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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(lái)，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(zhù)精密、高效、長(cháng)壽命方向迅速發(fā)展，原有的彈性元件在模具的使用過(guò)程中都存在著(zhù)一定的缺陷，如彈簧、橡膠在使用時(shí)必須預緊，并且壓縮到一定的程度后很難再變形，所提供的壓力曲線(xiàn)也不能滿(mǎn)足各種沖壓工藝的要求，嚴重影響了沖壓件的質(zhì)量及產(chǎn)品合格率。氣墊雖然能彌補這些不足，但采用壓力機氣墊時(shí)，模具的設計、調整、使用不方便，氣墊所提供的力也不準確，占有的空間比較大，因此，人們希望開(kāi)發(fā)出新型的彈性功能部件來(lái)代替常規的彈性元件。 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(guò)柱塞桿將氮氣壓縮，當外力去除時(shí)靠高壓氮氣膨脹來(lái)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(diǎn)：在較小的空間內，不需要預緊可以產(chǎn)生較大的初始彈壓力；彈壓力在整個(gè)氮氣彈簧工作過(guò)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(diǎn)位置可以隨時(shí)間調整；簡(jiǎn)化模具結構，方便模具設計，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(cháng)，安裝和維修簡(jiǎn)單、可靠、方便。 1.氮氣彈簧在拉延成形工藝中的應用 利用安裝在壓力機上的模具，將平板金屬毛坯變?yōu)榭招牡闹萍�，這種冷沖壓工藝稱(chēng)為拉延工藝。拉延成形的過(guò)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(zhù)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(dòng)，終達到設計的制件形狀。 拉延變形的實(shí)質(zhì)是“多余三角形”的轉移，這部分金屬在切應力和徑向拉應力的作用下，從凸緣部位向筒壁高度轉移，如果轉移阻力太大，材料將被拉裂，如果切向壓應力過(guò)大，凸緣區將會(huì )起皺。因此為了防止金屬在流動(dòng)過(guò)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(dòng)的主要工藝參數之一。在沖壓模具設計中，常規的彈性元件是彈簧、橡膠、氣墊等，這些彈性元件均有其優(yōu)缺點(diǎn)，共同存在的問(wèn)題是不能提供準確的彈壓力。 在目前的沖壓書(shū)籍中，又沒(méi)有準確的壓邊力計算公式可查，所以在生產(chǎn)中，壓邊力的選定和調整，一般都是根據設計人員或調整工人的經(jīng)驗進(jìn)行的。這樣影響到拉延制件的質(zhì)量穩定，廢品率的高低，使調試和修正模具的周期加長(cháng)。氮氣彈簧的出現，彌補了這方面的不足，氮氣彈簧可以提供準確的壓邊力，它所具有的獨特優(yōu)點(diǎn)是當今任何其他彈性元件無(wú)法比擬的。 對軸對稱(chēng)的零件，采用氮氣彈簧非常方便地解決了以往存在的問(wèn)題。沖制件的質(zhì)量穩定，降低了廢品率。簡(jiǎn)化了模具設計，模具制造、安裝、調整也非常方便。 利用氮氣彈簧作為壓邊裝置，由于氮氣彈簧具有其工作過(guò)程中彈壓力可以基本保持不變的特性，因此可以很好的滿(mǎn)足技術(shù)要求，并且得到的沖制件質(zhì)量穩定，大大的提高了沖制件的質(zhì)量。 對非軸對稱(chēng)零件的拉延，特別是對于汽車(chē)覆蓋件，由于其塑性變形的復雜性、形狀多樣性、零件無(wú)規律性等給設計人員帶來(lái)了相當難度�？梢哉f(shuō)目前設計人員在設計這類(lèi)零件模具時(shí)，更多地借助設計經(jīng)驗來(lái)確定工藝參數，如拉延筋的位置、拉延筋的形狀，這些措施都是為了達到金屬在拉延過(guò)程中等流動(dòng)的目的，調整模具也應該圍繞這個(gè)中心。那么采用氮氣彈簧，無(wú)疑將給處理這一類(lèi)問(wèn)題帶來(lái)了諸多方便。例如，模具壓邊的著(zhù)力點(diǎn)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(lái)實(shí)現�？蛇x擇正確氮氣彈簧的彈壓力特性曲線(xiàn)，來(lái)滿(mǎn)足這類(lèi)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(shí)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計變得更加簡(jiǎn)單，甚至完全取代壓力機氣墊的功能，縮短模具調試和制造周期。因此氮氣彈簧的應用，是目前解決覆蓋件金屬等流動(dòng)問(wèn)題的有效的途徑。在這類(lèi)零件的復合模具中。采用氮氣彈簧可以大大提高模具的復合程度，減少沖壓工序，大大縮短在壓力機上更換模具的時(shí)間，縮短在壓力機上安裝模具的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 2.在試用過(guò)程中應注意的事項 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(guò)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(dòng)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(dòng)過(guò)程中不收任何偏載； (4)氮氣彈簧的柱塞桿不能受任何機械劃傷； (5)不允許氮氣彈簧在卸載時(shí)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(gè)別的氮氣彈簧回程速度為0.5mm/s。(圖/文http://www.zushanlaojiu.com/) |
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