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模具弹簧现状



  现模模具是工业生产的主要工艺装备。现代工业产品的发展和技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展水平。第二次世界大战以来,自动化程度的提高使国外模具迅速发展。我国虽是模具生产大国,却过不是模具制造强国。对与于模具相配的弹簧,此细节却也是成就品质的关键。影响整套模具的使用性能。
 
  性能分析:好的漆层来配套弹簧表面处理,可谓一举两得,用颜色来标识各种技术参数,方便工业生产操作,而且使弹簧表面的防腐性能得以更好的保证。
 
  弹簧表面采用各种漆层来代作识别,如轻小荷重用黄色漆表示;轻荷重用蓝色漆表示;中荷重用红色漆表示;极重荷重用咖啡色漆表示
 
  国外采用的是电泳漆,在水溶性的漆槽内,把工件做阴极,施加一定的电压和时间,便可在弹簧的所有表面形成厚度均匀的漆层,然后清洗烘干便可。其外观清洁光亮,无颗粒,无露底现象,结合力好不易脱落,硬度好有3-4H,如果采用英国LVH公司聚氨酯阴极电泳漆,则其柔软性相当好。操作环境无浓的溶剂味,对空气污染少,废水处理排放流程简易,只要调节PH沉降电泳漆的树脂,然后排放清水。
 
  在国内,此还只有小部分厂家效访,目前主要是一些固定的技术要求,如采用进口材料而达到国外水平外,但整个弹簧表面处理效果却明显存在差距。
 
  国内一般用人工喷漆,外观会出现流挂、漏喷、结合不好,防锈能力差。本身的工艺局限性造成大量的产品要脱漆返工。
 
  随着模具工业的发展,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。
 
  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。
 
  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%。
 
  异形截面钢丝弹簧能产生大的变形量。
 
  异形钢丝弹簧的重量大。
 
  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。
 
  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?
 
  (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。
 
  (4)弹簧安装空间小的地方。
 
  (5)要求弹簧特性严格的地方。
 
  (一)模具弹簧设计原则
 
  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100-105;Ⅲ类:承受交变载荷次数小于100
 
  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。材料宽厚比(a/b)不宜过大,而弹簧的旋绕不宜过小。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。
 
  (二)尚存问题
 
  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。
 
  2、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、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。
 
  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。
 
  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。

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