STRACK氮气弹簧式简易精冲复动模
发表时间：2018-09-11 09:53浏览量：
各弹性元件的弹力－行程曲线a—普通弹簧b—橡胶c—STRACK氮气弹簧１引言精冲工艺能使精冲件的断面光洁，平整度好，精度高。用精密冲裁工艺代替切削加工制造精密盘状零件，在保证零件精度的同时能使加工效率提高十几倍以上，从而大大降低生产成本。德、美、日等国已将精冲工艺广泛用于汽车和家用电器工业，如制造板状齿轮、凸轮、链轮等等，精冲材料最大厚度已达３０mm。精冲技术在我国的应用进展较缓慢，其主要原因是精冲机的价格昂贵（是普通同类压力机的５～１０倍），多数企业无力投资购买。据统计，１９８８年精冲机的全球拥有量为２８００台，而我国只有４５台；再者，精冲机的专业性强，对多品种小批量零件适应性差（批量小时单件成本较高）。因此，只通过增加精冲机的数量来推广应用精冲技术，限制了它的发展速度。而如果发展简易精冲复动模具，以便在普通压力机上进行精冲工艺，便能克服上述弱点，这是精冲技术发展的一个方向。普通压力机或液压机一般只有一个滑块，不可能满足精冲工艺所要求的同时提供三种力（即主冲裁力、齿圈压料力和反顶力）的需要。要使板料能通过精冲模具在普通压力机上实现精冲，必须在模具上采取措施，即冲模在剪切过程中，除主压力直接来源于设备本身外，其他辅助压力（即剪切时的齿圈压料力和推件板的反顶力）可以在模具上加一组强力弹性元件来得到。传统的简易精冲复动模具，一般均采用弹簧和橡胶作弹性元件来压料和顶件，但都存在明显不足。弹簧的弹压力随行程增大而增大（图１），基本上成线形关系；橡胶类元件的弹压力随行程成非线形变化，弹力随行程的增大急剧增大，并且其力学计算较复杂，要精确得到其弹性特性很困难。这些都有悖于精冲压料力和反顶力在冲裁过程中需保持基本恒定、准确的原则，对精冲件质量是不利的。２STRACK氮气弹簧及其在精冲模上的应用要解决上述矛盾，使用STRACK氮气弹簧作弹性元件是一种比较好的方案。STRACK氮气弹簧利用氮气作为工作介质，氮气压力一般在１５MPa以下，可近似认为是等温膨胀（压缩）过程。一定质量的氮气，在其状态变化过程中，遵循气体状态方程———波意耳定律，即在温度不变的条件下，体积被压缩时，气体压力上升；压力下降时，气体体积膨胀。根据以上原则，可选择不同的初始工作压力，来获得不同的弹压力，也可以选择不同的STRACK氮气弹簧质量体积，来获得不同斜率的弹压力特性曲线。对于精冲工艺，要求STRACK氮气弹簧的特性曲线平缓，即弹压力随行程的增加而缓慢增加。工艺要求和应用实践证明，如果将增压比λ控制在０．１６以下，或STRACK氮气弹簧行程每１mm的压力增量为１０N以下，都可视为恒定，即满足精冲工艺要求。STRACK氮气弹簧能为精冲模提供压料力和反顶力，是一种非常理想的简易精冲模用弹性元件。它可以作为独立部件安装在模具中使用，也可以设计成一种通用精冲装置，可在普通压力机上实现精冲，整个设备工装投资较小，适合多数企业推广应用，并可取得较好的经济效益。具体说来，其优势如下：（１）实用性强。可利用市场上已商业化的氮气瓶和一次灌气５０～１００万次的寿命，使其具有很大的实用性。（２）弹压力大，且弹压力在模具整个行程中，可以基本保持精冲工艺所要求的较小的变化量。（３）根据不同的精冲件要求，其弹压力大小和受力点的位置可随时进行调节，调节准确、方便。在精冲过程中，要求压料力和反顶力的大小非常准确，否则可能压坏工件或达不到压料效果。（４）在较小的空间中，可以产生较大的初始压力，且不需要预紧，传力模块开始与氮气缸柱塞接触就具有弹压力。