簧表面，使表面产生冷作硬化，使材料表面强度升高；（3）喷丸使材料表面组织致密，微小缺陷弥合。后二点对弹簧表面有少量脱碳的情况下，作用更大。
弹簧喷丸之后表面产生压应力，但最大压应力位置位于距表面50~100μm处，正常喷丸压应力层深度不小于300μm。
过度喷丸，特别用粗丸粒喷表面已经产生脱碳的弹簧，会产生翘皮现象，反而使疲劳寿命下降。



3．悬架弹簧磁力探伤依据的是什么原理？有几种磁化方式？用什么标准试片来检验弹簧探伤灵敏度？
答：（1）原理：弹簧钢丝有电流流过时，便产生磁场，此时，若材料表面有开口性缺陷，磁力线在缺陷位置露头，如同时在弹簧上喷淋磁化液，磁粉便在缺陷处堆集，用肉眼（普通磁粉）或将弹簧置于紫外线灯下观察（萤光磁粉）就可以发现缺陷。
（2）磁化方式：有两种；周向磁化——弹簧两端通电方式，主要发现弹簧沿材料纵向分布的缺陷。 纵向磁化——在弹簧中间插入铜棒通电，主要发现弹簧横向分布的缺陷。
（3）常用A型试片和C型试片，A型试片，形状呈直线状，C型试片形状呈英文字母“C”，弹簧探伤灵敏度要求：对粘贴在弹簧上标准试片发现能力不低于30μm。



4．工艺上与实验室各用什么手段测量来评价喷丸效果的？如未能达到预期效果可从几个方面来调整？
答：工艺上用测量阿尔曼A型试片的弧高和喷丸覆盖率来评价喷丸效果，悬架弹簧喷丸弧高要求0.35~0.55A；覆盖率要求与标准图片对照，覆盖率＞95%。实验室用X线衍射仪与剥层法，测量弹簧喷丸压应力与它的分布深度曲线。
如果喷丸的压应力小于工艺规定，可以从下面几方面调整：（1）重新喷丸；（2）改变喷丸方法（如改普通喷丸为热喷丸或应力喷丸）；（3）设备参数调整：增加丸粒流量、调整丸粒落点；（4）调整工艺：降低喷丸节拍、采取大丸粒喷丸（防止过度喷丸）、多次喷丸（粗喷、细喷）


5．中频加热有哪些方面的产品质量优于普通的加热？什么因素影响到中频加热的热效率和透热深度？
答：优点——加热速度快、无脱碳、晶粒度细于普通加热
影响中频热效率因素主要为材料与线圈的匹配，材料与线圈之间间隙越小，热效率越高。中频加热的透热深度与材料的导磁率μ与频率f的平方根成反比，其中频率是主要因素。



6．悬架弹簧压缩有什么作用？热压与冷压相比有什么优点？悬架弹簧压缩操作要注意几点？
答：悬架弹簧压缩主要起到稳定尺寸的作用，能有效地提高弹簧抗松弛性能。同时压缩还能产生残留压应力，有利于提高弹簧疲劳寿命。与冷压相比，弹簧热压对尺寸的稳定性、抗松弛性、残留压应力均优于冷压，同时热压可以做到一次定形，而冷压需要压6~10次。
悬架弹簧压缩操作注意点：（1）寻头位置认准；（2）压缩长度准确，尽可能压到并紧；（3）压头两端轴心线对直；（4）认准压头型号，螺旋座升角严重磨损的及时更换；（5）压紧力与保压时间一致；（6）压缩次数严格按工艺执行。



7．写出悬架弹簧复合涂层的工艺过程（从清洗开始）和对粉末和喷粉室环境的要求
答：工艺过程：上料→热水洗→脱酯→冷水洗1→冷水洗2→表调→磷化→水洗3→水洗4→纯化→新鲜纯水洗→烘干→预热→喷7009富锌粉→喷7011低温环氧粉→固化→冷却、下料
粉末要求：贮存条件：温度≤21℃；相对湿度小于50%，保质期一年
粉房环境：温度低于30℃，相对湿度小于50%，压缩空气露点温度不高于3℃，喷粉房干燥、清洁，防止大量冷空气窜入，使弹簧上、下温差增大



8．悬架弹簧负荷分类和标识的目的和作用
答：分类目的：降低同一组弹簧负荷公差，减小整车装配后车身两侧离地高度差异，剔除负荷不合格产品。
标识目的：便于产品识别，安装时不致发生差错




四．附加题 20分
1．已知一悬架弹簧，钢丝直径13．2mm，总圈数7．5圈，有效圈数6．5圈，弹簧外径145．2mm，自由长度440mm。请计算该弹簧的展开长度、重量、弹簧压到安装高度300mm时负荷、压到上止点120时弹簧的应力（提示：G=78500N/mm2；K=1．08；ρ=7．85kg/dm3）
解：已知：ｄ＝１3.2；ｎ１＝７.5；ｎ＝６.5；Ｄ１＝１45.2；Ｄ＝１45.2-13.2＝132；ρ＝７.85ｋg／ｍｍ３＝７.85ｇ／ｃｍ３；H0=440；F1=440-300=140；F2=440-120=320
(1) 弹簧展开长度L=πDn1=3.14×132×7.5=3108.6（mm）
(2) 弹簧重量W= =7.85g/cm3×3.142×1.322×13.2×7.5/4=3337.8g=3.34(kg)
(3) 压到安装高度负荷P1= = =2789.8N=2790(N)
(4) 压到上止点应力τ= = =1006.99=1007(N/mm2)