（简单讲，30~70 ％之间取两点，每个点有一个压缩量及 相应的力，两点力之差除以两点压缩量之差就是弹簧定数， 这是对于压簧。对于拉簧和扭簧也适用的叫法是把压缩量 称之为变形量。）
h.纵横比之限制 i.弹簧定数 j.压实高度（密着高度） k.初张力 l.热处理（回火）目的 m.弹簧热处理温度参照表 n.不同材料弹簧热处理后变化 6、压缩弹簧之螺旋端部之形状 7、拉力弹簧之弯钩及弯钩端部之形状 8、弹簧特性及尺寸 9、弹簧影响疲劳之因素 a.形状，尺寸，工艺之影响 b.腐蚀疲劳之影响
M=（Nt+1）d
5、用于弹簧设计之基本式
• k.初张力
拉伸弹簧一般为闭圈，在成型时，弹簧圈相互之间产生压缩力。当拉伸的外载荷作用 弹簧时，若载荷产生的拉伸力未达到此力以前，弹簧不发生变形。当达到或超过此压 缩力后，才开始发生变形，对应此压缩力的拉伸载荷，即为初张力。如弹簧不要初张 力，在各圈之间应有间隙。
5、用于弹簧设计之基本式 扭簧
扭力弹簧
(臂长度的场合)
Ed4
弹簧定数
kTd = 3667D×N+389(a1+a2)
荷重
P = kTd×φd R
弯曲应力
σ=
Ed×φd 360D×N
σ= 32P×R πd3
× kb
(安全确认) kb = 4C2 –C-1 4C(C-1)
弯曲应力
容许限界以下
5、用于弹簧设计之基本式
5、用于弹簧设计之基本式
• a.有效圈数/总圈数
用于设计弹簧之有效圈数,通常与自由圈数相同,与压缩弹簧之场合Na=Nt-(x1+x2)。 x1x2是表示螺旋两端之基座圈数,如果仅螺旋先端接触下一个自由螺旋时(图 a),x1=x2=1……因此,Na=Nt-2 如果螺旋先端不接触下一个螺旋,收口约3/4时（图b），则x1=x2=0.75……因此 Na=Nt-1.5 如果螺旋线段不接触下一个螺旋，完全敞开时（图c），则x1=x2=0……因此Na=Nt 拉力弹簧/扭力弹簧为……Na=Nt（注：扭力弹簧密着时） 简单说，参与变形的部分都应该算到有效圈里面，而支撑圈是不参与变形的。 压缩弹簧及拉力簧两者均必要时，应配合弹簧之特性，可予以适当之修正。
△
△
⊙
△
△ 无磁性场合用，主要用于食品
工业和外科手术器材
高强度，高硬度，抗疲劳，遇
△
△
⊙
△
△ 高温很少变形，在高温到316℃
时，弹簧性能依然良好
磷铜线
Phosphor bronze C 5191 W-H ×
×
○
⊙
× 适应于导电性能要求高之弹簧
青铜线 镀锌线
Bronze
C 5212 W-H ×
×
○
⊙
×
备注
适应于动态高应力弹簧，强度
⊙
⊙
×
△
⊙ 高，韧性好，用于重要的小弹
簧
适应于静态高应力弹簧,用于要
○
○
×
△
○
求精度不高弹簧
表面光泽，耐腐蚀性好，镀层
○
○
○
○
○
厚度均匀，可焊性好
△
△
⊙
△
△
耐腐蚀同304，由于含碳相对要 高，因而强度更好
△
△
⊙
△
△
弹簧常用料，耐热耐腐蚀，低 温强度和机械特性。弱磁
较之304，具有更好的耐腐蚀，
平面成型机（弹片机，扣机）： YSM-10T YSM CNC-26T 特点：专业金属线成型，精密弹片，速度快，精度高。
2、弹簧常用生产设备（辅助设备）
热处理炉：
作用：低温回火 消除内应力
3、弹簧常用材料性能简介
常用弹簧类 原材料性能
简介 琴钢线 （音乐线） 碳素钢线 镀镍碳素线
不锈钢线
英文名
Music wire piano wire
5、用于弹簧设计之基本式 拉簧
引张弹簧
荷重 初张力 弹簧定数 弯曲应力
P = kδ+ Pi
πd4G
Pi = 800D2 Gd4
K = 8D3Na 8DP
τ = πd3 ×k
自由长
L0 = d(N+1)+2.2(D-d)
（安全确认）
扭转应力 弯曲应力 初张力的减少
容许限界以下 容许限界以下 （最大引张时）
mm mm kg °
kgf/mm2
5、用于弹簧设计之基本式 压簧
压缩弹簧 (无研磨)
弹簧定数 弯曲应力
荷重
G×d4 K=
8×D3×Na
τ=
8×D×P πd3 ×K
K=
4C-1 4C-4
+ 0.615
C
P = K ×δ
（安全确认）
安全角（间隔角） 14 度以下
弹簧指数
4—13
扭转应力
容许限界以下
(研磨)
横向弹簧系数
G
SUS 7000
SWP 8000
单位
mm mm mm
记号 记号之意义
单位
P
弹簧之所负载
kgf
k
弹簧定数
kgf/mm
δ 弹簧之挠度（变形量） mm
mm
