锥形弹簧冲压模设计

　　锥形弹簧冲压模设计，介绍一种用冲压法加工锥形弹簧圆锥头部的模具，并分了冲压工艺过程及模具有关参数设计中必须注意的问题。

　　锥形弹簧模具结构及工作过程

　　采用冲模在冲床上加工图1所示的两端呈圆锥形的弹簧，实践证明是可以取得满意的效果的，模具结构如图2。将弹簧一端放人上、下模之间的工作部分，在连续冲压下，弹簧边旋转边作轴向送进，弹簧在冲压过程中，被压缩、挤紧，产生复杂的弯曲变形。由于上模带有锥形螺旋槽，故弹簧外径逐渐变小，钢丝则沿轴向旋转延伸，使长度尺寸向两端伸展。虽然弹簧轴线有时会下移，但弹簧在冲压成形过程中要转动很多转，因此偏离中心现象能及时纠正，也可以在冲压将结束时，将弹簧正反转动冲压若干次，借助其圊弹力，使轴线一致。如果在弹簧孔端内预先放人钩环，则最后圆锥端钢丝就将其紧包在锥端孔晦，从而装配成形。

　　冲模上下成形模采用Crl2钢制造井淬硬至50～55HRC，其中凹槽螺旋部分表面的几何形状差异、有关参数的选择直接影响加工质量及端部几何形状。

　　锥形弹簧模具几何参数的选择

　　上、下模几何形状见图3，有关参数需经试验后方能决定。

　　螺距、齿厦宽和螺纹凹擅有效深度的确定．弹簧如是用60Siena钢丝卷制，在热处理前用模具冲制弹簧圆锥端，因钢丝强度低。下、下模螺距取钢丝直径d,(实际会有微小误差At=d-t)时可冲出合格产品。弹簧若是用碳紊钢丝卷射，如仍用该模具冲压就会产生很多问题。由于碳素钢丝强度较高，冲压时上、下模峰顶常会被钢丝挤碎，且弹簧表面出现线性深痕，甚至钢丝各圈之问产生O．3～0．5ram的空隙。如果将上、下模螺距改为‘=dcosG／2)，情况则明显改善(为锥角)。

　　改进后的成形模在带有车削锥度装置的床上加工，故需使车床进给螺距t=dcos(a／2)．这样才能使上、下模内螺旋圆形凹槽(简称凹槽)完全吻台于弹簧圆锥端(见图如)。若t=d，车出的螺距如图4c．则凹槽大1：钢丝半圆周，不能与钢丝表面完全接触，若每闺产生一个增值△￡，就会出现累积误差采用t=dcos(a／2)冲出的圆锥端表面不会产生缝隙．表面质量很好，为避免蜂顶崩裂．应将峰顶处设计为，=(1／3—1／4)R，h=3／4R，见图3剖面。多次冲压后钢丝使成形模内的凹槽弥补了车削螺距的误差，不仅增强了凹槽表面的强度，而且提高了凹槽的光洁度，延长了锥形弹簧模具的使用寿命。

　　大、小端直径D及上、下模平面间隙d、圆角R的确定

　　试验中曾采用D。=D，但冲压后弹簧表面出现毛刺和凸缘，这主要是由于钢丝弹簧外径受冲压变小时，钢丝表面被成形模块的四处棱角强力挤拉而产生的。如将棱角改为大圆角，使R=D／4(见图3)，同时使D=1．1D，则开始接触时，钢丝易于滑人凹槽内，不会刮伤和产生凸缘，保证了加工质量。

　　由于钢丝有一定的回弹，为达到质量要求，需使锥形弹簧模具在闭合时模腔尺寸小于弹簧外径，从而使弹簧回复后达到图纸要求尺寸，小端直径一般以不大于弹簧圆锥小靖外径为佳。导柱外边的压簧(见图2)主要起调节上、下模间隙、便于拆卸和控制弹簧质量的作用，根据经验可取d=(3／4)d。工作作前应校正摸具的闭合高度，使8=0或留0．5ram间隙。

　　冲压过程中应注意的问题

　　(1)经常清洗凹槽内的杂质、污物，加油润滑，保持凹槽内光洁，才能保证弹簧锥端的表面质量。

　　(2)在锥形弹簧模具前端人口部分加1个套管，如图5所示。套管固定在底板上，并使其与模具中心高度一致，起稳定导向和支承的作用。

　　(3)这种冲压工艺回弹力较大，机床振动频繁，在操作中要注意机床的曲轴、制动及锥形弹簧模具连接处的螺钉是否松动，以免发生事故。

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