而在模具的設計與制造中,其彈簧的作用又如同一只“巧手”般地起到頂出、復位、壓料等關鍵的作用。其對模具的工作穩定性和壽命都有著直接的影響,若其不合理的設計將會使模具的工作壽命大大降低甚至直接造成模具的失效而不能正常地工作。而一旦計算的彈簧的精度就出了一點小問題,可能就會造成頂出行程的不足,也可能直接就把彈簧給“憋死”了甚至還會把模具都給“憋”死了。將模具的彈簧的長度的設計就得從理論的計算出發,根據對模具的彈簧的工作原理、其對模具的沖擊、對模的沖擊的大小等對其的理論的計算,才能得出合理的設計長度
以保證彈簧在完成其所必需的工作行程后都能將其所受的最大壓縮量都保持在其所能承受的安全極限之內。借助對計算的概括,我們就可以將其抽象的概括為一系列的方程式和公式,進而對其進行深入的分析研究和應用的推廣。
彈簧自由長度 ≥ (預壓量 + 工作行程) / 壓縮比
采用對該公式的逐一拆分手段,我們不難發現其中的關鍵參數即為:
1、如同彈簧在模具的初始完全閉合的狀態下就已經被所施加的外力所將其壓縮的長度的大小一般為彈簧的最大壓縮量的40%~50%的相對值而定的預壓量即為彈簧的初壓量。采用對各個部件的預先的合理的預壓手段,就能消除各部件間的微小的間隙,從而使彈簧一開始就能提供穩定的彈力。根據彈簧的自由長度大致可取其10%的彈簧的預壓量作為起始的試驗值。
2、工作行程:
這是彈簧需要執行工作的實際移動距離。例如,頂出彈簧的行程就是頂針板需要頂出的距離。
3、其主要的安全指標就是彈簧的壓縮比,即彈簧的最大允許被壓縮的量與其自由長度的比值。根據模具彈簧的不同顏色(如一藍一紅的分別代表其允許的最大壓縮比為1.5,1.2等等)就可初步的判斷其所允許的最大壓縮比。可以通過常見的藍色彈簧的最大壓縮比約為40%(即0.4)來初步的估算一支100mm長的藍色彈簧的最大壓縮量不能超過40mm左右。
計算實例演示:
假設我們需要一支藍色彈簧,其工作行程為20mm,預壓量我們設計為10mm。
?總壓縮量 = 預壓量(10mm) + 工作行程(20mm) = 30mm
?藍色彈簧的最大允許壓縮比 = 40% (0.4)
?所需彈簧的最小自由長度 = 總壓縮量 / 壓縮比 = 30mm / 0.4 = 75mm
查閱彈簧規格手冊,我們應選擇標準長度中最接近且大于75mm的彈簧,例如80mm長的藍色彈簧。
選型要點與總結:
?安全第一: 絕對不能讓彈簧被壓縮到并緊狀態,必須嚴格遵守其最大壓縮比。
?留有余地:
在計算出的最小長度基礎上,適當選擇更長一檔的彈簧,可以延長其使用壽命。
?長期處于壓縮的狀態下,彈簧都將會產生較大的彈性疲勞,從而使其所能的彈力大大降低。但在對關鍵的工位的計算中,均應將一定的安全余量納入考慮之中。
說到底,模具彈簧的長度的計算就像一道簡單的數學題一樣,但關鍵就出在對三個核心的概念——預壓、行程、壓縮比的準確的把握上。只有通過科學的計算和對各類模具的精細的選型才能真正地為模具的動作的可靠性和長久的運行提供保證。