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湖南科技大学毕业设计（论文）题目LD-450无悬臂单头立式拉丝机作者钟君焐学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号1103010415指导教师肖思文老师二〇15 年 5 月25 日湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要LD-450单头立式无悬臂拉丝机是恒速拉拔的单次拉丝机。
本设计简单的介绍了拉拔的发展历史和单次拉拔的优点，通过经验公式计算出拉拔的最佳速度，通过合理分配传动比，设计带轮和蜗杆两级减速装置使卷筒达到有利于拉拔的速度来进行拉拔加工。
进行拉丝机的整机设计和蜗杆传动的传动系统设计，设计出适合蜗杆传动的拉丝机箱体尺寸，保证了拉丝机的工作性能。
对卷筒、拉丝模盒等重要零件进行了计算与校核，还对辅助零件（大带轮、小带轮、蜗轮轮芯、蜗轮轮缘等）进行了简单的尺寸设计。
最后，本设计了大量采用标准件，降低了产品成本，具有显著的经济效益。
关键字：单头拉丝机；立式；带传动；蜗杆传动。
AbstractLD-450 single head vertical non-cantilever is constant speed wire drawing machine . The design brievly introduce the history of the development of the advantages of drawing and a single drawing, and calculate the optimum speed of the drawing by the empirical formula, a reasonable allocation ratio, pulleys and worm through double reduction unit has reached the spool drawing speed conducive to drawing. Wire drawing machine power train design machine design and worm drive, worm drive designed for drawing the chassis body to ensure performance drawing machine. On the rolls, drawing dies boxes and other important parts of the calculation and verification, but also on the secondary part (large pulley, small pulley, worm wheel core, etc.) for a simple design size. Finally, the design of the extensive use of standard parts, reducing product cost, with significant economic benefits.Keywords: single-head drawing machine; vertical; belt transmission; worm drive.目录第一章绪论 (1)1.1 拉拔的发展历史 (1)1.2拉拉拔的基本原理 (1)1.3与其他加压方法相比的特点 (1)1.4单模拉丝机 (1)1.5T9碳素钢丝的应用 (1)第二章总体结构设计 (3)2.1 提出问题 (3)2.2 传动布局设计 (3)2.3 电动机的选择 (3)2.4 拉拔模材料的选择 (4)第三章设计计算与校核 (6)3.1 拉拔模参数计算 (6)3.2 传动比的分配与初步设计 (7)3.3 带传动的设计计算 (8)3.4 蜗杆传动的设计计算 (8)3.5 蜗杆轴的设计与校核 (18)3.6 蜗轮轴的设计与校核 (33)3.7轴承寿命校核 (38)3.9 卷筒尺寸设计 (41)3.10 蜗杆减速器箱体的设计 (42)第四章总结 (44)参考文献 (45)致谢与附录 (46)第一章绪论1.1 拉拔的发展历史拉拔具有悠久的历史，在公元前20-30世纪，就出现了把金属锤锻后通过小孔，用手拉制成丝，在同一时期发现了类似拉拔模的东西。
弹簧材料的选择弹簧材料的选择，应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。
在确定材料截面形状和尺寸时，应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸，尽量避免选用非标准系列规格的材料。
中、小型弹簧，特别是螺旋拉伸弹簧，应当优先用经过强化处理的钢丝，铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝，具有较高的强度和良好表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。
碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力，加工弹簧后，存在较大的剩余应力，回火后尺寸变化较大，难以控制尺寸精度。
油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理，基本上没有剩余应力存在，成型弹簧后经低温回火，尺寸变化很小，耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。
大中型弹簧，对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。
对于载荷精度和应力较低的弹簧，可选用热轧钢材。
钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。
螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。
正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。
且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。
近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。
在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。
弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。
因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。
按照GB1239规定，普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时，应对切变模量进行修正，其公式为：Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。
弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司徐效谦弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。
还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。
1弹性材料的分类 1.1按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。
1.2按使用特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类： 1.2.1通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。
(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。
(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝 1.2.2弹性合金 (1)耐蚀高弹性合金 (2)高温高弹性合金 (3)恒弹性合金(4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金 2弹簧钢和弹性合金的主要性能指标 2.1弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。
公式如下： ε=σ/E式中ε—应变（变形大小）σ—应力（外力大小） E —拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。
工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E ），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G ）。
拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G=)1(2μ+E ，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。
E 和G 是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=348nD Gd ，扭转螺旋弹簧的刚度P=nD Ed 644）。
弹簧弹力计算 压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷； 弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加 1mm距离的负荷(kgf/mm)； 弹簧常数公式（劲度系数）（单位：kgf/mm）：K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ） G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000 ；不锈钢丝G=7300；磷青铜线G=4500 ；黄铜线G=3500 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 Nc=有效圈数=N-2 弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝 K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ）＝（８０００×２４）／（８×２０３×３．５）＝０．５７１ｋｇｆ／ｍｍ
拉力弹簧
拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同。 拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）
扭力弹簧
弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm). 弹簧常数公式（单位：kgf/mm）: K=(Ｅ×ｄ４)／（１１６７×Ｄｍ×ｐ×Ｎ×Ｒ） E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416 弹簧的工作载荷Fx应该在0.2Fs≤Fx≤0.8Fs（Fs为试验载荷：测定弹簧特性是应加的最大载荷）
弹簧钢丝和弹性合金丝(上) 东北特殊钢集团大连钢丝制品公司 徐效谦 弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。 1 弹性材料的分类 1.1 按化学成分分类 弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。 1.2 按使用特性分类 根据弹性材料使用特性，可作如下分类： 1.2.1 通用弹簧钢 (1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。 (2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。 (3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝 1.2.2 弹性合金 (1)耐蚀高弹性合金 (2)高温高弹性合金 (3)恒弹性合金 (4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金 2 弹簧钢和弹性合金的主要性能指标 2.1 弹性模量 钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。公式如下： ε=σ/E 式中 ε— 应变（变形大小） σ— 应力（外力大小） E — 拉伸弹性模量 拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。 工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G）。
弹簧材料的选择弹簧材料的选择，应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。
在确定材料截面形状和尺寸时，应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸，尽量避免选用非标准系列规格的材料。
中、小型弹簧，特别是螺旋拉伸弹簧，应当优先用经过强化处理的钢丝，铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝，具有较高的强度和良好表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。
碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力，加工弹簧后，存在较大的剩余应力，回火后尺寸变化较大，难以控制尺寸精度。
油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理，基本上没有剩余应力存在，成型弹簧后经低温回火，尺寸变化很小，耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。
大中型弹簧，对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。
