模具彈簧的設計與特點

模具彈簧的設計與特點
近年來隨著模具工業發展，模具彈簧尤其是異形截面鋼絲模具彈簧的應用數量和品種日益增大。異形截面模具彈簧具有剛度大、壽命長、體積小等特點。但其設計理論發展比較遲緩。目前，除正方形截面強力彈簧的設計方法比較成熟外，其它截面強力彈簧的設計方法，基本是根據具體截面通過試驗，找出修正系數得出具體截面的經驗設計公式，現對該類彈簧特點和設計問題作一簡介。
　　這個問題，是使用這種彈簧者很關心也必須搞清楚的問題。下面以正方形截面與圓截面螺旋彈簧作一比較。
　　在相同空間內，正方形截面鋼絲彈簧承載能力比圓截面簧要高43-48%。顯而易見，矩形簧要大于50%以上。
　　從使用應力過大是彈簧破壞的主要原因分析，在相同條件下，異形截面鋼絲彈簧比圓截面鋼絲彈簧的壽命要提高13-14%。
　　異形截面鋼絲彈簧能產生大的變形量。
　　異形鋼絲彈簧的重量大。
　　線性度比圓截面彈簧好，即剛度更趨于常數值。特別是長邊平行于軸線繞制的彈簧。
　　應用范圍受到一定的限制：從分析可見，異形截面材料彈簧如不能充分應用其優點，便不會產生經濟效益，什么情況下使用好呢？
　　(1)用圓截面材料達不到設計載荷。
　　(2)取代圓截面復合彈簧。
　　(3)用圓材料彈簧達不到所需要變形量的時候。
　　(4)彈簧安裝空間小的地方。
　　(5)要求彈簧特性嚴格的地方。
　　二、模具彈簧設計原則
　　1．彈簧材料許用應力[τ]的選擇，應以保證彈簧疲勞壽命為主進行考慮。彈簧的動態壽命，一般分為三類：
　　Ⅰ類：承受交變載荷次數為106；
　　Ⅱ類：承受交變載荷次數為103-105；
　　Ⅲ類：承受交變載荷次數小于103；
　　2． 材料寬厚比(a/b)不宜過大，而彈簧的旋繞不宜過小。
　　3． 設計非矩形的異形截面彈簧時，一定要推導和繪制在不同旋轉比、不同寬厚比與變形修正系數(τ)和切應力修正系數(β)的曲線或計算公式。
　　4． 要根據給定條件和限制條件，選擇計算簡便和參數選擇合理的設計方法。
三 尚存問題
　　1．模具設計標準化程度低，限制了標準化模具彈簧的發展速度。
　　2．模具彈簧標準化程度低，目前除我所為汽車工業制定的QC7111-7113標準外在國內尚無正式使用的國標或行業標準，模具設計人員無標準可選是急待解決的問題。
　　3．設計理論不完善，目前比較成熟的是矩形截面螺旋彈簧，但對其公差選用尚無定論。其異形截面螺旋彈簧均以矩形截面為基礎，經試驗加以修正。
　　4．沒有異形截面材料生產的定點廠，特別是沒有此類材料的油淬火回火鋼絲供應廠家。而由彈簧制造廠自己改制的材料，質量不穩定，造價高，影響此類彈簧的推廣應用。
　　5．沒有生產此類彈簧的專用卷簧設備。模具用螺(luo)旋(xuan)(xuan)彈簧(huang)旋(xuan)(xuan)繞(rao)(rao)比(bi)(bi)一(yi)般都小于4，而國(guo)內卷簧(huang)機(ji)適用繞(rao)(rao)制(zhi)旋(xuan)(xuan)繞(rao)(rao)比(bi)(bi)在4以上的彈簧(huang)。