在各类冲压模具的设计与制造过程中,弹性元件的应用极为广泛,其中弹簧作为核心组成部分,占据了举足轻重的地位。这些弹簧种类繁多,涵盖了各种标准化的弹性元件、优力胶以及氮气弹簧等,它们根据不同的应用需求被灵活选用。例如,在进行折弯或冲孔等基础工序时,常见的矩形弹簧往往能够满足要求。以颜色为例,棕色弹簧与咖啡色弹簧在行业内常被视作同义词;若对弹力有更高要求,则可以考虑采用氮气弹簧。然而,氮气弹簧的价格相对较高,这会导致模具的整体成本有所增加。在此类弹性元件中,还有一种名为优力胶的部件,其成本较低,但弹簧的使用寿命相对较短,因此通常应用于拉深模、整形模或用于整平面的场合。
在拉深模的应用中,优力胶能够展现出良好的效果,当然,氮气弹簧也是一个可行的替代选项。至于顶料销、浮块、两用销等部件,则多采用线簧或黄色弹簧等材料,主要目标是确保顺利脱料,避免在产品表面留下印记或导致产品变形。优力胶的一个显著特点是弹力分布较为均匀,但由于其使用寿命有限,容易在使用一段时间后出现裂纹,因此其应用频率相对较低,但在整平面度方面,优力胶则表现出色。
弹簧的种类繁多,包括矩形弹簧、线簧等,它们在冲压过程中的主要作用是脱料和压料。弹簧的力度大小直接影响着模具生产的顺畅程度以及最终产品的合格性。如果弹簧的弹力不足,可能会导致产品因无法被有效压制而变形,模具脱料困难,产品难以从模具中取出,甚至出现带料现象,这些问题都可能导致刀口和冲头过早磨损等不良后果。
矩形弹簧通常根据其颜色进行分类,常见的有棕色、绿色、红色、蓝色和黄色等,不同颜色的弹簧对应着不同的弹力等级,颜色越深,弹力通常越弱。此外,不同颜色的弹簧在压缩量上也有所差异。
这里介绍一种简单的方法来计算弹簧的压缩量:首先测量弹簧的总高度,然后将弹簧放置在台虎钳中并锁紧,接着使用卡尺测量弹簧被夹紧后的剩余长度,最后用弹簧的总长度减去这个数值,再除以总长度,即可得到压缩量。这种方法适用于所有类型的弹簧。例如,假设棕色弹簧的总长度为60毫米,被虎钳夹紧后剩余长度约为45.6毫米,那么压缩量计算如下:用60减去45.6得到14.4,再除以60,最终结果为0.24,这就是该弹簧的压缩量。
弹簧的使用寿命与其承受的压缩量密切相关,根据不同的使用次数要求,如100万次、50万次、30万次等,弹簧的压缩量选择也会有所不同。压缩量越大,弹簧的使用寿命通常越短,相应地,模具的使用寿命也会受到影响(当然,弹簧损坏后可以更换)。在实际生产中,模具运行一段时间后,弹簧可能会断裂或失去弹性,质量较差的弹簧更容易在模具内部断裂。一般情况下,以30万次使用次数为基准来计算弹簧的压缩量,这意味着在模具使用30万次后,弹簧可能已经失去弹性。当然,大多数冲压模具的使用寿命并不会达到如此高的次数,也可以根据最大压缩量来进行计算。如果按照最大压缩量来计算,只能确保弹簧不会在模具中断裂。模具的压力适当增大,对产品的平面度也有积极影响。
最大压缩量是指弹簧能够被压下的最大距离。弹簧的最大压缩量等于其原始高度乘以最大压缩比。例如,对于一根长度为60毫米的棕色弹簧,其最大压缩量计算如下:60乘以24%约等于14毫米,这意味着这根弹簧最多能够被压下14毫米,其最大行程也是14毫米。模具的行程必须小于这个数值,如果超过14毫米,弹簧可能会失效、变形,甚至断裂在模具中,或者导致模具损坏,冲床无法继续压制。
在模具组装之前,也就是安装模具的过程中,必须先确认弹簧的压缩量是否合适,这样在试模阶段才能避免模具出现故障或损坏等问题。