对于载荷精度和应力较低的弹簧，可选用热轧钢材。
钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。
螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。
正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。
且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。
近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。
在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。
弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。
因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。
按照GB1239规定，普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时，应对切变模量进行修正，其公式为：Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。
钢丝绳增摩脂
【产品介绍】本品由高性能植物树脂、防锈剂、增摩剂、稳定剂和联结剂炼制而成的高性能润滑脂，具有高的摩擦系数、优良的附着力、防锈性。
适用于高技术要求的矿用摩擦提升机钢绳与衬垫间的保护。
型号有钢丝绳增摩脂、钢丝绳增摩维护油。
【产品应用】适用于矿用摩擦提升机钢丝绳及绳芯的润滑保护。
【产品特点】
1、摩擦系数大，符合《煤矿安全规程》和相关技术规范的要求；通过中国国家安全生
产局授权机构的检测。
2、附着力强，能克服钢绳高速运动甩油、滴油现象。
3、防锈性好，能有效延长钢丝绳的使用寿命。
4、滴点高，适应矿用钢丝绳工作环境宽温要求。
【质量指标】钢丝绳增摩脂质量指标
【使用方法】此产品可以方便地喷涂、刷涂，应单绳依次涂刷。
涂后风干1～2小时，在钢丝绳表面形成弹性固体膜。
此产品含有溶剂，施油时禁止明火。
【包装贮运】本品用200升标准桶包装；装缷时轻起轻放；置于阴凉、防火库房保存。
55Si2Mn--特性:强度大、弹性极限好,屈服比值高,热处理后韧性较好,焊接性差,冷变形塑性低,切削性尚好,淬透性较65、65Mn钢高,临界淬透直径:油中约为25~57mm;水中约为44~88mm;此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹倾向,无回火脆性倾向,且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性;钢中夹杂物较高,轧制较困难,表面易出疵病,脱碳倾向大;适宜在淬火并中温回火状态下使用。
用途:适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。
55Si2MnB--特性:性能与55Si2Mn钢相近,但淬透性更高,在油中临界淬透直径约为90~180mm,疲劳强度也显著提高。
用途:适用于制造中、小型截面的钢板弹簧,如汽车上的前后副钢板弹簧。
55SiMnVB--特性:强度、韧及塑性及淬透性均比60Si2MnA钢高,油中临界淬透直径约为50~107mm;热加工性能良好,热处理时表面脱碳倾向小,回火稳定性好。
用途:适用于制造中型截面尺寸的板弹簧和螺旋形弹簧,可代替60SiMnA钢使用。
60SiMn、60Si2MnA--与55Si2Mn钢相比,强度和弹性极限均稍高(其中60Si2MnA钢更好),淬透直性也较好,在油中临界淬透直约为37~73mm,其他性能相同;主要使用状态为淬火并中温回火下使用。
用途:此钢应用广泛,适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等工业上制造承受较大载荷的扁弹簧或直径≤30mm的螺旋形弹簧,如汽车、火车车箱下部承受应力和振动用板弹簧、安全阀和止回阀上弹簧以及工作温度<250℃非腐蚀性介质中的耐热弹簧;用于承受交变载荷和高应力下工作的大型重要卷制弹簧和承受剧烈磨损的机械零件。
60Si2CrA--特性:与60Si2MnA钢相比,塑性相近,但抗拉强度和屈服点均较高;热处理过热敏感性和脱碳倾向小,淬透性高,油中临界淬透直径约为37~114mm,但有回火脆性倾向;一般在淬火并中温回火下使用。
弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司徐效谦弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。
还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。
1弹性材料的分类 1.1按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。
1.2按使用特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类： 1.2.1通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。
(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。
(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝 1.2.2弹性合金 (1)耐蚀高弹性合金 (2)高温高弹性合金 (3)恒弹性合金(4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金 2弹簧钢和弹性合金的主要性能指标 2.1弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。
公式如下： ε=σ/E式中ε—应变（变形大小）σ—应力（外力大小） E —拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。
工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E ），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G ）。
拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G=)1(2μ+E ，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。
E 和G 是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=348nD Gd ，扭转螺旋弹簧的刚度P=nD Ed 644）。
弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司徐效谦弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。
