CN107661926A - 热压成型模具用氮气弹簧 - Google Patents

热压成型模具用氮气弹簧 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热压成型模具用氮气弹簧，属于模具制造领域，其包括：筒体、活塞杆和防护装置；所述活塞杆安装于筒体内，所述活塞杆与所述筒体之间的封闭空腔内填充有高压氮气；所述防护装置包括隔热垫片、复位弹簧和防护套，所述隔热垫片安装于所述活塞杆的推抵端，所述复位弹簧套设于所述活塞杆，所述防护套连接于所述隔热垫片且套设于所述复位弹簧。本发明通过设置防护装置来保护氮气弹簧自身，不受热成型模具生产中受热、灰尘及腐蚀问题，并有效的延长了氮气弹簧使用寿命，因此降低了热成型模具的维护及维修成本。

Description

热压成型模具用氮气弹簧
技术领域
本发明涉及热压成型模具的生产领域，具体涉及到一种热压成型模具用氮气弹簧。
背景技术
目前通常使用一种硼钢，牌号22MnB5作为热成型生产的原材料。原材料一般抗拉强度约为600MPa、微观组织为铁素体-珠光体的卷材。生产时，首先将卷材经过落料工序冲裁出所需要的板料形状；然后通过自动化机械手将料片送入加热炉中；在加热炉中，板料被加热保温至930℃～950℃持续奥氏体化至少5min；红热的板料经过生产线的自动化传送装置传递至模具内进行冲压，传递时间约为8S，经过冷的、封闭的模具内部进行冷却淬火并进行保压，保压时间约为8S～12S，压力约为40MPa；此时冷却速率超过最小的临界速率，大约为27℃/S，温度低于400℃时，材料进行充分的马氏体组织转变，获得抗拉强度高达1500MPa的高强度、高硬度、低回弹的热成型零件。根据热成型零件的生产工艺，热成型模具使用环境中普遍存在着灰尘、高温、腐蚀等问题。而对于氮气弹簧这种相对比较精密并且存在高压气体的部件来说，灰尘、高温、腐蚀这几种因素都会极大的降低氮气弹簧的使用寿命，会很快的导致氮气弹簧漏气、锈蚀失效，进而导致热成型模具使用寿命降低以及维护保养成本的增加。
具体表现为以下：1.温度方面：被加工工件接触模具压料芯表面时温度最高可达到700℃以上，模具压料芯有一定的降温措施，但由于结构尺寸限制或冷却能力方面的限制，在一些特定模具结构中，压料芯无法保证较低的使用温度，连续生产过程中温度可以达到200℃以上。一般的模具结构中氮气弹簧与压料芯/活动芯都是直接刚性接触，因此导致了压料芯的热量继续向氮气弹簧传递，导致氮气弹簧活塞杆的温度持续升高并可能导致氮气弹簧活塞杆被弹簧；2.灰尘方面：热成型零件目前采用最多的有两种类型的钢板，一种是裸板，另一种为镀层板。裸板使用过程中由于加热的原因会产生较多的氧化皮碎屑，镀层板(铝硅镀层或锌镀层)在生产过程中由于成型、摩擦以及冷却的原因会产生较多的镀层碎屑，这种碎屑灰尘数量远大于冷冲压模具工作环境中的灰尘数量，这两种碎屑在零件生产过程中都会随着模具压料芯/活动块的运动过程进入模具内部，并会有一部分黏着在氮气弹簧活塞杆上，由于两种类型的碎屑微观组织硬度都远大于活塞杆和端面防尘密封胶圈的硬度，因此导致活塞杆与端面防尘密封胶圈之间出现拉毛并出现漏气；3.腐蚀方面：由于热成型模具一般使用冷却水路对工作表面进行冷却，因此模具在压机装载、工作、拆卸过程中都有可能会出现轻微的漏水情况；另一方面，由于冷却水温度远低于室温(5℃～15℃)，因此在空气湿度较大以及模具与室温温差较大的情况下，模具表面容易凝结大量的冷凝水，冷凝水与灰尘一起会产生腐蚀性的油泥状物质，加速了氮气弹簧的活塞杆以及端面防尘密封胶圈的腐蚀及老化。
现有技术对以上几种情况有简单的处理措施：1.在氮气弹簧旁边增加吹气装置，用来吹掉冷凝水以及灰尘，这种方式对结构设计及空间要求比较高，增加模具成本，并由于将冷凝水、灰尘吹到其他位置导致其他位置垂涎冷凝水和灰尘的堆积；2.在氮气弹簧傍边增加漏液孔，这种方式仅能减少冷凝水、灰尘的堆积，少量延长了氮气弹簧寿命，无法从根本上解决问题；3.针对传热的问题采用耐高温氮气弹簧，这种方式大幅增加了模具制造成本，并且无法解决因灰尘、冷凝水导致的腐蚀问题。为此，本发明应运而生。
发明内容
鉴于上述情况，本发明旨在于提供一种热压成型模具用氮气弹簧，在热压成型模具生产过程中保护自身不受到热压成型过程中温度升高、灰尘积聚和冷凝水凝结等的影响，该热压成型模具用氮气弹簧包括：筒体、活塞杆和防护装置；所述活塞杆安装于筒体内，所述活塞杆与所述筒体之间的封闭空腔内填充有高压氮气；所述防护装置包括隔热垫片、复位弹簧和防护套，所述活塞杆具有推抵热压成型模具的推抵端，所述隔热垫片安装于所述推抵端上，所述复位弹簧套设于所述活塞杆并连接于所述隔热垫片，所述防护套连接于所述隔热垫片且套设于所述复位弹簧。
