第八章 氮气弹簧在冲压模具中的应用 ppt课件

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）特性曲线与增压比；
6）工作环境温度（℃）；
7）结构形式和最大偏载角。
上述这些技术性能参数，对不同的使用要求，可进行适当的调整
。
第八章 氮气弹簧在冲压模具中的 应用
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四、氮气弹簧的特点
氮气弹簧的特点可以归纳为以下几个方面：
因此选用氮气作为气源，第氮八气章弹氮气簧弹也簧在由冲此压而模具命中名的 。
应用
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二、氮气弹簧的设计原理
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，必须遵循气 体状态方程——波意耳定律。
6. 使用寿命长、安全、可靠，安装和维修 简单、方便。
7. 适用于作为不需要外加动力源的气垫装
图8-3 各种弹性元件特性曲线比较
置。
第八章
氮气弹簧在冲压模具中1—的氮气弹簧 应用
2—弹簧
3—橡胶
4—气垫
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五、氮气弹簧增压比的选择与优化设计
增压比是氮气弹簧特性中一个主要的参数，它直接关系到氮气弹簧特性 曲线的陡度。因此，无论是生产氮气弹簧，还是选择应用氮气弹簧，都 需要正确地确定这个参数值，以便达到设计者能理想地应用氮气弹簧的 目的。
➢ 60年代，美国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 ，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。
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。
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三、氮气弹簧基本性能参数
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可以确定为以下几项内容：
➢ 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，并在着手开展我国第氮八气章 氮弹气簧弹的簧在标冲准压模化具工中的作。
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➢ 氮气是一种惰性气体，工作性能稳定、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。
➢ 氮气的资源非常丰富，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。
第八章 氮气弹簧在冲压模具中的应用
氮气弹簧的作用与发展概 况
氮气弹簧的设计原理与特 性
氮气弹簧的结构与分析
氮气弹簧在冲压工艺 和模具中的应用
第八章 氮气弹簧在冲压模具中的 应用
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第一节 氮气弹簧的作用与发展概况
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。
pV =C 或者 p1×V1=p2×V2
图8-1 氮气弹簧的工作简图
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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)；
弹压力与充气压力的关系如图所示。
根据上述设计原则，可以选择不同 的初始工作压力，获得不同的弹压力， 也可以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。
应用
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第二节 氮气弹簧的设计原理与特性
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
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一、气源的选择
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，以便获得 弹压力。选择氮气作为工作介质，主要基于以下几个原因：
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。它可以作为独立部件，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。这种系统可以 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。
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二、氮气弹簧的发展概述
必须指出，氮气弹簧的初始容积V1和压缩后的容积V2是直接影响压力增
一、冲模弹性元件的应用概况 二、氮气弹簧的发展概述
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一、冲模弹性元件的应用概况
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 术的不断发展，模具朝着精密、高效、长寿命的方向迅速发展，原有的常 规弹性元件已不能适应各种冲压工艺的要求。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。
1. 在较小的空间中，可以产生较大的初始弹压力，不需要预紧
2. 弹压力在模具整个行程中基本保持恒定。
3. 根据不同的冲压工序要求，弹压力的大小、受力点的位置可以方便调节。
4. 简化模具拉深压边、卸料等结构，简化 模具设计，缩短模具制造周期。
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。