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內，外力通過柱桿將氮氣壓縮，當外力去除時，靠高壓氮氣膨脹，來獲得一定的彈壓力，這種部件稱為氮氣缸或稱氣體彈簧，或稱氮氣缸彈壓裝置， 簡稱氮氣彈簧(“ Nitrogen Cylinder“ GasSpring” )。

氮氣彈簧的設計原理、基本參數和特性　
1、氮氣彈簧設計原理　
采用氮氣作為工作介質的氮氣彈簧， 它的工作過程， 可以近似認為是等溫膨脹和壓縮過程， 因此必須遵循波義耳一馬略特(Boyle-Mariotte)氣體狀態方程。　
PV/T=C， P1×V1=P2×V2 　
應當說明， 除瞭理論計算之外， 氮氣缸的結構設計、密封技術是氮氣彈簧成敗之關鍵技術。從目前國內外產品來看，氮氣彈簧的結構一般可分為：活塞式各柱塞式二大類型，采用單腔或復腔的氣室結構，氣室設計上多為背壓式結構。從整體而言，氮氣彈簧可分為獨立式和非獨立式二大類型。可運動部分和不可運動部分的結構， 充氣、配氣結構和形式等的設計均與製造工藝技術相關聯，與新材料、新工藝、新技術的應用相關聯，這些新技術的應用程度，都將直接影響氮氣彈簧的技術性能指標， 影響氮氣彈簧品質的高低。從這個意義說，氮氣彈簧又是一種綜合各項新技術應用的產品。　
氣體密封形式和技術是一項復雜的工作， 密封高壓氣體就更復雜，高壓氣體不僅要很好地長期密封，並要在這壓力下循環工作，有時其增壓比高達1.6-2.0，因此高壓氣體的長期密封，要比高壓液體的密封困難得多，它是一項綜合性的技術，這其中有密封的結構形式，靜密封與動密封的路徑、形式，運動付的製造精度、表麵粗糙度、表麵處理技術、密封材料的選擇、密封可靠性與壽命等。　
2、氮氣彈簧基本性能參數　
氮氣彈簧的設計固然是希望拓寬應用麵， 能適用於各種不同的環境條件，不同的工藝要求，但就目前我們推薦的氮氣彈簧，一般說
來是在常溫下使用，對於高溫的環境，應當另作別論。其使用環境是：頻率響應每分鐘不高於40 次；柱塞或活塞的運動速度應有30-40 米/
分；備用行程一般設計為3 毫米；能在常溫下正常使用。在這種條件下氮氣彈簧的性能參數可以確定為以下幾項內容： 　
(1)充氣額定壓力巴　
(2)額定初始彈壓力牛頓　
(3)有效工作行程毫米　
(4)一次充氣壽命米或次　
(5)特性曲線與增壓比　
(6)工作環境溫度攝氏度　
(7)外觀顏色　
(8)結構形式和最大偏載角　

3、氮氣彈簧的特點　
氮氣彈簧的特點可歸納為以下幾方麵： 　
(1)在較小的空間中， 可以產生較大的初始彈壓力， 不需要預緊，傳力模塊一俟開始與氮氣彈簧柱塞接觸就具有彈壓力。一個氮氣彈簧可以代替多個彈簧，對於工作行程相同的模具，采用氮氣彈簧的模具高度要比采用彈簧的模具高度小很多； 　
(2)彈壓力在整個行程中， 可以基本保持恒定； 　
(3)根據不同的冷沖壓工序要求， 其彈壓力的大小、受力點的位置可以隨時調節，調節準確、方便，在模具設計和調試中，可以很方便實現彈壓力的平衡； 　
(4)簡化模具壓力、卸料等結構， 簡化模具設計， 縮短模具製造周期； 　
(5)提高沖壓件質量， 保證沖製件質量穩定， 縮短在壓力機上更換模具時間， 提高勞動生產率， 降低成本； 　
(6)使用壽命長、安全、可靠，安裝和維修簡單、可靠、方便；
(7)適用於作為不需要外加動力源的氣墊裝置。　