还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。
1弹性材料的分类1.1按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。
1.2按使用特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类：1.2.1通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。
(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。
(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝1.2.2弹性合金(1)耐蚀高弹性合金(2)高温高弹性合金(3)恒弹性合金(4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金2弹簧钢和弹性合金的主要性能指标2.1弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。
公式如下：ε=σ/E式中ε—应变（变形大小）σ—应力（外力大小）E—拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。
工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G ）。
拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G=)1(2μ+E ，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。
E 和G 是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=348nDGd ，扭转螺旋弹簧的刚度P=nDEd 644）。
弹簧的分类性能要求失效形式应用常见弹簧钢弹性合金弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。
用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。
亦作“弹簧”。
弹簧的分类按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。
普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。
弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。
弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。
弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。
有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。
弹簧可以分为以下7类：1、螺旋弹簧即扭转弹簧，是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是密绕成螺旋形。
扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。
2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。
在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。
3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙，当受到外载荷的时候弹簧收缩变形，储存变形能。
4、扭力弹簧利用杠杆原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。
5、渐进型弹簧，这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计，好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏，保证乘坐舒适感，当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用，而这种弹簧的缺点是操控感受不直接，精确度较差。
6、线性弹簧，线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变，弹性系数为固定值。
弹簧钢特性及使用范围弹簧钢牌号：60Si2MnA●特性及适用范围：是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较 55Si2Mn稍高。
适于铁道车辆、汽车拖拉机工业上制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、也适于制作工作温度在250 ℃以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧。
●化学成份：碳 C ：0.56～0.64硅 Si：1.60～2.00锰 Mn：0.60～0.90硫 S ：≤0.030磷 P ：≤0.030铬 Cr：≤0.35镍 Ni：≤0.35铜 Cu：≤0.25●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥1568(160)屈服强度σs (MPa)：≥1372(140)伸长率δ10 (％)：≥5断面收缩率ψ (％)：≥20硬度：热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB诺贝尔批发各国弹簧钢用途介绍55Si2MnB--特性：性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约为90~180mm，疲劳强度也显著提高。
用途：适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。
55SiMnVB--特性：强度、韧及塑性及淬透性均比60Si2MnA钢高，油中临界淬透直径约为50~107mm；热加工性能良好，热处理时表面脱碳倾向小，回火稳定性好。
用途：适用于制造中型截面尺寸的板弹簧和螺旋形弹簧，可代替60SiMnA钢使用。
55Si2Mn--特性：强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处理后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹倾向，无回火脆性倾向，且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳倾向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。
用途：适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。
选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。