C=
弹簧指数
---
mm ----°
kgf/mm2
R
荷重作用半径
M
密着高度
P1
初张力
φd 作用角度
纵弹性系数
E
SUS 19000
SWP 21000
• 折弯长度，如果仅仅是送料长（图b），CNC送料是很精准的，能精确到 0.02mm。如果是杆部的长度（图c），一般公差±0.2mm。
5、用于弹簧设计之基本式
• c.自由角度/作用角度/折弯角度
• 扭转弹簧的两支脚没有被施加外力旋转时的角度值（图a)。一般而言，扭转 弹簧两只脚之间形成的角度在自由状态时不易完全相同，除非特殊场合须要， 否则都不被要求，或允许有较宽松的公差范围。
KHM CNC-23HS 功能 ：￠0.8- ￠ 2.5各种压力弹簧
2、弹簧常用生产设备
圆盘扭簧机：
功能： ￠0.1- ￠ 0.9扭力弹簧 特点：弹簧内径稳定，折弯角圆滑。
2、弹簧生产设备
MEC 中耳拉簧机
功能 ：￠0. 1- ￠ 1.0拉力弹簧
特点 ：专业做拉簧，工艺漂亮，精准
2、弹簧常用生产设备
弹簧设计讲座大纲
c.电镀影响 d.温度影响 e.脱碳影响 10、弹簧的检验方法 a.钢丝直径的测量方法 b.弹簧外径和内径的检查 c.弹簧自由长度的检查 d.弹簧圈数的检查 e.弹簧垂直度检查 11、弹簧常见不良 12、弹簧表面处理 13、弹簧一般公差标准
1、弹簧的定义功用和类型
• 什么是弹簧？利用自身的变形产生力或储存能量的机械零件。 • 其主要功能有：①控制机械的运动，如内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧等。
e.节距
节距：弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离，线中与线中的距离，用字母t表示，单位mm 节距与圈数、高度的关系：
(两端各并1圈时) 高度=节距×(总圈数-2 ) + 线径×3 (两端共收2.5圈时) 高度=节距×(总圈数-2.5 ) + 线径×3.5
• f.设计要点
对于精度高的扭转弹簧，圈与圈之间应留有少许间隙，以免载荷作用下，因摩擦而影响其特性 曲线。
适应于中度防锈及导电性
Zn.plated steel wire
△
△
△
△
△
说明：◎ 表示特优 ⊙ 表示最好 ○ 表示好 △ 表示一般 × 表示差
适应于低要求之弹簧
4、 对弹簧之设计所用记号
记号 记号之意义
d
材料之直径
D1
螺旋内径
D2
螺旋外径
D
螺旋平均径
L
自由长度（高度）
Nt
总圈数
Na
有效圈数
a
自由角度
i.弹簧定数
拉伸，压缩螺旋弹簧的轴向于承受外力变形时，在每一个单位长度产生的反作用力。或 扭转弹簧的径向承受外力旋转时，在每一个单位角度产生的反作用力。
j.压实高度（密着高度）
压缩弹簧之压实高度，也就是密着高度，是设计必须考量项目，密着高度关乎弹簧应 用范围内所容许之空间。密着高度，可依下面略算式推定之
有效圈数一般取3以上较佳
a
b
c
5、用于弹簧设计之基本式
• b.自由长度/作用长度/折弯长度
• 压缩，拉伸弹簧两端没有被施加任何外力时的长度值（图a）。一般而言自由 长度无关弹簧功能，除非两端闭合处经过研磨加工，或者有指定的弹簧特性 时，否则都允许有较宽松的公差范围，或不做尺寸上的严格要求。
• 作用长度，螺旋弹簧被压缩或拉伸到固定长度时，应该有的反作用力量值， 才能让搭配之物品发挥效用。
• 作用角度，扭转弹簧两端被施以不同方向扭转到某固定角度时，应该有的反 作用负荷力值与扭力值，才能让搭配之物品发挥作用。
a
b
5、用于弹簧设计之基本式
• d.旋向
右旋，从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按顺时针方向旋转。 左旋，从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按逆时针方向旋转。 注：压缩及拉伸弹簧，如无指示，统一按右旋。
2、弹簧常用生产设备
CNC电脑弹簧机： XIN DA CNC-620 东北 CNC-502S
功能 ： ￠ 0.15- ￠ 2.5各种弹簧
特点：俗称八爪机，万能型，擅长复杂， 异形弹簧。
2、弹簧常用生产设备
电脑压簧机：
KHM CNC-8HS 功能 ：￠0.1- ￠ 0.8各种压力弹簧 特点：高速，精准。5、用于弹簧设计之基本式
m.弹簧热处理温度参照表
5、用于弹簧设计之基本式