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| 氮氣彈簧在拉延-成形模中的使用分析 |
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| 近年來，模具技術(shù)和模具制造水平有了很大的發(fā)展和提高，模具工業(yè)正朝著精密、高效、長壽命方向迅速發(fā)展，原有的彈性元件在模具的使用過程中都存在著一定的缺陷，如彈簧、橡膠在使用時必須預(yù)緊，并且壓縮到一定的程度后很難再變形，所提供的壓力曲線也不能滿足各種沖壓工藝的要求，嚴(yán)重影響了沖壓件的質(zhì)量及產(chǎn)品合格率。氣墊雖然能彌補(bǔ)這些不足，但采用壓力機(jī)氣墊時，模具的設(shè)計、調(diào)整、使用不方便，氣墊所提供的力也不準(zhǔn)確，占有的空間比較大，因此，人們希望開發(fā)出新型的彈性功能部件來代替常規(guī)的彈性元件。 氮氣彈簧是一種具有彈性功能的部件。它將高壓氮氣密封在確定的容器中，外力通過柱塞桿將氮氣壓縮，當(dāng)外力去除時靠高壓氮氣膨脹來獲得一定的彈壓力。和其它彈性元件相比，氮氣彈簧具有以下的獨特優(yōu)點：在較小的空間內(nèi)，不需要預(yù)緊可以產(chǎn)生較大的初始彈壓力；彈壓力在整個氮氣彈簧工作過程中可以基本保持不變或彈壓力恒定；彈壓力的大小、受力點位置可以隨時間調(diào)整；簡化模具結(jié)構(gòu)，方便模具設(shè)計，縮短制模周期，沖壓件質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率；使用安全、可靠、壽命長，安裝和維修簡單、可靠、方便。 1.氮氣彈簧在拉延成形工藝中的應(yīng)用 利用安裝在壓力機(jī)上的模具，將平板金屬毛坯變?yōu)榭招牡闹萍@種冷沖壓工藝稱為拉延工藝。拉延成形的過程是壓邊圈首先要將毛坯凸緣部壓緊，在凸模的作用下，將這部分金屬拉進(jìn)凹模，隨著凸模下壓，拉延力逐漸增加，毛坯凸緣發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生塑性流動，終達(dá)到設(shè)計的制件形狀。 拉延變形的實質(zhì)是“多余三角形”的轉(zhuǎn)移，這部分金屬在切應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下，從凸緣部位向筒壁高度轉(zhuǎn)移，如果轉(zhuǎn)移阻力太大，材料將被拉裂，如果切向壓應(yīng)力過大，凸緣區(qū)將會起皺。因此為了防止金屬在流動過程中起皺，除了正確進(jìn)行拉壓工藝計算外，采用壓邊裝置是目前為有效的防皺措施，壓邊力的大小直接影響到壓拉零件的質(zhì)量，也是控制拉延金屬能否流動的主要工藝參數(shù)之一。在沖壓模具設(shè)計中，常規(guī)的彈性元件是彈簧、橡膠、氣墊等，這些彈性元件均有其優(yōu)缺點，共同存在的問題是不能提供準(zhǔn)確的彈壓力。 在目前的沖壓書籍中，又沒有準(zhǔn)確的壓邊力計算公式可查，所以在生產(chǎn)中，壓邊力的選定和調(diào)整，一般都是根據(jù)設(shè)計人員或調(diào)整工人的經(jīng)驗進(jìn)行的。這樣影響到拉延制件的質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率的高低，使調(diào)試和修正模具的周期加長。氮氣彈簧的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了這方面的不足，氮氣彈簧可以提供準(zhǔn)確的壓邊力，它所具有的獨特優(yōu)點是當(dāng)今任何其他彈性元件無法比擬的。 對軸對稱的零件，采用氮氣彈簧非常方便地解決了以往存在的問題。沖制件的質(zhì)量穩(wěn)定，降低了廢品率。簡化了模具設(shè)計，模具制造、安裝、調(diào)整也非常方便。 利用氮氣彈簧作為壓邊裝置，由于氮氣彈簧具有其工作過程中彈壓力可以基本保持不變的特性，因此可以很好的滿足技術(shù)要求，并且得到的沖制件質(zhì)量穩(wěn)定，大大的提高了沖制件的質(zhì)量。 對非軸對稱零件的拉延，特別是對于汽車覆蓋件，由于其塑性變形的復(fù)雜性、形狀多樣性、零件無規(guī)律性等給設(shè)計人員帶來了相當(dāng)難度�？梢哉f目前設(shè)計人員在設(shè)計這類零件模具時，更多地借助設(shè)計經(jīng)驗來確定工藝參數(shù)，如拉延筋的位置、拉延筋的形狀，這些措施都是為了達(dá)到金屬在拉延過程中等流動的目的，調(diào)整模具也應(yīng)該圍繞這個中心。那么采用氮氣彈簧，無疑將給處理這一類問題帶來了諸多方便。例如，模具壓邊的著力點位置很容易改變，不受氣墊頂桿的約束，壓邊力的大小，可以選擇不同型號的氮氣彈簧來實現(xiàn)�？蛇x擇正確氮氣彈簧的彈壓力特性曲線，來滿足這類零件拉延工藝的要求，使在有效的拉延行程中，壓邊力基本保持恒定不變。同時采用氮氣彈簧還可以零件成形的先后順序，零件的成形性，獲得質(zhì)量很高的沖壓零件，它將使得拉延筋的設(shè)計變得更加簡單，甚至完全取代壓力機(jī)氣墊的功能，縮短模具調(diào)試和制造周期。因此氮氣彈簧的應(yīng)用，是目前解決覆蓋件金屬等流動問題的有效的途徑。在這類零件的復(fù)合模具中。采用氮氣彈簧可以大大提高模具的復(fù)合程度，減少沖壓工序，大大縮短在壓力機(jī)上更換模具的時間，縮短在壓力機(jī)上安裝模具的時間，提高生產(chǎn)效率。 2.在試用過程中應(yīng)注意的事項 氮氣彈簧可以被用在不同的安裝位置。氮氣彈簧應(yīng)考慮以下安裝原則，以便高的使用壽命。 (1)為了氮氣彈簧在工作過程中，不論什么情況下都要利用氮氣彈簧的底部螺紋或是合適的法蘭進(jìn)行安裝； (2)氮氣彈簧運動的方向必須與柱塞的方向保持平行； (3)確保氮氣彈簧在運動過程中不收任何偏載； (4)氮氣彈簧的柱塞桿不能受任何機(jī)械劃傷； (5)不允許氮氣彈簧在卸載時自由回程，這樣很容易造成氮氣彈簧的損壞，氮氣彈簧的允許的大回程速度是0.8mm/s，個別的氮氣彈簧回程速度為0.5mm/s。(圖/文http://tuan90.com/) |
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