现代模具制造呼唤高性能弹性元件　

　　现代模具制造水平的高低，周期的长短取决于多方面技术的支持，主要包括模具的工艺设计，直接影响模具设计和制造水准的软件，模具制造的设备，各配件的标准化和通用化，直至模具设计制造工程技术人员的技能水平等诸多方面。但就模具制造中对弹性元件方面的要求，主要有几个方面的发展趋势，即更加追求高效率，高精度，以及良好的经济性和产品的灵活性，可组合性。线圈弹簧、聚氨脂弹簧均不能满足上述要求。DADCO公司以46年的氮气弹簧制造技术，创制出世界一流的氮气弹簧，比普通氮气弹簧高出40%-50%的寿命和精度。它的性价比是无与伦比的。

　　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确定的容器内，外力通过柱塞杆将氮气压缩，当外力去除时靠高压氮气膨胀来获得一定的弹压力，在日本、美国、韩国、德国等先进模具制造国中已经普遍应用，它可以提高模具寿命，简化模具设计。因此，唯有DADCO氮气弹簧能确保您的模具表现在未来数年内一直保持顶尖表现。

　　这些年来，工业产品对模具的需求量也越来越大，而原有的常规弹性元件存在着一定的缺点，不能满足这种形势的需要，不能理想地解决冲压工艺中的要求。这种情况往往会影响到冲压件的质量，使模具结构设计变得比较复杂，影响了模具在压力机上更换的时间；同时常规弹性元件占有的模具空间太大，增大了模具制造的成本。例如线圈弹簧、聚氨脂弹簧均存在着需要预紧，才能达到设计所需求的弹压力，而它们的弹压力又是随行程加大而明显地增大，这种弹压力不恒定的性能，可能导致零件不能成形，对拉延压力是很不理想的。再如线圈弹簧、聚氨脂弹簧的起始力都不大，这一点对要求起始力比较大的弯曲、翻边等工艺，也不理想。由此产生的结果是，冲压制件的质量不稳定，调整模具费时费力。对于密集型冲头的冲裁工艺，如采用线圈弹簧、聚氨脂弹簧卸料，往往会遇到模具的卸料空间不够安放线圈弹簧、聚氨脂弹簧，因而需要加大模具空间来解决这类问题。还可以举出不少这类例子。为此，人们努力开发一种新型的弹性功能部件来替代常规的弹性元件，完成常规弹性元件难于完成的工作，氮气弹簧做为新型弹性功能部件也就应运而生。它可以作为独立部件，安装在模具中使用，也可以设计成一种排管式氮气弹簧，作为模具的一部分参加工作，可以在系统中很方便实现弹压力恒定和延时动作，是一种具有柔性性能的弹性部件。氮气弹簧不仅可以在模具行业中广泛的应用，也可以用到其他工业领域，如注塑、汽车、电子、仪表等行业。在中国，DADCO氮气弹簧以一种高新科技产品的姿态出现，是否能洞察先机将成为广大模具制造商在市场浪潮中制胜的法宝。

　　氮气缸的结构设计、密封技术是氮气弹簧质量评定的关键技术。目前，氮气弹簧制造技术以美国DADCO最为领先，占全球销售量的60%，比一般氮气弹簧高出50% 的寿命，可达到每年100万次的弹压。氮气弹簧的结构是单腔柱塞型式。氮气弹簧的制造是一种综合各项新技术应用的产品。长期密封高压气体要比液体密封困难得多，这其中有密封的结构形式，静密封与动密封的路径、形式，缸壁的制造精密、表面粗糙度、表面处理技术、密封材料的选择、密封可靠性与寿命等。氮气弹簧的特点是在较小的空间中，可以产生较大的初始弹压力，不需要预紧，传力模块一开始与氮气弹簧柱塞接触就具有弹压力。一个氮气弹簧可以代替多个普通弹簧，对于工作行程相同的模具，采用氮气弹簧的模具高度要比采用普通弹簧的模具高度小很多；弹压力在整个行程中，可以基本保持恒定；根据不同的冷冲压工序要求，其弹压力的大小，受力点的位置可以随时准确、方便的调节，在模具设计和调试中，可以很方便实现弹压力和平衡；简化模具压力、卸料等结构，简化模具设计，缩短模具制造周期；提高冲压件质量，保证冲制件质量稳定，缩短在压力机上更换模具时间，提高劳动生产率，降低成本，压模精确度高；使用寿命长、安全、可靠，安装和维修简单、可靠、方便。

