模具強力彈簧的特點和設計原則

《模具強力彈簧的特點和設計原則》本文介紹了模具強力彈簧的特點及設計原則，從理論上對異形鋼絲模具彈簧與圓鋼絲彈簧的應力、剛度、變形進行了分析。簡述了模具強力彈簧的設計方法，指出了影響模具強力彈簧發展的主要問題。

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套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，找出修正係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，矩形簧要大於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，即剛度更趨於常數值。特別是長邊平行於軸線繞制的彈簧。
套用範圍受到一定的限制：從分析可見，異形截面材料彈簧如不能充分套用其優點，便不會產生經濟效益，什麼情況下使用好呢？
（1） 用圓截面材料達不到設計載荷。
（2）取代圓截面複合彈簧。
（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於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，一定要推導和繪製在不同旋轉比、不同寬厚比與變形修正係數（τ）和切應力修正係數（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。