模具弹簧

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工简明实用手册》第625页（2736字）

模具弹簧分圆柱螺旋拉伸弹簧和圆柱螺旋压缩弹簧两大类，用得最多的是圆柱螺旋压缩弹簧(两端圈并紧磨平或锻平型)。圆柱螺旋压缩弹簧的钢丝有圆钢丝和扁钢丝两种，它们的规格系列已标准化，由专业弹簧厂生产，模具设计时，只须根据设计要求进行选用即可。下面分别介绍两种弹簧的选用方法：

(一)圆钢丝圆柱螺旋压缩弹簧(GB／T 2089－1994)

1．选用方法

①根据模具结构实际形状，确定对弹簧中径D和弹簧丝直径d，以及受最大工作负荷的高度H₁的要求。

②根据弹簧需要承受的最大工作负荷P₁，计算极限负荷下单圈的变形量f和整个弹簧的总变形量F。

③计算弹簧在自由状态下的高度。

④从弹簧规格表中选用符合要求的弹簧。

⑤圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类(表8．4－1)：

表8．4－1 弹簧的许用应力(GB／T 1239．6－1992) (MPa)

Ⅰ类——受循环载荷作用次数在1×10⁶次以上的弹簧。

Ⅱ类——受循环载荷作用次数在(1×10³)～(1×10⁶)次范围内及受冲击载荷的弹簧。

Ⅲ类——受静载荷及受循环载荷作用次数在1×10³次以下的弹簧。

2．弹簧的技术参数计算公式(表8．4－2)

表8．4－2 圆柱螺旋压缩弹簧计算公式

3．圆柱螺旋弹簧参数选择

(1)弹簧中径D系列尺寸(表8．4－3)

表8．4－3 弹簧中径D系列尺寸 (mm)

注：表中括弧( )内数值系第二系列，其余为第一系列，应优先采用。

(2)压缩弹簧有效圈数n(表8．4－4)

表8．4－4 压缩弹簧有效圈数n

(3)压缩弹簧自由高度H₀尺寸(表8．4－5)

表8．4－5 自由高度H₀ (mm)

(4)圆柱螺旋弹簧极限应力与极限载荷(表8．4－6)

表8．4－6 工作极限应力与工作极限载荷计算公式

注：——最大工作载荷；

τ_p——弹簧材料的许用应力，

σ_b——弹簧材料的抗拉强度。

4．压缩弹簧端部形式与高度、总圈数等的公式(表8．4－7)

表8．4－7 总圈数n₁、自由高度H₀、压并高度H_b计算公式

(二)扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧(JB／T 6653－1993)

扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧在模具中使用普遍，这类弹簧具有弹力大、力学性能好、寿命长、使用方便等优点。现以江苏昆山锦鸿模具配件有限公司的模具弹簧为例，介绍这类弹簧的有关特性。

①选用方法。首先要确定所选弹簧必须满足的荷重、工作寿命、弹簧的外径或内径等要求，方能从弹簧的规格表中挑选出弹簧的型号。

②模具弹簧荷重分为：轻少荷重(DWF)、轻荷重(DWL)、中荷重(DWM)、重荷重(DWH)、极重荷重(DWB)。

③模具弹簧的工作寿命有30万次、50万次、100万次三种。这三种寿命荷重曲线如图8．4－1所示。

图8．4－1 寿命荷重曲线

④弹簧工作寿命与压缩比的关系见表8．4－8。

表8．4－8

⑤弹簧工作寿命与对应比率的关系见表8．4－9。

表8．4－9

⑥部分扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧的规格见表8．4－10。

表8．4－10

(a)除了以上五类模用弹簧之外，还有两类塑胶模用耐热弹簧，如图8．4－2所示，其规格系列从略。

图8．4－2

(b)L系列为：10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500。