在模具設計中選擇應用氮氣彈簧　

1、氮氣彈簧彈壓力的選擇
在進行冷沖模具設計中應用氮氣彈簧技術時， 第一個碰到的問題就是彈壓力的選擇，選擇什麼型式的氮氣彈簧，選擇多大力量的氮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麵的問題： 　
(1)氮氣彈簧彈壓力大小。　
(2)氮氣彈簧的數量。
　(3)氮氣彈簧的增壓比。　

2、氮氣彈簧行程選擇　

氮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，作為壓邊力功能的氮氣彈簧， 要求氮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，也就是彈壓力基本保持恒定；對於頂出、卸件，那就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，氮氣彈簧的總高度不要太高，以避免發生不穩定的現象，避免氮氣彈簧在模具上安裝時， 結構過於復雜， 增加工裝費用， 如果將氮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，以確保氮氣彈簧平穩地工作；有時為瞭安全起見，避免意外的情況發生，在設計選用氮氣彈簧時還考慮加大3-5 毫米安全行程， 從而保證氮氣長久正常地工作。

3、氮氣彈簧結構形式的選擇　
在模具設計中使用氮氣彈簧時， 首先需要決定氮氣彈簧的結構形式。有以下幾種形式可以供選擇：獨立式氮氣彈簧、氮氣彈簧座板式、管路連接式等。這些基本的結構形式都有各自的特點和一定的應用范圍，需要根據零件的沖壓工藝要求、模具的結構形式、使用設備、工作環境、工作條件、模具的成本和調整維修方便等因素，綜合考慮選擇。　

4、在冷沖壓模具設計中選用氮氣彈簧時應考慮的幾個問題　

氮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)氮氣彈簧特性曲線的選擇
對於各種不同的沖壓工藝， 都有不同的工藝要求， 選擇采用氮氣彈簧技術時，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於拉延壓邊作用而言，對於其他的工藝，就未必都要求彈壓力基本恒定瞭，彈壓力的恒定與否，影
響不是很大。但是從經濟角度說，就有比較大的影響，因為各個工廠生產的氮氣彈簧價格，是與其性能相關的，同樣的彈壓力，采用力量
恒定的氮氣彈簧要比力量不恒定的貴，同一規格的氮氣彈簧行程越長越貴。目前氮氣彈簧技術投入市場的歷史不長，采用氮氣彈簧一次投
入的費用相對於其他彈性元件要高，如果不充分考慮其經濟性，盲目選擇高性能的氮氣彈簧， 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，選擇不同的氮氣彈簧特性曲線，從而獲得最佳的性價和最好的經濟效益。　

(2)彈壓力平衡

在模具設計中彈壓力的傳遞應當保持平衡，
選擇應用氮氣彈簧往往不止一個，那麼，著力點的佈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，以利於提高模具的使用壽命，保證沖壓零件的質量。從氮氣彈簧的使用得知，氮氣彈簧是同零件直接髮生接觸，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，那麼頂件板等模具工作零件的運動平衡與否，同力系的佈置有
關；另一方麵頂件板也是起到傳遞力量給氮氣彈簧的作用，因此為瞭避免產生氮氣彈簧承受偏載，提高氮氣彈簧的使用壽命，提高模具的
使用壽命，應采用氮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　

氮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，一個氮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就相當的重要。安裝緊固時，尤其是使用力量較大的氮氣彈簧，必須是被確保牢固，特別是反置氮氣彈簧或是安裝在上模的，氮氣彈簧需要隨滑塊的運動而不斷地相對運動，隻有牢固的連接才能保證氮氣彈簧正常、穩定的工作。因此往往設計安裝氮氣彈簧時，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　

應當說氮氣彈簧的工作性質是屬於柔性范疇，
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，為瞭達到這個目的，對於采用獨立式氮氣彈簧，設計人員要充
分考慮到這一點。因為如前所述，氮氣彈簧的頻率響應是很高的，零件一經接觸氮氣彈簧柱塞桿就可產生彈壓力，根本不麵要有預緊的過
程，那麼隨著壓力機滑塊上、下運動，氮氣彈簧開啟(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氮
氣彈簧，就有可能會出現氮氣彈簧推動滑動塊回程的現象，破壞瞭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。　

新手教學

批發市場僅提供代購諮詢服務，商品內容為廠商自行維護，若有發現不實、不合適或不正確內容，再請告知我們，查實即會請廠商修改或立即下架，謝謝。