　　在模具设计中选择应用氮气弹簧应注意的第一个碰到的问题就是弹压力的选择，选择什么形式的氮气弹簧，选择多大力量的氮气弹簧来满足冲压工艺的要求，解决这样的问题，通常需要考虑氮气弹簧弹压力大小；氮气弹簧的数量；氮气弹簧的增压比。氮气弹簧的行程应满足冲压工艺的要求，不同的冲压工序，要求的行程大小都不一样。冲裁分离工序，要求弹压力大、行程小；拉延工序一般要求行程比较大，作为压边力功能的氮气弹簧，要求其特性曲线比较平缓，在拉延过程中，压边力基本上变化不大，也就是弹压力基本保持恒定；对于顶出、卸件，那就要求有足够的力量和行程；在弯曲和翻边工艺中，通常都要求起始力大，以便能压住工件，防止工件在弯曲过程中产生侧滑或移动，一般说来行程也要求比较大。不论哪一种情况，氮气弹簧的总高度不要太高，以避免发生不稳定的现象，避免氮气弹簧在模具上安装时，结构过于复杂，增加工装费用，如果将氮气弹簧安装在上模内，无论是顶件板或是压边圈，都必须留有间隙，以确保氮气弹簧平稳地工作；为了安全起见，避免意外的情况发生，DADCO氮气弹簧建议设计人员在选用氮气弹簧时还应考虑加大安全行程（一般安全行程应为活塞柱行程的10%），从而保证氮气长久正常地工作。除此以外，还应注意氮气弹簧结构形式的选择，以美国DADCO氮气弹簧为例就可分为独立式氮气弹簧、氮气弹簧座板式、管路连接式等几种。这些基本的结构形式都有各自的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、工作环境、工作条件、模具的成本和调整维修方便等因素，综合考虑选择。另外，在冷冲压模具设计中也要针对不同的要求选择氮气弹簧。同样的弹压力，采用力量恒定的氮气弹簧要比力量不恒定的贵，同一规格的氮气弹簧行程越长越贵。因此，要根据不同的工艺要求，选择不同的氮气弹簧特性曲线，从而获得最佳的性价和最好的经济效益。

　　在模具设计中弹压力的传递应当保持平衡，选择应用氮气弹簧往往不止一个，那么，着力点的布置等都需要围绕解决一个平衡问题，从冲压工艺角度说，也是需要考虑冲压平衡的问题，以利于提高模具的使用寿命，保证冲压零件的质量。从美国的DADCO氮气弹簧的使用得知，氮气弹簧是同零件直接发生接触，都是通过设计的顶件板、顶件块、压边圈、斜楔块等模具零件将弹压力传递给模具工作零件，那么顶件板等模具工作零件的运动平衡与否，与力系的布置有关；另一方面顶件板也是起到传递力量给氮气弹簧的作用，因此为了避免产生氮气弹簧偏载，提高氮气弹簧的偏载承受力，保证氮气弹簧的使用寿命，应采用氮气弹簧压力系中心与冲压力中心相重合的设计方法。

　　氮气弹簧无论在安装时或是工作时都需要相当的稳定性和可靠性，正因为它的弹压力相当大，一个氮气弹簧在不大的体积内，要释放出几百公斤甚至几吨的力量，而这个过程又是在反复不断的进行，因此，保持其工作的稳定性就相当的重要，尤其是使用力量较大的氮气弹簧，必须要确保牢固，特别是反置氮气弹簧或是安装在上模的，氮气弹簧需要随滑块的运动而不断的相对运动，只有牢固的连接才能保证氮气弹簧正常、稳定的工作。因此往往设计安装氮气弹簧时，或在缸体或在柱塞开设有一定深度的安装沉孔，以确保其正位，避免发生偏斜。

　　应当说氮气弹簧的工作性质是属于柔性范畴，在模具工作过程中，开启与闭合都应当是比较平顺，不应当出现冲击现象，为了达到这个目的，对于采用独立式氮气弹簧，设计人员要充分考虑到这一点。因为如前所述，氮气弹簧的频率相应是很高的，零件一经接触氮气弹簧柱塞杆就可以产生弹压力，根本不需要有预紧的过程，那么随着压力机滑块的上、下运动，氮气弹簧开启（膨胀）和闭合（压缩）响应是很快的，如果设计不当，尤其是在小吨位压力机上使用氮气弹簧，就有可能会出现氮气弹簧推动滑动块回程的现象，破坏了曲柄压力机滑块运动的曲线，导致出现震动冲击现象。因此，应当尽量避免出现这种现象。

　　全世界模具制造都朝着精密、复杂、高效、长寿命的方向迅速发展，希望国内的模具制造商能够充分利用国外先进的技术和产品，做出属于我们自己的世界一流模具。

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