[发明专利]热压成型模具用氮气弹簧

说明书

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。