文档介绍：氮气弹簧式精冲模架与
内花键零件的精冲成形*
邓明彭成允刘春
重庆工学院材料工程系重庆
摘要在普通压力机上进行的经济型精冲工艺在达到零件的高精度和高生产率的同时能避免专用精冲
机的高投入从而降低产品成本用氮气弹簧做简易精冲模架的弹性元件具有弹力大且在整个工作
行程中基本保持恒定的优点实用性强介绍了氮气弹簧用于简易精冲模的意义特点结构形式及设
计时应注意的问题提出了推件器延时动作的实现原理并根据离合器上带内花键零件的结构特点提
出了实现其精冲的工艺及该零件氮气弹簧精冲复动模具结构
关键词氮气弹簧内花键模具
前言
精冲工艺能使精冲件的断面光洁垂直平整度好精度高用精密冲裁工艺代替切削加工
来制造盘状精密轮廓零件在达到零件精度的同时能使加工效率提高十倍以上大大降低生产成
本但是精冲机的价格昂贵是普通同类压力机的倍并且精冲机的专业性强对多品
种小批量的零件适应性差批量小时单件成本较高因此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是精冲技术发展的主要方向之一
普通压力机或油压机一般只有一个滑块不可能满足精冲工艺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传统的简易精冲复动模具是采用弹簧和橡胶作弹性元件
来提供压料和顶件力它们的缺点是弹力不大且弹簧和橡
胶的弹压力均随行程增大而增大普通弹簧的力行程基本上
成较大斜率的线性关系橡胶类元件的弹压力随行程成非线
形变化弹力随着行程的增大急剧增大见图并且要精
确计算橡胶弹性特性很困难这些都与精冲工艺要求其压料
力和反顶力在冲裁过程中保持基本恒定并且力的大小要准
确相脖对精冲件质量是不利的除此之外还要解决橡胶
被压缩时横向膨胀的问题在模具设计中必须留出这部分空
间
氮气弹簧见图的应用可以比较好地解决上述矛盾
氮气弹簧利用氮气作为工作介质氮气压力一般在以
下可近似的认为是等温膨胀和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
几种常见弹性元件的力行程曲线见图
氮气弹簧及其在精冲上的应用图氮气弹簧照片
对于氮气弹簧可选择不同的初始工作压力获得不同的弹压力也可以选择不同的氮气弹簧

*重庆市科委攻关项目经费资助 003
质量体积来获得不同斜率的弹压力特性曲线精冲工艺要求
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
N

工艺要求和应用实践证明如果将增压比压缩容积比总容/
积控制在以下或氮气弹簧行程每毫米的压力增量为
以下都是可以允许的弹性力
氮气弹簧可以作为独立部件安装在模具中使用也可以
设计成一种氮气弹簧系统成为模具的一部分参加工作行程/ mm
氮气弹簧还可以在系统中很方便地实现弹压力恒定和延时
动作除了以上的优点外还具有以下优势普通弹簧橡胶氮气弹簧
图各弹性元件的弹力行程曲线
实用性强利用市场上已商业化了的氮气瓶和一次灌
气万次的寿命使其具有很大的实用性
根据不同的精冲件要求其弹压力的大小和受力点的位置可以随时进行调节调节准确
方便
在较小的空间中可以产生较大的初始压力对于工作行程相同的模具采用氮气弹簧
的模具高度比采用弹簧的模具高度小很多
与液压式简易精冲模比较不需要外加动力