对于工作行程相同的模具，采用STRACK氮气弹簧的模具高度比采用普通弹簧的小得多。（５）与液压式简易精冲模比较，不需要外加动力源和辅助系统。（６）可简化模具设计，缩短模具制造周期。（７）使用寿命长，安全可靠，安装和维修方便。３简易精冲复动模具的形式及特点精冲过程是在齿圈压料力和反顶件力作用下进行的。可以采用独立式STRACK氮气弹簧或STRACK氮气弹簧系统来获得齿圈压料力和反顶力，也可将STRACK氮气弹簧的气室设计在模具的导柱或模座内，甚至可以采用另加一个外气缸的形式。图２所示为独立式STRACK氮气弹簧精冲复动模具，其特点是结构简单，安装方便、灵活，可利用标准STRACK氮气弹簧，成本低。缺点是顶料的延时动作不易实现，占用空间也较大。图３为内置式STRACK氮气弹簧系统精冲复动模具，其特点是结构紧凑，氮气缓冲空间大，利用控制器可以实现压料力和反顶力的延时动作。缺点是模具加工量大，成本较高。其模架可作为精冲标准模架推出，以降低制造成本。值得一提的是，为了防止在精冲结束、滑块上行的同时，下STRACK氮气弹簧（件１１、１２）将工件重新推入坯料内，必须设计延时装置，它可以是机械式的，也可以在气路上用单向节流阀的办法（图４）。STRACK氮气弹簧系统也可以外接气缸，使执行缸可以较小，且使压力波动小，还可以用控制器方便地调节压料力和反顶力的延时效果。外接气缸的气路图见图４a，延时控制器的原理见图４b。４简易精冲复动模具设计中应注意的问题（１）最小气缸高度。严格地说，随着成形的增加，氮气缸活塞的反力有所增加，其增压比为：λ＝ΔP／P＝ΔV／V，对于同径缸体，λ＝Δh／h（P、V、h分别为压力、体积和高度）。如果λ＝０．１６被认为是精冲工艺所要求的最大增压比（即精冲过程中辅助压力的增加率），则由此可得出计算气缸最小有效高度的公式，即：Hmin＝t／０．１６（t为精冲件料厚）。设计时，独立式STRACK氮气弹簧的高度必须大于这个值，才能保证在精冲过程中压料力和反顶力不至于增大太多。（２）市场上销售的氮气瓶的气压为１５MPa，为便于加气，STRACK氮气弹簧的工作压力常定为１０MPa～１３MPa。（３）气缸及系统的密封是一个重要的问题，除静图４外接气缸式精冲模外气路图（a）外接气缸气路图（b）延时控制器原理图控制器外气缸接上执行缸接下制行缸（a）（b）１２３４５６７８９１０１１１２图３内置式STRACK氮气弹簧系统精冲复动模１．凸模固定板２．上气缸３、１１．活塞４．气孔５．凸模６．顶杆７．齿圈压板８．控制器９．顶件板１０．凹模１２．下气缸１２３４５６７图２独立式STRACK氮气弹簧精冲复动模１．凸模固定板２、７．STRACK氮气弹簧３．凸模４．顶件板５．齿圈压板６．凹模密封外，必须着重研究动密封的材料、结构，使其一次冲气的使用寿命达３０～５０万次，否则使用价值就不大了。使用配有STRACK氮气弹簧的通用复动模具，在普通压力机上实现精冲工艺，对于降低精冲件成本，具有广泛的工程应用价值。STRACK氮气弹簧式简易精冲复动模
- 苏州斯托尔克精密机械有限公司 版权所有 Copyright 2015 技术支持：乐搜科技
- 联系电话：18136070685;传真：+086 0512-66718353;邮箱：dfs@strack.cn
- *本站相关网页素材及相关资源均来自互联网，如有侵权请速告知，我们将会在24小时内删除*
- 《中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证》备案号：苏ICP备14007014号-1
扫一扫二维码
联系我们：
