■中国工程物理研究院电子工程研究所 （四川绵阳 621999）

庞柯宁 薛 鹏

常见的圆柱螺旋压缩弹簧（Y形）广泛应用于各类精密传感器和锁紧装置等产品中。圆柱螺旋压缩弹簧的材料选用、热处理过程质量以及形位尺寸精度对其工作性能影响较大,而在影响弹簧工作性能的主要因素中，形位尺寸精度是可测可控的，控制好弹簧形位尺寸就可以很大程度地提高圆柱螺旋弹簧质量。因此，在批量弹簧零件生产条件下，如何合理、正确检测圆柱螺旋弹簧，确保交付零件满足使用要求是尤为重要的。

1. 圆柱螺旋压缩弹簧所需检测的主要参数

生产中常见圆柱弹簧零件及参数如图1所示。

主要检测项目有：

（1）弹簧表面质量的检测。

（2）几何参数。①材料直径d。②弹簧外径D2、弹簧内径D1、弹簧中径D。③支承圈数n2、有效圈数n、总圈数n1。④节距t。⑤自由高度H0。

（3）形状要求。①弹簧轴线与端面垂直度。②弹簧两侧端面平行度。③弹簧母线直线度。

2. 圆柱螺旋压缩弹簧表面质量的检测

先将弹簧表面的防锈油用软布擦干净，目视检查材料表面是否有裂纹、凹坑及划痕。碳素弹簧钢丝允许有深度不超过钢丝直径公差之半的小拉痕；合金弹簧钢丝允许深度为不使钢丝直径超出极限尺寸的局部凹坑和划痕。

此外还需对零件端面的磨削表面粗糙度进行检测：用粗糙度比较样块进行对照评定。一般两端圈并紧并磨平的弹簧支撑圈磨平部分≥3/4圈，其表面粗糙度值Ra≤12.5mm。

图 1

3. 圆柱螺旋压缩弹簧常用几何尺寸的检测

（1）弹簧材料直径的检测：检测弹簧材料直径一般用游标卡尺或千分尺，必要时可采用工具显微镜，如较细钢丝。常用65Mn、70钢油淬火回火钢丝直径公差与圆度如表1所示。

表1 65Mn、70钢油淬火回火钢丝直径公差与圆度

（2）圆柱螺旋压缩弹簧自由高度H0的检测：弹簧一般放于水平位置测量，若弹簧直立放置时自重对弹簧高度无明显影响时，允许放于直立位置测量。在弹簧自由高度H0≤500mm时，使用游标卡尺或高度尺测量，应避免测力过大引起弹簧自由高度变形。当弹簧钢丝直径偏小时，可在工具显微镜或投影仪上测量，以确保测量准确。弹簧的最高点即为弹簧的自由高度。根据GB/T 1239.1―2009和GB/T 1239.2―2009，未注弹簧自由高度极限偏差如表2所示。

表2 弹簧自由高度极限偏差

（3）圆柱螺旋压缩弹簧直径的检测：若图样标注外径和中径尺寸的弹簧，以测得的外径尺寸为准；若图样标注内径的弹簧，以测得的内径尺寸为准；图样同时标注弹簧内、中、外径中任意一项以上的，则以测得的外径尺寸为准。

弹簧直径的检测使用游标卡尺，其中一个测量爪至少应与两个簧圈相接触，测量爪应与端圈平面保持垂直位置。

测量外径时以测得的最大点为准；测量内径时以测得的最小点为准。根据GB/T 1239.1－2009和GB/T 1239.2－2009，未注弹簧外径或内径的极限偏差如表3所示。

表3 弹簧外径或内径的极限偏差

当检测批量弹簧的符合性时，通常采用专用弹簧检测套筒或检测心轴，看能否自由通过弹簧来检测弹簧直径。弹簧内外径专用检测工具荐用尺寸如表4所示。

表4 弹簧内外径专用检测工具荐用尺寸

（4）圆柱螺旋压缩弹簧圈数的检测：弹簧的总圈数一般用目测，当总圈数允许误差≤0.1圈时，用专用量具检测。弹簧总圈数未注极限偏差如表5所示。

（5）圆柱螺旋压缩弹簧垂直度的检测：将两端面磨平的弹簧垂直放于平板上，在无载荷状态下，将弹簧对宽座角尺自转一周，找出弹簧端圈与宽座角尺之间的最大间隙（端头至1/2圈处考核相邻第二圈）即为垂直度，用塞尺测量间隙值。弹簧一端测试结束后测试另一端，取最大值（见图2）。

表5 弹簧总圈数的极限偏差

根据GB/T 1239.2－2009，两端面经过磨削的弹簧，在自由状态下，弹簧轴心线对两端面的未注垂直度偏差如表6所示。

图 2

表6 螺旋压缩弹簧轴心线对两端面的垂直度允许偏差

（6）圆柱螺旋压缩弹簧两端圈平行度的检测：将弹簧垂直放置于平板上，用百分表测出端圈磨削面部位的示值变化，其最大值与最小值之差即为弹簧两端圈间的平行度偏差。

（7）圆柱螺旋压缩弹簧直线度的检测：将弹簧水平放于平板上，滚动一周，确定其最大弯曲部位，用塞尺测量最大弯曲处与平板间的间隙即为直线度偏差（见图3）。

图 3

4. 结语

我们在检测圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸及形位公差时，应注意测量基准的选择，根据图样标注的公差，正确选择测试量具及测量方法，保证检测质量，尽量将检测误差控制在允许的范围内。

[1] 张英会，刘辉航，王德成，等. 弹簧手册[M]. 北京：机械工业出版社，1997.

[2] 梁国明. 制造业质量检验员手册[M]. 北京：机械工业出版社，2003.