压机上气垫模拟装置的设计

徐柏鸿

（仪征申威冲压有限公司，江苏 仪征 211400）

1 引言

压机上气垫的结构、作用和拉伸垫相似，安装于压机滑块上，通过调节气垫系统内的压缩空气的压力来实现对冲压件的压料、退料、翻边等功能。使用上气垫可以简化冲压模具结构，减少氮气弹簧使用数量，降低模具开发成本。因此，欧洲许多汽车企业采用了带上气垫装置的压机。

笔者公司一批冲压模具原为欧洲汽车企业开发，需要使用压机上气垫，但现有设备均不具备上气垫功能。如对模具进行改造，不但工作量大，而且改造成本较高，为此考虑为压机设计开发上气垫模拟装置，用专用垫板和氮气弹簧来模拟实现压机上气垫功能。

2 氮气弹簧规格选定

外方提供的1000T 压机资料表明，其上气垫力调节范围为60～80t。同时，对本批模具资料也进行了研究，发现绝大多数模具上顶杆在15～20 根，最大行程100mm，上气垫使用压力在60t 左右。因此，确定选用规格为T3-4200×125的Kaller 品牌氮气弹簧，最大行程125mm，是Kaller 品牌中行程、压力较大的产品。

3 专用垫板设计及加工

为了保证上气垫模拟装置的通用性，需要根据使用要求确定专用垫板的长度与宽度，并根据氮气弹簧规格，确定垫板厚度。

为了保证垫板具有足够强度和较轻的重量，专用垫板采用钢板焊接箱体结构。专用垫板设计了吊运装置、导正销孔、压板槽及T 型槽。

在箱体结构焊接结构结束后，安排了回火处理，以消除焊接应力。

专用垫板结构设计如图1。

4 上气垫模拟装置的使用

在首次使用时，首先将专用垫板装摆放到模具上，并根据模具的上顶杆位置，在专用垫板相应氮气弹簧安装孔中放入氮气弹簧。待移动工作台固定后，利用滑块调整电机带动压机滑块，将高出专用垫板上表面的氮气弹簧缓缓压下，进行专用垫板与模具、滑块的装夹工作。当装夹工作完成后，上气垫模拟装置就可以模拟上气垫功能进行工作了。

图1 专用垫板结构

在后续使用中，上气垫模拟装置可当作滑块附加垫板使用，不再与滑块脱开。只有当氮气弹簧与模具上顶杆位置要求不一致时，才必须将垫板放下，重新调整氮气弹簧位置。

上气垫模拟装置工作状态如图2。

图2 上气垫模拟装置工作状态

5 结语

上气垫模拟装置的成功开发，节约了模具改造成本，大大缩短了产品易地生产的试制周期，为生产提供了保证，并为后续产品的转移提供了便利条件。

上气垫模拟装置经过多年运行，工作性能稳定，可完全实现上气垫的功能，得到了合作方的认可，并已在数十家冲压生产企业中推广，取得较好的社会影响和经济效益。