模具强力弹簧特点和设计

rubizhou

近年来随着模具工业发展，模具弹簧尤其是异形截面钢丝模具弹簧的应用数量和品种日益增大。异形截面模具弹簧具有刚度大、寿命长、体积小等特点。但其设计理论发展比较迟缓。目前，除正方形截面强力弹簧的设计方法比较成熟外，其它截面强力弹簧的设计方法，基本是根据具体截面通过试验，找出修正系数得出具体截面的经验设计公式，现对该类弹簧特点和设计问题作一简介。
  |4 l8 ^/ J2 {; j1 H- W: x
5 v7 j, ^+ x2 Y8 U. U) a" H这个问题，是使用这种弹簧者很关心也必须搞清楚的问题。下面以正方形截面与圆截面螺旋弹簧作一比较。
" |8 T$ W% x# t3 ~0 Y+ @  F3 b
在相同空间内，正方形截面钢丝弹簧承载能力比圆截面簧要高43—48%。显而易见，矩形簧要大于50%以上。

5 B& [) Q1 k% j从使用应力过大是弹簧破坏的主要原因分析，在相同条件下，异形截面钢丝弹簧比圆截面钢丝弹簧的寿命要提高13—14%。
+ k" b$ J6 i# I& h, ^" i
% g- G( v8 n7 I& k2 F1 E( F( }异形截面钢丝弹簧能产生大的变形量。

, f  _# u8 m  D0 ?  V3 T2 i- J. w异形钢丝弹簧的重量大。
5 I2 a. Y: }$ W/ i7 v8 W( ^& T
4 [  I. C2 V1 m  p. ?线性度比圆截面弹簧好，即刚度更趋于常数值。特别是长边平行于轴线绕制的弹簧。
! I! [& Y7 i# K- {2 y5 Z
$ D7 ]: \( U, Z$ h7 D1 B, b+ E% n应用范围受到一定的限制：从分析可见，异形截面材料弹簧如不能充分应用其优点，便不会产生经济效益，什么情况下使用好呢？
0 I! X. ]9 Q3 \7 J
2 ^* r0 d! j0 q9 r) F2 g（1） 用圆截面材料达不到设计载荷。
（2） 取代圆截面复合弹簧。
（3） 用圆材料弹簧达不到所需要变形量的时候。
' }, N$ `1 ?3 y3 b- J9 v（4） 弹簧安装空间小的地方。
（5） 要求弹簧特性严格的地方。
) }' ]+ D5 z( E$ J2 d9 n% M
5 T% ^8 r7 K  q: y7 n, h/ N二、模具弹簧设计原则

7 k& F# {$ }. X& S+ [) W: m# N7 D) k1．弹簧材料许用应力[τ]的选择，应以保证弹簧疲劳寿命为主进行考虑。弹簧的动态寿命，一般分为三类：

Ⅰ类：承受交变载荷次数为106；
Ⅱ类：承受交变载荷次数为10³—105；
$ R$ v) }6 V* [( `& O2 \# G, G& @Ⅲ类：承受交变载荷次数小于10³；
: c# C8 R6 ?( U! u3 k8 u
2．材料宽厚比（a/b）不宜过大，而弹簧的旋绕不宜过小。

3．设计非矩形的异形截面弹簧时，一定要推导和绘制在不同旋转比、不同宽厚比与变形修正系数（τ）和切应力修正系数（β）的曲线或计算公式。
& L3 ?' |' X+ e7 B  S
' A/ \3 g3 \: c7 H8 J, e6 K4．要根据给定条件和限制条件，选择计算简便和参数选择合理的设计方法。

三 尚存问题
: J" X9 U6 C3 T' E  G! v# T$ h% z( Z
1．模具设计标准化程度低，限制了标准化模具弹簧的发展速度。
' n6 |/ ~5 G+ G7 k
2．模具弹簧标准化程度低，目前除我所为汽车工业制定的QC7111—7113标准外在国内尚无正式使用的国标或行业标准，模具设计人员无标准可选是急待解决的问题。

" i2 q0 n; b' ?4 H0 M* U- ]; A3．设计理论不完善，目前比较成熟的是矩形截面螺旋弹簧，但对其公差选用尚无定论。其异形截面螺旋弹簧均以矩形截面为基础，经试验加以修正。
3 P  [- T4 F2 _% B" Y& g' p2 H
4．没有异形截面材料生产的定点厂，特别是没有此类材料的油淬火回火钢丝供应厂家。而由弹簧制造厂自己改制的材料，质量不稳定，造价高，影响此类弹簧的推广应用。
+ U- _& d4 g# z. P9 A! V
5．没有生产此类弹簧的专用卷簧设备。模具用螺旋弹簧旋绕比一般都小于4，而国内卷簧机适用绕制旋绕比在4以上的弹簧。

sxczwjh

好内容，楼主幸苦了！