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在模具設計中如何選擇應用氣彈簧

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1.氣彈簧彈壓力的選擇
在進行冷沖模具設計中應用氣彈簧技術時，個碰到的問題是彈壓力的選擇，選擇什么型式的氣彈簧，選擇多大力量的氣彈簧來滿足沖壓工藝的要求，解決這樣的問題，通常需要考慮三個方面的問題：
(1)氣彈簧彈壓力大小。
(2)氣彈簧的數量。
(3)氣彈簧的增壓比。
2.氣彈簧行程選擇
氣彈簧的行程應滿足沖壓工藝的要求，不同的沖壓工序，要求的行程大小都不一樣。沖裁分離工序，要求彈壓力大、行程小；拉延工序一般要求行程比較大，作為壓邊力功能的氣彈簧，要求氣彈簧的特性曲線比較平緩，在拉延過程中，壓邊力基本上變化不大，也是彈壓力基本保持恒定；對于頂出、卸件，那要求有足夠的力量和行程；在彎曲和翻邊工藝中，通常都要求起始力大，以便能壓住工件，防止工件在彎曲過程中產生側滑或移動，一般說來行程也要求比較大。不論哪一種情況，氣彈簧的總高度不要太高，以避免發生不穩定的現象，避免氣彈簧在模具上安裝時，結構過于復雜，增加工裝費用，如果將氣彈簧安裝在上模內，無論是頂件板或是壓邊圈，都必須留有間隙，以確保氣彈簧平穩地工作。
3.在冷沖壓模具設計中選用氣彈簧時應考慮的幾個問題
氣彈簧技術有其自身的特點和一定的使用范圍，正確地去約束該項技術的應用范圍，才能充分發揮其作用，從而得到理想的效果。
(1)氣彈簧特性曲線的選擇
對于各種不同的沖壓工藝，都有不同的工藝要求，選擇采用氣彈簧技術時，要適應其工藝需要。例如在整個工作行程中要求彈壓力基本保持恒定，這一點應當說僅僅對于拉延壓邊作用而言，對于其他的工藝，未必都要求彈壓力基本恒定了，彈壓力的恒定與否，影響不是很大。但是從經濟角度說，有比較大的影響，因為各個工廠生產的氣彈簧價格，是與其性能相關的，同樣的彈壓力，采用力量恒定的氣彈簧要比力量不恒定的貴，同一規格的氣彈簧行程越長越貴。目前氣彈簧技術投入市場的歷史不長，采用氣彈簧一次投入的費用相對于其他彈性元件要高，如果不充分考慮其經濟性，盲目選擇高性能的氣彈簧，必將影響模具成本的提高，且也無比必要。因此，要根據不同的工藝要求，選擇不同的氣彈簧特性曲線，從而獲得佳的性價和好的經濟效益。
(2)彈壓力平衡
在模具設計中彈壓力的傳遞應當保持平衡，選擇應用氣彈簧往往不止一個，那么，著力點的布置等都需要圍繞解決一個平衡問題，從沖壓工藝角度說，也是需要考慮沖壓力平衡的問題，以利于提高模具的使用壽命，沖壓零件的質量。氣彈簧是同零件直接發生接觸，都是通過設計的頂件板、頂件塊、壓邊圈、斜楔塊等模具零件將彈壓力傳遞給模具工作零件，那么頂件板等模具工作零件的運動平衡與否，同力系的布置有關；另一方面頂件板也是起到傳遞力量給氣彈簧的作用，因此為了避免產生氣彈簧承受偏載，提高氣彈簧的使用壽命，提高模具的使用壽命，應采用氣彈簧壓力系中心與沖壓力中心相重合的設計方法。
(3)穩定性
氣彈簧無論在安裝時或是工作時，都需要相當的穩定性和可靠性，正因為它的彈壓力相當大，一個氣彈簧在不大的體積內，要釋放出幾百公斤甚至幾噸的力量，而這個過程又是在反復不斷地進行，因此，保持其工作的穩定性相當的重要。安裝緊固時，尤其是使用力量較大的氣彈簧，必須是被確保牢固，特別是反置氣彈簧或是安裝在上模的，氣彈簧需要隨滑塊的運動而不斷地相對運動，只有牢固的連接才能氣彈簧正常、穩定的工作。因此往往設計安裝氣彈簧時，或在缸體或在柱塞開設有一定深度的安裝沉孔，以確保其正位，避免發生偏斜。
(4)避免沖擊
應當說氣彈簧的工作性質是屬于柔性范疇，在模具工作過程中，開啟與閉合都應當是比較平順，不應當出現沖擊現象，為了達到這個目的，對于采用獨立式氣彈簧，設計人員要充分考慮到這一點。因為如前所述，氣彈簧的頻率響應是很高的，零件一經接觸氣彈簧柱塞桿可產生彈壓力，根本不面要有預緊的過程，那么隨著壓力機滑塊上、下運動，氣彈簧開啟(膨脹)和閉合(壓縮)響應是很快的，如果設計不當，尤其是在小噸位壓力機上使用氣彈簧，有可能會出現氣彈簧推動滑動塊回程的現象，破壞了曲柄壓力機滑塊運動曲線，導致出現震動沖擊現象。因此，應當盡量避免出現這種現象。(圖/文http://www.jshht.com/)

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