萬能簧的應用和前景展望

本文主要通過研制、實踐和有關(guān)資料，對萬能簧的應用狀況，發(fā)展趨勢和前景展望作一介紹。

前言

模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備�，F(xiàn)代萬能簧工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。第二次世界大戰(zhàn)以來，自動化程度的提高使國外模具迅速發(fā)展。近年來，國內(nèi)模萬能簧具工業(yè)發(fā)展較快。隨著模具工業(yè)的發(fā)展，模具彈簧的應用數(shù)量和規(guī)格品種也在日益增萬能簧多。從彈簧結(jié)構(gòu)形式上看，國際模具彈簧發(fā)展大體經(jīng)歷四個階段。

1、 四十年代中期—五十年代末期，模具彈簧主要結(jié)構(gòu)形式為圓截面鋼絲普通圓柱螺旋彈簧，這一階段的模具工業(yè)，主要為萬能簧戰(zhàn)后迅速恢復的機動車輛、采掘、機床紡織等工業(yè)服務(wù)，性能上沒有突破性的改進，因此采用普通彈簧便可滿足模具的要求。從美、英、法、日、西德、蘇、奧地利、加拿大、比利時等國1952—1962年公布的近3000篇關(guān)于彈簧的論文中，萬能簧未見一篇專門論述模具彈簧的文章。

2、 五十年代末—六十年代末為橡膠彈簧和方形鋼絲圓柱螺旋模具強力彈簧崛起應用階段。在此期間，主要是汽車工業(yè)、化工萬能簧設(shè)備、建筑機械、飛機和鐵路機車更新?lián)Q代，塑料工業(yè)的發(fā)展，要求提高模具的工作頻率和承載能力，因而，原來的圓柱截面普通彈簧的承載—變形特性和抗交變載荷的疲勞壽命難以滿足模具的要求，因而出現(xiàn)了橡膠和方形截面模具彈簧。

3、 六十年代末—七十年代中期，為異型截萬能簧面鋼絲（矩形、扁形和S、D、S形等）模具強力彈簧的應用發(fā)展階段。這一期間由于電子設(shè)備（計算機、通訊和音響產(chǎn)品等）、光學設(shè)備（攝像機、復印機等）和精密儀器（測試和測量儀表等）產(chǎn)品的發(fā)展，要求模具向著小型、高速、多工位萬能簧的方向發(fā)展，因而促進了強力模具彈簧的發(fā)展。

此期間，大規(guī)格（窩座孔徑20以上）模具強力彈簧得到推廣運用和普及，這一階段國際上有三個突出的特點：（1）模具使用強力萬能簧彈簧的覆蓋面擴大。（2）編制了模具強力彈簧的企標、國標。（3）異形鋼絲類型增多，如矩形、扁形和S、D、S形等。

4、 七十年代中期—至今，為小規(guī)格（窩座孔徑為10—20）異形截面鋼絲模具彈簧，模具用的碟形彈簧和氮氣彈簧開發(fā)階段。這萬能簧主要是小型塑料模具和大型沖壓模具發(fā)展所致。

在此基礎(chǔ)上于1990年編制了國際標準萬能簧（ISO/DIS1043）草案，這標志著模具彈簧以由基礎(chǔ)件向標準件過渡，并將在世界范圍推廣。

以上四個階段，主要是根據(jù)國際上工業(yè)先萬能簧進國家模具彈簧的應用和發(fā)展實情來劃分的。目前，國內(nèi)模具彈簧主要用圓萬能簧截面普通圓柱螺旋彈簧和部分橡膠彈簧（約占90%以上），異形截面鋼絲模具強力彈簧的應用從八十年代開始起步，目前應用數(shù)量和范圍正在緩慢增加，主要萬能簧情況是：

