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第八章氮气弹簧在冲压模具中的应用
三三、、氮 冲气裁弹卸曲簧料线基、本顶的性件能与陡参整度数形 。因此,无论是生产氮气弹簧,还是选应用氮气弹簧,都
氮气弹簧作为新型弹性功能部件能够弥补上述不足,简化模具设计、 制造,方便模具调整。它可当作独立部件,安装在模具中使用,也可以 设计成一种氮气弹簧系统,成为模具的一个部分参与工作。这种系统能 很方便地实现弹压力恒定和延时动作,是一种具有柔性性能的部件。
➢ 60年代, 开始研究应用于模具工业的独立式和小型化的氮气弹簧。 ➢ 到了70年代,这种新型的装置开始普及起来,国外出现了专业的生产厂
氮气弹簧的设计是用氮气作为工作介质 ,它的工作过程,可以近似认为是等温膨 胀和压缩过程,氮气弹簧的工作过程可看 作是等温变化过程,氮气弹簧的工作简图 如图8-1所示。一定质量的氮气,在其状态 变化过程中,当温度不变时,一定要遵循气 体状态方程——波意耳定律。
5. 提高冲压件质量,保证冲压件质量稳定 ,缩短在压力机上更换模具的时间,提高 劳动生产率,降低产品成本。
氮气弹簧的结构一般可分为: 活塞式和柱塞式二大类型,采用单腔或复腔的气室结构,气室多为 背压式结构。 从本体结构而言,氮气弹簧又可分为独立式和非独立式二大类。
氮气弹簧一般是在常温下使用,其使用环境参数是:频率响应每 分钟不高于30~40次;柱塞或活塞的运动速度应在每分钟30~40m范 围内;备用行程一般设计为3~5mm,常温下正常使用。在这种条件下 氮气弹簧的性能参数能确定为以下几项内容:
➢ 氮气是一种惰性气体,工作稳定性很高、无毒、无腐蚀,它也是一 种不燃烧的气体,工作安全可靠。可见氮气是一种比较理想的气 源。
➢ 氮气的资源很丰富,在空气中含有78%氮气,容易获取,是一 种廉价的气源。
➢ 氮气作为普通商品,以压力氮气瓶的形式在供应,其额定标准压 力为15MPa,这样在使用时,不需要增压泵装置,只需要购买商 品氮气瓶,就可获得所需压力的氮气。氮气瓶的安装、调节,与 氧气瓶的安装相同,使用方便。
1)充气额定压力(Pa); 2)额定初始弹压力(N) 3)有效工作行程(mm) 4)一次充气寿命(次); 5)特性曲线)工作环境和温度(℃); 7)结构及形式和最大偏载角。
这种系统能很方便地实现弹压力恒定和延时动作,是一种具有柔性性能的部件。 90年代进入产品系列化和标准化完善阶段,并被纳入ISO世界标准中。
氮气是一种惰性气体,工作稳定性很高、无毒、无腐蚀,它也是一种不燃烧的气体,工作安全可靠。
五、氮气弹需簧要增压正比的确选地择与确优化定设这计 个参数值,以便达到设计者能理想地应用氮气弹簧的
在非封闭曲线翻边中,防止工件侧滑是保证翻边质量的关键,氮气弹簧能很容易满足工艺需要。
氮气弹簧弹压力F的计算方式为:F = p ×D2 式中: F —弹压力(N);D —柱塞杆直径(m);p —缸内压力(Pa);
的初始工作所承受的压力,获得不同的弹压力, 也可以再一次进行选择不同的氮气弹簧质量体积, 来获得不同斜率的弹压力增压特性曲线, 以便满足冲压工艺中不同工序要求不同 弹压力的需要。
氮气弹簧是一种具有弹性功能的部件,它将高压氮气密封在缸体内, 外力通过柱塞杆或活塞将氮气压缩,当外力去除时,靠高压氮气膨胀来 获得一定的弹压力,这种部件称为氮气弹簧,也可称为氮气缸或氮气缸 弹压装置。
,并将这种独立式的弹性功能部件用作模具的弹性元件和其它产品上。 ➢ 80年代此类弹簧的应用面逐步扩大。 ➢ 90年代进入产品系列化和标准化完善阶段,并被纳入ISO世界标准中。 ➢ 我国工程技术人员对这项技术的认识从80年代后期开始,在进行新模具
的设计时,已有不同程度地采用了氮气弹簧新技术,应用在冲压模具和 注塑模具中,从而简化模具设计、制造,提高和稳定冲压件的质量,并 取得了较好的效果。 ➢ 近年来国内一些企业、科研机关、大专院校也开始了这项技术的研究工 作,并在着手开展我国氮气弹簧的标准化工作。
目前冲压工艺所用的常规弹性元件是弹簧、橡皮和气垫。随着科学技 术的持续不断的发展,模具朝着精密、高效、长寿命的方向快速地发展,原有的常 规弹性元件已不能适应任何冲压工艺的要求。因此,冲压技术希望开发新 型的弹性功能部件来替代常规的弹性元件,使这种新型的弹性元件具有更 加完善的性能,完成常规弹性元件难以完成的工作。
一、气源的选择 二、氮气弹簧的设计原理 三、氮气弹簧基本性能参数 四、氮气弹簧的特点 五、氮气弹簧增压比选择与优化设计 六、氮气弹簧特性曲线与其他弹性元件的比较
根据气体可压缩原理设计的氮气弹簧,气缸内需要充填气体,从而方便获得 弹压力。选择氮气作为工作介质,主要基于以下几个原因: