皿ばねは、そのコンパクトな構造、高い耐荷重能力、優れた変形回復特性により、航空宇宙における高精度トランスミッションから新エネルギー自動車の強力なブレーキまで、現代産業の中核分野において不可欠な役割を果たしています。中国の弾性部品業界のリーディング企業として、スンゾウスプリングは常に技術革新を通じて製品のアップグレードを推進することに尽力してきました。
特定の用途シナリオでは、皿ばねには高剛性よりも柔軟性の向上が必要で、軸方向の運動負荷が大きくなり、力の値が小さくなります。従来の皿ばねは、これらの要件を満たさないことがよくあります。溝付き皿ばねはこうしたニーズに応えることができますが、製造工程がプレス加工や熱処理など複雑なため、歩留まりが低く無駄が多く、コスト管理が難しくなります。これらの技術課題を解決するため、当社では鋼線を冷間圧延により円盤状のリング状に曲げ加工を繰り返し、端部を溶接して完成品の蝶バネを形成する鋼線皿バネの製造方法を提案しています。このアプローチは、前述の技術的問題を効果的に解決します。
図1 従来の皿ばねと鋼線皿ばねの力値曲線の比較
-線皿バネの力値曲線
—従来の皿ばねの力値曲線
この論文では、線引き皿ばねの製造プロセスを調査し、曲げ成形から低温焼き戻しまでのコアプロセスチェーンに焦点を当て、一連の徹底的な最適化と革新措置を実行します。
図2 線皿バネの構造模式図
従来の単一金型設計を廃止し、有限要素解析（FEA）に基づくデジタルシミュレーション技術を採用し、曲げ時のワイヤの流れ軌跡と応力集中点を事前計算しました。結果として得られる高精度順送金型は、成形プロセス全体を通じて均一な応力分布を保証し、微小亀裂のリスクや発生源での応力集中を効果的に軽減します。
さらに、動的圧力補償システムが実装されており、冷間圧延パラメータをリアルタイムで動的に調整し、材料バッチのわずかな変動によって引き起こされる変動を効果的に相殺します。これにより、すべてのワイヤー皿ばねが、設計で指定された高精度基準を満たす初期形状を達成することが保証されます。
図3 鋼線を長方形の面に曲げた構造図
異なる線径と材質に対して、重要な部分の最適な R 比 (曲げ半径) を再定義しました。 R比を最適化することで、曲げ部の外側の引張応力のピークと曲げ内側の圧縮応力のピークを大幅に低減し、断面全体での応力分布がより均一になり、スプリングの耐疲労性が大幅に向上しました。
曲げ成形と冷間圧延を繰り返した後、完成した鋼線皿バネは最終的に溶接されます。スプリング内部には複雑で不安定な加工応力が存在しており、これが次の使用において製品の緩みや変形、早期故障の主な原因となります。したがって、焼き戻し処理は単なる応力除去ではなく、製品に安定した性能を与えるための重要な工程となります。
私たちは「画一的な」焼き戻しアプローチを放棄しました。豊富な実験データを通じて、さまざまな材質（ピアノ鋼線、オイル焼き入れ焼き戻し鋼線など）と線径の鋼線皿ばねのカスタマイズされた低温焼戻しパラメータを確立しました。焼き戻し温度 (200°C) と保持時間 (1.6 ～ 2 時間) を正確に制御することで、材料の本質的な弾性と靭性を維持しながら有害な応力を効果的に除去し、強度と靭性の最適なバランスを実現します。
焼戻し時のばね表面の酸化・脱炭を防ぐため、雰囲気保護焼戻し炉をフル活用しています。このプロセスにより、ばね表面材料の純度が確保され、疲労亀裂の原因となる表面劣化が防止され、製品の長期安定した耐用年数と一貫した機械的特性が保証されます。
「曲げと焼き戻し」という核となるプロセスチェーンを体系的に最適化することにより、鋼線皿ばねの質的向上を実現しました。
- 荷重精度の向上：荷重偏差率を±5%以内に抑え、高精度組立の厳しい要求に応えます。
- 優れた緩み防止性能: 長期負荷テストにより、負荷減衰率が大幅に減少し、耐用年数が 30% 以上延長されることが実証されています。
- より安定した性能: 高周波振動や極端な温度変化下でも一貫した弾性補償機能を維持します。
適用範囲の拡大: 最適化されたプロセスにより、当社の製品はより要求の厳しい産業用途に簡単に対応できるようになります。
真の職人技が細部にまで光り、卓越性は細心の注意を払った職人技によって鍛えられます。曲げ成形と低温焼戻しという 2 つのコアプロセスの徹底的な探求と改良により、スンゾウスプリング製品の品質に対する妥協のない株式会社テクノロジーのこだわり。私たちは、優れた製品はあらゆる製造段階の究極の洗練から生まれると強く信じています。
選択するすんぞう永続的な安定性と信頼性を選択することを意味します。当社は、高度な製造プロセスと厳格な品質システムを通じて、重要な回復力を備えた製品を提供することに尽力しています。
