带直角弯曲端圆柱螺旋压缩弹簧

　　这类带直角弯曲端的螺旋弹簧，在常规圆柱螺旋压缩弹簧的基础上做了端部结构优化，区别于常见的并圈磨平端结构，两端的直角弯折段可以直接卡入对应安装位的卡槽或者定位孔内，不需要额外配置弹簧座、定位销这类辅助固定零件，能有效缩减装配环节的零件数量，压缩整体安装空间，在小型自动化设备的复位机构、低压电器的触点压紧结构、日用五金的弹性卡扣结构里都有广泛应用。做这类弹簧的三维建模时，首先要确认的核心参数是有效圈数，有效圈数直接决定弹簧的刚度，也就是承载后产生单位变形量需要的载荷大小，建模前要先匹配实际工况的载荷行程曲线，避免出现刚度不足导致压并后仍达不到所需压紧力，或是刚度过大导致装配后预紧力超出配合零件承载极限的问题。

　　端部的直角弯折段不能直接在螺旋扫掠路径上生硬做直角转折，实际生产中弹簧钢丝弯折位置会有自然的弯曲圆角，建模时要给弯折处预留和钢丝直径匹配的圆角半径，不然导出的工程图在标注折弯半径时会和实际加工工艺冲突，而且直角转折处的应力集中系数会远高于带圆角的结构，实际使用时很容易在弯折位置出现断裂失效。弹簧的中径尺寸要和安装位的导向结构做间隙配合，通常单边预留0.5到1倍钢丝直径的间隙，避免弹簧压缩过程中出现偏磨、卡滞的问题，两端直角弯折段的伸出长度要严格匹配安装卡槽的深度，过长会导致弹簧安装后出现歪斜，过短则会出现定位失效，设备运行过程中弹簧脱出的问题。建模过程中扫掠用的螺旋线要注意端部并圈位置的过渡，靠近弯折端的1到2圈通常做并圈处理，

　　也就是相邻簧圈的间隙为0，这部分不参与弹性变形，主要作用是给端部弯折段提供结构支撑，避免受力时弯折位置直接承受交变载荷。很多新手建模时容易忽略弹簧的压并高度参数，也就是弹簧被压缩到所有有效圈完全贴合时的总高度，这个尺寸必须小于安装位的最小允许压缩空间，不然设备运行到极限行程时弹簧会被刚性挤压，轻则导致配合零件变形，重则出现弹簧钢丝塑性变形，完全失去弹性功能。另外两端直角弯折段的相对角度也要根据安装需求确定，是同方向排布还是呈90度、180度夹角排布，都要对应实际安装位的卡槽方向，不然装配时会出现无法卡入定位的问题。这类弹簧的选材通常根据使用场景确定，常规工况下用碳素弹簧钢丝即可，有耐腐蚀需求的场景会选用不锈钢丝，

　　有高温使用需求的则要选用合金弹簧钢丝，建模时虽然不需要直接赋予材料属性，但结构设计时要考虑不同材料的剪切模量差异，相同结构参数下不同材料的弹簧刚度会有明显区别，不能直接套用通用参数。在做整机装配校验时，要把弹簧模型设置为柔性件，模拟弹簧压缩到工作行程时的形态，检查弯折端和周边零件是否存在运动干涉，尤其是做小空间内的弹性复位结构时，弹簧压缩后弯折段的位置会随着簧圈的压缩产生小幅偏移，静态装配时没有干涉不代表运动过程中不会和周边零件刮蹭。