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氮气弹簧结构及应用

发布日期:2017-09-01 10:21 来源:http://www.hotte.cn 点击:

 氮气弹簧结构型式的选择

    在模具中设计使用氮气弹簧时,首先需要决定其结构形式。有以下几种结构形式可供选择:独立式氮气弹簧、氮气弹簧座板式、管路连接式等。这些基本的机构形式,都有其特点和一定的应用范围,需要根据零件的冲压工艺要求,模具的结构形式,使用设备的对象,工作环境,工作条件,模具的成本和调整维修方便等因素,综合考虑。目前应用最为广泛的是独立式氮气弹簧。它经充气后,独立成为一个系统进行工作,所占有的模具空间比较小,位置安放、紧固极为方便、灵活,结构形式多种多样,具有几种不同的氮气弹簧特性曲线可供用户选择应用,不需要任何附件,直接安放在模具中即可使用,深受模具设计者欢迎,是当今设计者首选的氮气弹簧结构型式。管路连接式一般都应用于大型冲压零件,大型覆盖件,它采用高压管将各个独立氮气弹簧连接为一体,并安装一个控制仪表,使整个系统的各个氮气弹簧的弹压力一致。对于大型冲压件,这个特点就显得比较突出,压力调整也比较简单,维修更换都比较方便,系统的造价相对来说要比氮气弹簧座板系统低,在汽车覆盖件拉深模具中,比较适合于选用这种结构形式。

氮气弹簧座板式是一种高级的结构型式,使用面宽,从汽车覆盖件到中、小型冲压零件都可以选择应用,结构相对要复杂一些,成本造价也比较高,制造周期长一些,但是性能较为完善、稳定、可靠,适用面宽,模具的调整非常方便,可以实现几套模具共用一个氮气弹簧座板系统。对于大量大批生产的冲压零件,汽车冲压件专业化生产,选用这种结构型式就可以更为可靠地自始至终保证稳定的冲压件质量,相对地说也是比较经济的。

 

一、   氮气弹簧在冷冲压模具和注塑模具中的应用

 

1.在各种冲压工艺中的应用

氮气弹簧在冲裁、弯曲、拉延、成形、整形、翻边等冲压工艺中的应用,已经是屡见不鲜了,在不同的工艺中采用氮气弹簧技术,均有其独特的优点,它可以大大地简化了模具设计,缩短模具制造周期,确保零件的质量稳定,具有相当长的使用寿命。目前在国外已经相当普及使用氮气弹簧技术。在我国,人们对它的认识也在不断地深化,逐步在推广应用,为了便于工程技术人员采用,我们将以模具简图的形式介绍其不同的应用范围。

在冲裁工艺中不论是冲孔、落料、修边等工序,采用氮气弹簧均是用于卸料,因此氮气弹簧在结构上主要是与卸料板发生关系。它与卸料板可以联接,也可以不联接,直接使用氮气弹簧去顶、推卸料板。氮气弹簧自身可以直接固紧在模具中,也可以采用不同形式的法兰盘安装,将氮气弹簧与模具联接在一起,甚至可以不需要任何联接将它安放在模具上使用。不论是采用什么形式,其主要的功能就是推动卸料板上下运动,起到了卸料的作用。通常氮气弹簧的行程是比较小的,也就是说应选择压力大,行程小的氮气弹簧。当然卸料板的导向,还是需要另行设计,不能使用氮气弹簧来作为卸料板导向。其基本形式如图5-1a所示。

在弯曲工艺中使用氮气弹簧,不论是单角、双角弯曲,侧向弯曲,校正弯曲和压弯等工序,主要是利用氮气弹簧强大的初始弹压力,压住工件,有效防止工件在变形过程中发生位移。同时由于强大的初始压力,也可以有效地控制弯曲回弹。通常氮气弹簧都用于推动模具的压料板,与压料板或是工作零件同时运动,压住工件,起到了压料的作用,防止板料在弯曲过程中产生侧滑。这种设计通常都需要将氮气弹簧相对固定,选择压力和形成适中的氮气弹簧。其基本的模具结构形式如图5-1b所示。

在拉深工艺中采用氮气弹簧其主要功能是压边,这是氮气弹簧的特性曲线所决定的。它可以获得性能非常优越的压边力,力量可以保持基本恒定,保证金属顺利完成塑性流动,确保“多余三角形”顺利地转移,并且可以根据零件的成型情况,随时来调整压边力。模具的调整极为方便,拉深件的质量非常稳定。这是在冷冲压工艺中采用氮气弹簧技术最多的工序,也是最为有效的工序。这类应用,氮气弹簧是随压边圈一起运动的,可以同压边圈连接,也可以不同压边圈连接,独立安放,通常都是需要较大的行程。同样,氮气弹簧不能用作导向,导向装置需要另行设计。其基本的模具结构形式如图5-1c所示。