为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。
表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。
实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。
图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。
弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。
钢是最常用的弹簧材料。
当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。
此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。
碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低；低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好；铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。
1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>10；Ⅱ类N=10～10以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<10。
2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。
3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。
弹簧常用材料（摘自GB/T1239.6-92）我认为65Mn比较好,不知道你们用弹簧钢做什么产品,请看65Mn,60Si2Mn,50CrVA弹簧钢的区别65Mn1综述：该钢为常用弹簧钢。
弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司徐效谦弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。
还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。
1弹性材料的分类 1.1按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。
1.2按使用特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类： 1.2.1通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。
(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。
(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝 1.2.2弹性合金 (1)耐蚀高弹性合金 (2)高温高弹性合金 (3)恒弹性合金(4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金 2弹簧钢和弹性合金的主要性能指标 2.1弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。
公式如下： ε=σ/E式中ε—应变（变形大小）σ—应力（外力大小） E —拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。
工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E ），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G ）。
拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G=)1(2μ+E ，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。
E 和G 是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=348nD Gd ，扭转螺旋弹簧的刚度P=nD Ed 644）。
汽车悬架弹簧钢分析报告1前言悬架弹簧是汽车重要部件,它在周期性弯曲扭转等交变应力下工作,经常承受拉、压、扭、冲击、疲劳、腐蚀等多种作用,所以应具有高的弹性极限。
同时为防止疲劳与断裂,悬架弹簧还应有高的疲劳强度与足够的塑性、韧性。
随着能源日趋紧张,为了减轻汽车重量,对悬架弹簧钢提出了新的要求,减轻其重量的最有效办法是提高弹簧设计应力。
经计算,弹簧重量与设计应力平方成反比,而抗疲劳与抗弹减性能是直接影响弹簧设计应力的主要因素。
汽车轻量化,促使汽车悬架弹簧高应力化非金属夹杂物则是悬架弹簧损坏失效的主要原因,如何降低弹簧钢中非金属夹杂物数量,改善夹杂物形态与分布,冶炼高纯弹簧钢已成为当前弹簧钢生产的一个关键问题。
1 11汽车用悬架弹簧的质量要求1. 1车用悬架弹簧的种类和特点悬架弹簧在汽车行驶过程中,承受高频往复压缩运动,起着缓冲和减震作用,其质量好坏,对车辆平稳性、安全性起着至关重要的作用。
轿车、客车对悬架弹簧性能要求较高,需要达到减小噪音、提高舒适度和平稳性等要求;重型及超重型载货车需要高强度悬架弹簧。
悬架弹簧的技术发展趋势总体上向轻量化、高应力、高可靠度发展,悬架弹簧设计应力要求大于1100MPa,高的可达1200MPa。
汽车行业使用的悬架弹簧分为钢板弹簧和螺旋悬架弹簧两大类。
轿车用螺旋悬架弹簧,钢丝直径9～16mm,常用4个悬架弹簧,每辆车平均需要弹簧钢线材15 kg,钢种为60Si2MnA,55SiCr(SUP12) , 50CrV A等。
一些微型汽车和面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等也使用螺旋悬架弹簧。
悬架弹簧对弹簧钢丝的化学成分、夹杂物数量和形态分布、表面质量、脱碳层、显微组织及力学性能等要求较高。
悬架弹簧要求表面脱碳层小于直径的0.5%、表面要磨光、尺寸公差要求比较严格、应无缺陷交货。
采用通常热加工方式难以达到用户要求,因此,轿车悬架用弹簧逐渐由热成形改为冷成形,经拉拔、热处理后制成卷簧。
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权 利 要 求 书
1、一种弹簧钢钢丝加工用润滑剂，其特征是：弹簧钢钢丝加工用润滑剂的组
分及配比为（w/w）：40%-60%脂肪酸钙，35%-55%的软化点调节剂，5%-8%的极压添
加剂。
2、根据权利要求1所述的弹簧钢钢丝加工用润滑剂，其特征是：上述35%-55%
的软化点调节剂可以是氢氧化钙、二氧化钛、氧化锌、碳酸钠、硅酸钠、硼砂、石
蜡中的一种或几种按比例混合制得。
3、根据权利要求1所述的弹簧钢钢丝加工用润滑剂，其特征是：上述5%-8%
的极压剂可以是二烷基二硫代磷酸盐、二烷基硫代磷钼酸胺盐以及硫磷复合盐。
4、根据权利要求1、2或3弹簧钢钢丝加工用润滑剂，其特征是：所述的弹簧
钢钢丝加工用润滑剂的组分及配比为（w/w）：46%脂肪酸钙，49%的软化点调节剂，
5%的二烷基二硫代磷酸锌。其中49%的软化点调节剂是由氢氧化钙、二氧化钛、硅
酸钠、石蜡按35：3：2：1的比例混合制得。
5、根据权利要求1、2或3所述的弹簧钢钢丝加工用润滑剂，其特征是：所述
的弹簧钢钢丝加工用润滑剂的组分及配比为（w/w）：50%脂肪酸钙，45%的软化点调
节剂，5%的二烷基硫代磷钼酸胺。其中45%的软化点调节剂是由氢氧化钙、二氧化
钛、硅酸钠、石蜡按35：3：2：1的比例混合制得。
6、根据权利要求1、2或3所述的弹簧钢钢丝加工用润滑剂，其特征是：所述
的弹簧钢钢丝加工用润滑剂的组分及配比为（w/w）：46%脂肪酸钙，46%的软化点调
节剂，8%的二烷基硫代磷钼酸胺。其中46%的软化点调节剂是由氢氧化钙、二氧化
钛、硅酸钠、石蜡按35：3：2：1的比例混合制得。
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说 明 书
弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂
技术领域
本发明涉属于润滑材料技术领域，主要涉及的是一种弹簧钢钢丝拉拔用润滑
剂。尤其是淬回火弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂。
背景技术
弹簧钢钢丝经油淬火回火或水淬火回火热处理之后具有弹直性能好、强度高、
屈强比高和抗松弛性能好等优点，是加工各种重要用途弹簧(如发动机气门弹簧、
乘用车悬架弹簧、离合器弹簧和扭杆弹簧等)的主要材料。弹簧钢钢丝前道加工传
统工艺为弹簧钢线材经硫酸或盐酸溶液酸洗去除线材表面氧化铁皮后采用中温或
高温磷化方法使其表面附着一层磷化膜作为钢丝拉拔过程中润滑剂的载体，该工艺
缺点是酸洗产生大量的废水、废气和废渣对环境污染较大，新工艺是采用在线连续
喷丸设备去除线材表面氧化铁皮后无需任何润滑载体直接用粉状润滑剂多道次拉
拔，且不损伤钢丝表面，由于新工艺中钢丝表面无任何润滑载体，故对粉状润滑剂
的各项性能要求极高，传统粉状润滑剂均不能满足弹簧钢线材喷丸后直接多道次拉
拔要求。
发明内容
本发明的目的由此产生，提出一种弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂，有效解决弹簧钢
线材喷丸后的直接拉拔问题，该润滑剂应具有适当的软化点，良好的抗极压能力和
润滑能力，不仅能满足弹簧钢丝的拉拔要求，而且能提高钢丝表面光洁度，保证产
品的质量。
本发明实现上述目的采用的技术方案是：弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂的组分及配
比为（w/w）：40%-60%脂肪酸钙，35%-55%的软化点调节剂，5%-8%的极压添加剂。
上述35%-55%的软化点调节剂可以是氢氧化钙、二氧化钛、氧化锌、碳酸钠、
硅酸钠、硼砂、石蜡中的一种或几种按比例混合制得。
上述5%-8%的极压剂可以是二烷基二硫代磷酸盐、硫代磷钼酸胺盐以及硫磷复
合盐。
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本发明采用传统的捏合机熔融反应，生成物经过破碎过筛后成为成品。
脂肪酸钙作为润滑剂的主体成分，低于40%成膜不完整，弹簧钢丝表面颜色不
一致，高于60%软化点较低，成膜较薄，不能满足拉拔的要求。因此含量在40%-60%
之间，更优选为45%-50%。
软化点调节剂作为润滑剂的主要成分，含量低于35%，润滑剂的软化点变化不
明显，润滑剂粘-温变化大，造成润滑失效，拉拔时润滑膜脱落，含量高于55%，润
滑剂软化点高于钢丝变形时的温度，润滑剂不软化，润滑剂不能带入模具，造成润
滑失败。因此确定含量在35%-55%。更优选含量为45%-50%。
为了进一步提高润滑剂对钢丝表面的保护能力，选用了硫磷系极压剂，所选极
压剂的原则是不影响后续热处理，无毒副作用，在拉丝条件变化较大时可短时保护
钢丝表面不产生明显划伤，稳定拉丝过程。极压剂低于5%时，钢丝表面偶有白点，
高于8%时，膜层颜色变深，表面光洁度变差，因此确定在5%-8%。
产品在55CrSi和60Si2MnA的试验：可以满足拉拔要求，生产的钢丝表面光洁
度提高，没有出现划伤。
具体实施例方式
本发明通过实施例的方式进一步详细说明，但本发明不局限以下实施例。
实施例1
弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂的组分及配比为（w/w）：46%脂肪酸钙，49%的软化点
调节剂，5%的极压剂。其中49%的软化点调节剂是由氢氧化钙、二氧化钛、硅酸钠、
石蜡按35：3：2：1的比例混合制得。
将上述各组分加入捏合机中熔融反应，生成物经过破碎过筛，得到粉粒状润滑
剂产品。生产的产品实验室数据为：软化点为130℃-220℃。润滑剂产品在盘条直
径为φ5.5mm-φ14mm，材料为55CrSi和60Si2MnA的弹簧钢丝拉拔时使用，达到抛
丸除锈工艺处理的钢丝拉拔要求，总压缩率50%，拉拔速度80m/min。
实施例2
弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂的组分及配比为（w/w）：50%脂肪酸钙，45%的软化点
调节剂，5%的极压剂。其中45%的软化点调节剂是由氢氧化钙、二氧化钛、硅酸钠、
石蜡按35：3：2：1的比例混合制得。
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将上述各组分加入捏合机中熔融反应，生成物经过破碎过筛，得到粉粒状润滑
剂产品。生产的产品实验室数据为：软化点为120℃-180℃。润滑剂产品在盘条直
径为φ5.5mm-φ14mm，材料为55CrSi和60Si2MnA的弹簧钢丝拉拔时使用，达到抛
丸除锈工艺处理的钢丝拉拔要求，总压缩率50%，拉拔速度80m/min。
实施例3
弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂的组分及配比为（w/w）：46%脂肪酸钙，46%的软化点
调节剂，8%的极压剂。其中46%的软化点调节剂是由氢氧化钙、二氧化钛、硅酸钠、
石蜡按35：3：2：1的比例混合制得。
将上述各组分加入捏合机中熔融反应，生成物经过破碎过筛，得到粉粒状润滑
剂产品。生产的产品实验室数据为：软化点为130℃-190℃。润滑剂产品在盘条直
径为φ5.5mm-φ14mm，材料为55CrSi和60Si2MnA的弹簧钢丝拉拔时使用，达到抛
丸除锈工艺处理的钢丝拉拔要求，总压缩率50%，拉拔速度80m/min。
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说 明 书 摘 要
本发明公开的弹簧钢钢丝拉拔用润滑剂的组分及配比为（w/w）：40%-60%脂肪
酸钙，35%-55%的软化点调节剂，5%-8%的极压添加剂。
上述35%-55%的软化点调节剂可以是氢氧化钙、二氧化钛、氧化锌、碳酸钠、
硅酸钠、硼砂、石蜡中的一种或几种按比例混合制得。
上述5%-8%的极压剂可以是二烷基二硫代磷酸盐、硫代磷钼酸胺盐以及硫磷复
合盐。
本发明解决了抛丸除锈弹簧钢盘条无涂层拉拔的划伤问题，该润滑剂具有良好
的抗极压能力和润滑能力，不仅能满足钢丝的拉拔要求，而且能提高钢丝表面光洁
度，保证产品的质量。
