模具弹簧在冲压和注塑模具中用于提供复位力、压料力和顶出力,选型时需要根据模具结构和工作条件确定弹簧的规格。刚度过高会损坏模具零件,刚度过低则无法完成复位或压料。
选型的第一步是确定弹簧的受力方向。在冲裁模中,卸料板需要均匀的压料力,弹簧应布置在卸料板四周,间距均匀。拉伸模的压边圈需要较大的压边力,弹簧应靠近拉伸凸模布置。注塑模的顶出板复位弹簧应分布在顶出板的四个角落,避免顶出板倾斜。弹簧的轴线应与受力方向平行,不得承受侧向弯曲,否则弹簧会早期疲劳断裂。
弹簧的刚度需要与模具的工作行程匹配。工作行程是指模具在闭合状态下弹簧被压缩的距离。如果行程过大,弹簧会被压并,导致永久变形;行程过小,则弹力不足。设计时应使弹簧的工作压缩量小于其最大许用压缩量。对于承受冲击载荷的弹簧,应选用刚度较低的弹簧,以吸收冲击能量。对于要求精确复位的场合,应选用刚度较高的弹簧,以减少弹力波动对位置精度的影响。
弹簧的自由高度应根据模具的闭合高度和预压量确定。预压量是在模具闭合前弹簧已经有了一定的压缩,这样可以保证在初始位置就有弹力输出。预压量过大会增加模具的安装难度,过小则会在动作初期出现间隙。自由高度过高的弹簧在模具开启时会伸出模架之外,需要设置保护套筒防止弹簧弯折。
在多弹簧并联使用时,各弹簧的自由高度应一致,否则弹力会集中在较高的弹簧上,使其过载。可以采用分组选配的方法,将自由高度相近的弹簧安装在同一模具中。弹簧的排列应避开顶杆孔、冷却水路和螺钉位置。对于狭小空间,可以选用矩形截面弹簧,其单位体积的弹力较大。
环境因素也会影响选型。在高温模具中,弹簧材料会发生松弛,弹力下降,需要选用耐热弹簧或加大初始预压量。在腐蚀性环境中,弹簧表面需要镀层或选用不锈钢材料。在有润滑的条件下,弹簧寿命可以延长,但润滑剂不能与模具塑料反应。