在翻边成形工艺中,应用氮气弹簧技术主要是用于压料,保证零件可靠地成形,尤其是对于不对称的零件形状,或是局部的成形和翻边,它的应用就显得尤其重要。利用氮气弹簧

大的预压力,可以非常理想地实现零件的预成形,确保零件的成形质量,这些作用是目前常规的弹性元件所不及的,压料和与预成形二者合二为一,这是氮气弹簧独有的特点,它可以做到减少冲压工序,提高模具的复合功能,通常它需要合理的弹压力和行程。其基本的模具结构形式如图5-1d所示。

当然,我们还可以列出其他各种应用的形式,但是我们可以从上述的基本形式中得到启示,收到举一返三效果。

1. 在注塑模具中的应用

在注塑模具中,氮气弹簧主要是用于抽心机构,或是斜楔机构中,它的功能是使模具零件平稳复位。它可以随着模具开启,施加比较大的力量,平稳地推出心杆或楔块,将注塑的零件顺利取出。它可以保证定模和动模的接触比较平稳,从而使抽心

机构,或是斜楔机构运动平稳。同时,它相对占有的模具空间比较小,使模具结构更为紧凑。通常氮气弹簧应当安放在定模中,模具工作时,氮气弹簧往往是水平放置的,所以一般都需要安装法兰盘,将氮气弹簧固紧到位,确保氮气弹簧的动作平稳、可靠。这种形式的应用模具结构简图如图5-2所示。

 

1. 用作斜楔滑块的独立组件

在冲压模具中使用斜楔滑块结构来完成冲孔、弯曲、翻边等工序还是比较多见的,尤其是在汽车车身覆盖件模具中,应用斜楔机构更为常见。采用氮气弹簧主要用于斜楔滑块的复位,主动力还是来自压力机滑块。当工序工作完成后,压力机回程,模具开启,利用氮气弹簧强大的弹压力,平稳地推动斜楔滑块,将滑块推回到起始位置,减少了斜楔滑块的冲击和磨损,使得滑块的运动平稳,同时可以使斜楔机构的结构非常紧凑,占据模具的空间自然也就比较小,模具的维修、更换、调整都是非常方便,用它来代替常规的弹簧弹性元件,大大简化了设计、制造的周期,降低了模具制造成本,深受工程技术人员的欢迎。其模具结构简图如图5-3所示。

2. 用作卸料单元的独立组件

为了便于工程技术人员选用氮气弹簧,氮气弹簧设计成一组独立卸料组件。这种组件中氮气弹簧是内置的,卸料滑板本身也是氮气弹簧的一个零件。组件由以下几个零件组成;卸料滑板、内嵌式氮气弹簧、导向螺栓、润滑管接头、缸体。它可以直接将整个组件安装在压力机工作台面上,或安装在模具的模座上,然后将模具上的卸料板同组件联结,便可使用专门用于冲载卸料。安装模具时只要将卸料板与氮气弹簧组件上的滑板联接,便可用于卸料,这种组件设计有自身的导向润滑,因此采用这种结构,卸料板就可以不必再设计导向装置,使用起来就简单方便了。其优点是一套组件可适用于若干套模具,尤其是对于零件轮廓尺寸不大,多品种、冲压批量不大的冲压生产,比较适用。其缺点是要占据一定的模具空间,每次更换模具都要进行一次重新安装。卸料组件的结构简图如图5-4所示。

 一、   氮气弹簧结构型式的选择

   在模具中设计使用氮气弹簧时,首先需要决定其结构形式。有以下几种结构形式可供选择:独立式氮气弹簧、氮气弹簧座板式、管路连接式等。这些基本的机构形式,都有其特点和一定的应用范围,需要根据零件的冲压工艺要求,模具的结构形式,使用设备的对象,工作环境,工作条件,模具的成本和调整维修方便等因素,综合考虑。

  

的氮气弹簧特性曲线可供用户选择应用,不需要任何附件,直接安放在模具中即可使用,深受模具设计者欢迎,是当今设计者首选的氮气弹簧结构型式。

管路连接式一般都应用于大型冲压零件,大型覆盖件,它采用高压管将各个独立氮气弹簧连接为一体,并安装一个控制仪表,使整个系统的各个氮气弹簧的弹压力一致。对于大型冲压件,这个特点就显得比较突出,压力调整也比较简单,维修更换都比较方便,系统的造价相对来说要比氮气弹簧座板系统低,在汽车覆盖件拉深模具中,比较适合于选用这种结构形式。

氮气弹簧座板式是一种高级的结构型式,使用面宽,从汽车覆盖件到中、小型冲压零件都可以选择应用,结构相对要复杂一些,成本造价也比较高,制造周期长一些,但是性能较为完善、稳定、可靠,适用面宽,模具的调整非常方便,可以实现几套模具共用一个氮气弹簧座板系统。对于大量大批生产的冲压零件,汽车冲压件专业化生产,选用这种结构型式就可以更为可靠地自始至终保证稳定的冲压件质量,相对地说也是比较经济的。

 



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