采取以上技术方案，使得本发明具有以下技术效果：
本发明通过设置防护装置来保护氮气弹簧自身，不受热成型模具生产中受热、灰尘及腐蚀问题，并有效的延长了氮气弹簧使用寿命，因此降低了热成型模具的维护及维修成本。
进一步的，所述隔热垫片通过定位结构安装于所述活塞杆；所述定位结构包括：定位孔，设于所述活塞杆的推抵端的端面上；定位销，设于所述隔热垫片上面向所述活塞杆的一侧，所述定位销插设于所述定位孔内。
进一步的，所述定位孔为螺纹孔，所述定位销上设有螺纹连接于所述螺纹孔的螺纹段。
进一步的，所述筒体具有供所述活塞杆延伸于所述筒体之外的端口，所述复位弹簧设于所述隔热垫片与所述端口处的所述筒体之间。
进一步的，所述复位弹簧连接于所述端口处的所述筒体。
进一步的，所述复位弹簧套设于所述筒体与所述活塞杆。
进一步的，所述防护套为柔性防护套。
进一步的，所述防护套为耐热材料制成。
进一步的，所述防护套连接于所述复位弹簧。
附图说明
图1是本发明的第一种实施例的结构示意图。
图2是本发明的第一种实施例的效果图。
图3是本发明的第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
按照目前了解到的信息，氮气弹簧主要失效在于活塞杆12受热导致端面密封防尘胶圈烫坏或变形失去密封性、灰尘进入活塞杆12与端面密封防尘胶圈之间导致端面密封防尘胶圈破损漏气、冷凝水及与灰尘形成的油泥状物质导致的活塞杆12腐蚀及氮气弹簧本体腐蚀进而导致漏气。因此，本发明重点在于保护活塞杆12以及端面密封防尘胶圈与热量、水、灰尘隔离上面，需要表明的是，端面密封防尘胶圈为现有氮气弹簧的常规结构，故未予以图示。为此，本发明提供了一种热压成型模具用氮气弹簧。
本发明的第一种实施例：
请参阅图1和图2，该热压成型模具用氮气弹簧包括：筒体11、活塞杆12和防护装置；活塞杆12安装于筒体11内，活塞杆12与筒体11之间的封闭空腔内填充有高压氮气；防护装置包括隔热垫片24、复位弹簧21和防护套22，活塞杆12具有推抵热压成型模3的推抵端，隔热垫片24安装于活塞杆12的推抵端，复位弹簧21套设于活塞杆12并连接于所述隔热垫片，防护套22连接于隔热垫片24且套设于复位弹簧21。
作为本实施例的一较佳实施方式，为了方便隔热垫片24安装在活塞杆12上不容易掉落。将隔热垫片24通过定位结构安装于活塞杆12；定位结构包括：定位孔121，设于活塞杆12的推抵端的端面上；定位销241，设于隔热垫片24上面向定位孔121活塞杆12的一侧，定位销241插设于定位孔121内。进一步的，通过活塞杆12与热压成型模具3之间增加低导热的隔热垫片24来隔绝热量的传递，可以选择从不锈钢到陶瓷复合材料等不同的材料来达到不同的隔绝热量的效果。
作为本实施例的一较佳实施方式，定位孔121为螺纹孔，定位销241上设有螺纹连接于螺纹孔的螺纹段。因此可以利用此螺纹孔和螺纹段来防止隔热垫片24位置发生偏移。
作为本实施例的一较佳实施方式，筒体11具有供活塞杆12延伸于筒体11之外的端口，复位弹簧21设于隔热垫片24与筒体11的端口处的筒体11之间。一方面，能够降低复位弹簧21和复位保护套的耗材；另一方面，对与热压成型模具3的压料芯接触的活塞杆12起到针对保护。
作为本实施例的一较佳实施方式，防护套22为耐热材料制成。优选的，防护套22采用石棉/玻璃丝材质，使用石棉/玻璃丝材质的防护套22也可以达到方式红外辐射导热的效果。需要表明的是，本实施例中防护套22旨在于连同弹簧一起压缩/复位即可，即所有能够在形变后通过自身性质复位或者外力复位的防护套22均在我本实施例保护范围中，包括织物类的柔性防护套，本实施例只例举了几种，但不应以此为限。
作为本实施例的一较佳实施方式，防护套22为柔性防护套22。优选的，可选用一些柔性的耐热织物。
作为本实施例的一较佳实施方式，复位弹簧21连接于隔热垫片24。优选的，其连接方式采用粘结。在隔热垫片24采用不锈钢等材质时，其连接方式可采用更为牢固的焊接。进一步的，复位弹簧21连接于端口处的筒体来加强整体防护装置的稳定性。
作为本实施例的一较佳实施方式，防护套22连接于复位弹簧21。优选的，二者的连接方式采用粘结。
作为本实施例的一较佳实施方式，复位弹簧21采用不锈钢弹簧，使得通过高压缩量不锈钢弹簧与耐热织物柔性防护套组成的密闭的防护套管来防止灰尘、冷凝水的进入。其中，不锈钢钢线弹簧、织物防护套与低导热的隔热垫片24之间通过焊接/粘结的方式固定在一起，可以保证氮气弹簧活塞杆12及端面防尘密封在受压工作状态以及不受压释放状态均可以得到有效的保护。
