模具彈簧在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)多種失效形式,了解失效原因有助于采取預(yù)防措施。
疲勞斷裂是彈簧常見的失效形式。彈簧在交變應(yīng)力作用下,經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋,裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂。疲勞斷裂斷口通常呈貝殼狀紋路,斷裂源位于彈簧表面或內(nèi)部缺陷處。疲勞斷裂與彈簧材料、熱處理質(zhì)量、表面狀態(tài)、使用應(yīng)力水平等因素有關(guān)。降低工作應(yīng)力、改善表面質(zhì)量可提高疲勞壽命。
應(yīng)力松弛表現(xiàn)為彈力下降。彈簧長(zhǎng)期在高溫下工作或初始應(yīng)力過(guò)高,材料發(fā)生蠕變,彈簧自由高度降低,彈力衰減。應(yīng)力松弛導(dǎo)致模具工作狀態(tài)改變,卸料力或壓邊力不足。選用耐熱性好的彈簧材料,控制工作溫度,可減緩應(yīng)力松弛。
彈簧斷裂還包括過(guò)載斷裂和脆性斷裂。過(guò)載斷裂因超行程壓縮或沖擊載荷超過(guò)彈簧極限強(qiáng)度引起,斷口呈剪切或拉伸特征。脆性斷裂因材料熱處理不當(dāng)或氫脆引起,斷口平齊,無(wú)塑性變形。嚴(yán)格控制使用行程和載荷,加強(qiáng)熱處理質(zhì)量控制,可預(yù)防此類失效。
彈簧表面腐蝕影響壽命。模具工作環(huán)境可能有冷卻水、油污或腐蝕性氣體,彈簧表面銹蝕后產(chǎn)生蝕坑,成為疲勞裂紋源。選用不銹鋼彈簧或表面涂覆防銹層,保持模具工作環(huán)境干燥,可減少腐蝕。
彈簧端面磨損和歪斜影響受力。彈簧端面與模具板長(zhǎng)期摩擦產(chǎn)生磨損,或安裝孔磨損導(dǎo)致彈簧歪斜,產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。定期檢查彈簧狀態(tài),及時(shí)更換磨損或變形的彈簧。