（1） 用于替代進口模具（主要是日本、萬能簧德國）和進口設(shè)備上的強力彈簧。

（2） 一些具有遠見卓識的模具設(shè)計人員，在設(shè)計時，開始試用。

（3） 由于模具彈簧屬于勞力密集型的產(chǎn)萬能簧品，在國外價格較高。因此。國外也從我國購買小批量模具彈簧進行試銷，而有的外商也將這些彈簧換成“中性”商標，返銷國內(nèi)。目前出口的主要是輕載荷、小萬能簧規(guī)格（窩座孔徑為10—25）的模具彈簧。綜上所述，在國內(nèi)異形截面鋼絲模具彈簧僅僅處于應用起步階段。

一、應用現(xiàn)狀

目前，圓截面或異形截面（方形、矩形、萬能簧扁形和S、D、S形等）鋼絲圓柱螺旋壓縮彈簧、橡膠（氯丁橡膠和聚氨脂橡膠）彈簧、充氮氣彈簧和碟形彈簧在不同類型的模具中均有應用。但從應用范圍和數(shù)萬能簧量方面分析：圓截面鋼絲螺旋彈簧在下降，異形截面鋼絲特別是扁形和S、D、S形鋼絲圓柱螺旋彈簧在增加，橡膠彈簧特別是聚氨脂橡膠彈簧趨于穩(wěn)中有增，萬能簧而碟簧和充氮氣彈簧仍在小批量試用階段，看來是有一定的市場，但若從彈簧靜、動態(tài)特性，使用維護性和經(jīng)濟性方面綜合評價其應用前景，尚有待實踐后在論。

二、前景展望

（一）、模具彈簧的應用前景

從以上介紹可以看出，①圓截面鋼絲模具彈萬能簧簧的應用數(shù)量會繼續(xù)下降。②異形截面彈簧直徑大于Ф10范圍內(nèi)的將會有增無萬能簧減，并且具有較強生命力。③橡膠彈簧，特別是聚氯脂橡膠彈簧因具有獨特的優(yōu)點，應用數(shù)量將有所增加。為此國際標準化組織于1990年公布了模具用橡膠彈簧的標萬能簧準（ISO/DISI0069­—1）。④氮氣彈簧和蝶形彈簧，在模具上的應用前景尚有待實踐后再論。⑤異型截面模具彈簧的應用數(shù)量和范圍將會進一步增多。

（二）、異形截面模具彈簧的技術(shù)發(fā)展前景

1．在理論設(shè)計上，將會突破靜力強度設(shè)計，萬能簧而安全壽命設(shè)計和損傷容限設(shè)計將會得到進一步的發(fā)展。

2．異形截面圓柱模萬能簧具彈簧材料

a. 截面形狀

正方形截面被淘汰，矩形截面在日本被S、萬能簧D、S、形代替，扁形截面材料在英、美等地具有較萬能簧廣泛的市場

b. 化學成份

目前已突破常用的Cr—V鋼（中國的5萬能簧0CrVA，美國的AISIG150，日本的SUP10，英國的DS735ASO，德國的50CrV4，蘇聯(lián)的Г CT50Xф A等），大力采用淬透性和耐沖擊性能好Si—Cr鋼（萬能簧日本的SUP12，美國的9254，ISO中的TYPEID，其中Si的含量為1.2~1.7%；Cr的含量為0.5~0.8%，同時琴鋼絲和具有同等性能材料的鋼絲亦(特別是在萬能簧常溫環(huán)境下使用的模具)開始應用(詳見JISB5012—86標準)。

3．國內(nèi)外加工設(shè)備和材料狀況對比：（萬能簧1）加工設(shè)備：在國外為機械；國內(nèi)為半機械。（2）材料：國外為熱處理狀態(tài)；國內(nèi)為退火狀態(tài)。

（三） 、異形截面強力模具彈簧的萬能簧市場預測

1．國內(nèi)市場預測

A．目前，全國約有模具制造點六千萬能簧多個（不包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)和個體模具廠），就業(yè)人數(shù)約三十多萬人，總產(chǎn)值約四十多億元，年產(chǎn)各類模具有一百多萬套（不包括簡單模具），若按彈簧產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值1%計算，每年約有四千多萬元。從長遠觀點分析，市場潛力很大的。