进一步的，针对不同的氮气弹簧型号及系列，可以设计出不同的匹配规格的防护装置。由于氮气弹簧的型号及系列比较固定，因此本发明防护装置的型号及系列也可以比较容易的固定下来。
本发明的第二种实施例：
请参阅图3，本实施例与第一种实施例的区别在于：复位弹簧21a套设于筒体11与活塞杆12，以此对筒体11和活塞杆12进行一个全方位的保护，为此复位弹簧21a与防护套22a的尺寸，应根据实际情况进行对应的调整，其他部件的功能、位置与第一种实施例一致，故不再做多余的解释。
采用以上技术方案，具有以下有益效果：
1、有效的解决了热成型模具行业中氮气弹簧使用过程中的受热、灰尘及腐蚀问题，并有效的延长了氮气弹簧使用寿命，因此降低了热成型模具的维护及维修成本。
2、成本较低，并且针对不同的使用环境，有不同的使用选择，如可以单独选用低导热的隔热垫片、耐热织物防护套等部件，可以更进一步的降低成本，甚至可以根据需要由钳工进行现场制作。
3、应用本发明专利技术，可以放心的在热成型模具中使用普通的氮气弹簧，而不需要去采用专用的更加昂贵的耐热、耐粉尘氮气弹簧，有效降低了模具制造成本，且复位弹簧进一步加强了整体结构对热成型模具的弹力抵撑。
4、本发明专利技术可以非常有效的使用在大部分现有的热成型模具中，大部分情况下直接在现有氮气弹簧上增加防护装置即可达到预期效果，对模具结构空间基本没有特殊要求。如果有特殊空间要求的，可以单独使用低导热的隔热垫片、耐热织物防护套、不锈钢钢线弹簧其中的一种或两种来降低使用要求。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如″上″、″下″、″左″、″右″、″中间″及″一″等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出多种变化。因而，在不违反本发明的权利要求宗旨的前提下，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (9)

1.一种热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于，包括：筒体、活塞杆和防护装置；所述活塞杆安装于筒体内，所述活塞杆与所述筒体之间的封闭空腔内填充有高压氮气；所述防护装置包括隔热垫片、复位弹簧和防护套，所述活塞杆具有推抵热压成型模具的推抵端，所述隔热垫片安装于所述推抵端上，所述复位弹簧套设于所述活塞杆并连接于所述隔热垫片，所述防护套连接于所述隔热垫片且套设于所述复位弹簧。
2.根据权利要求1所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述隔热垫片通过定位结构安装于所述活塞杆；所述定位结构包括：
定位孔，设于所述活塞杆的推抵端的端面上；
定位销，设于所述隔热垫片上面向所述活塞杆的一侧，所述定位销插设于所述定位孔内。
3.根据权利要求2所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述定位孔为螺纹孔，所述定位销上设有螺纹连接于所述螺纹孔的螺纹段。
4.根据权利要求1所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述筒体具有供所述活塞杆延伸于所述筒体之外的端口，所述复位弹簧设于所述隔热垫片与所述端口处的所述筒体之间。
5.根据权利要求4所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述复位弹簧连接于所述端口处的所述筒体。
6.根据权利要求1所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述复位弹簧套设于所述筒体与所述活塞杆。
7.根据权利要求1所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述防护套为柔性防护套。
8.根据权利要求1所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述防护套为耐热材料制成。
9.根据权利要求1所述的热压成型模具用氮气弹簧，其特征在于：所述防护套连接于所述复位弹簧。
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