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          模具彈簧的特點和設計原則
          發布日期:2018-8-14 點擊數:1873新聞來源:

          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:

            ?、耦悾撼惺芙蛔冚d荷次數為106;

           ?、蝾悾撼惺芙蛔冚d荷次數為103-105;

           ?、箢悾撼惺芙蛔冚d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。模具用螺旋彈簧旋繞比一般都小于4,而國內卷簧機適用繞制旋繞比在4以上的彈簧。

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