B．從進口模具彈簧國產(chǎn)化方面分析，萬能簧目前，一般模具基本上可滿足國內(nèi)需要，但多工位級進模，大型精密塑料模，復雜壓鑄模，汽車復蓋件模等大型、精密、復雜、長壽命模具，大部分仍需進口。從萬能簧數(shù)量上統(tǒng)計分析，日本占30%，德國占20%，美國、英國、瑞士等約占50%。據(jù)有關(guān)資料介紹，每年約有八百萬美元的模具彈簧的費用支出（含彈簧備件費萬能簧）。倘若有20%的彈簧國產(chǎn)化，就節(jié)約外匯160美元。

2．外銷市場預測

模具彈簧在國外屬于勞動密集形產(chǎn)品，價格一般較高，比國內(nèi)高出約2~3倍，所以近年來，亦有少量彈簧出口，但大部分是萬能簧輕載荷，小規(guī)格，扁截面的。從長遠觀點分析，出口模具彈簧是有一定市場的。

（四） 、國內(nèi)開發(fā)異形截面強力模具彈萬能簧簧的前景

我國彈簧行業(yè)與其它零部件行業(yè)相比，工業(yè)技術(shù)是相當落后的，原有的基礎(chǔ)十分差、用半機械式加工生產(chǎn)彈簧。這勢必影響萬能簧整個彈簧工業(yè)的高速發(fā)展，也影響著彈簧新產(chǎn)品——異形截面強力彈簧的發(fā)展。為了搞好模具彈簧的開發(fā)，研制和批量生產(chǎn)，應注意解決以下問題：

1．產(chǎn)品制造中，標準是確保產(chǎn)品質(zhì)量的依萬能簧據(jù)�，F(xiàn)在彈簧制造廠各自制訂技術(shù)標準和截面規(guī)格，有礙異形截面模具彈簧萬能簧的發(fā)展，建議主管部門對此進行統(tǒng)籌規(guī)劃和安排，盡早制定國家有關(guān)標準及萬能簧產(chǎn)品規(guī)格，確保彈簧質(zhì)量，便于用戶的挑選使用。

2．材料是彈簧制造廠的“糧食”，直接影響萬能簧彈簧生產(chǎn)，請冶金部盡早開發(fā)、生產(chǎn)使模具彈簧能廣泛應用，以減少外匯并萬能簧走向世界。

3．建議機電部將異形截面卷簧機研制開發(fā)萬能簧，納入計劃，下達有關(guān)彈簧加工設(shè)備定點廠實施。

4．專業(yè)彈簧制造廠都是小型廠，一般職工為萬能簧100人左右，建廠50多年的中國彈簧廠職工也不過700多人，所以單依靠萬能簧企業(yè)資金搞科研是有限的，建議由國家重點扶植一些有條件發(fā)展的制造廠，增萬能簧加開發(fā)經(jīng)費，開發(fā)模具彈簧設(shè)計理論、工藝技術(shù)等方面的專題研究。

5．異形截面強力彈簧銷售近幾年在國內(nèi)市場“萬能簧形勢”大好。在模具彈簧制造方面已領(lǐng)先一步的企業(yè)可利用自身優(yōu)勢把產(chǎn)品打萬能簧入國際市場，

6．目前異形截面螺旋彈簧應用數(shù)量和范圍擴大萬能簧，而圓截面鋼絲螺旋彈簧的應用數(shù)量和范圍下降，橡膠特別是聚氨脂橡膠彈簧萬能簧的應用數(shù)量穩(wěn)中有增，蝶形和充氮氣彈簧則處于開發(fā)階段。對于各專業(yè)廠應萬能簧根據(jù)本單位的技術(shù)、設(shè)備特長作出相應規(guī)劃。“聽之任之”或“一哄而起”都會給企萬能簧業(yè)帶來不必要的損失。 (end)