目前常规弹性元件有弹簧、橡皮和气垫,这些弹性元件在工业领域中得到了广泛的应用,解决了各种弹性储能的需要。在模具工业中,更是被大量使用着。这些年来,模具技术和模具制造水平有了很大的发展和提高,工业产品对模具的需求量也越来越大,模具朝着精密、复杂、高效、长寿命的方向迅速发展。而原有的常规弹性元件存在一定的缺点,不能满足这种形势的需要,不能理想地解决冲压工艺中的要求。
这种情况往往会影响到冲压件的质量,使模具结构设计变得比较复杂,影响了模具在压力机上更换的时间;同时常规弹性元件占有模具空间太大,正大、增大了模具制造的成本。例如弹簧、橡皮均存在着需要预紧,才能达到设计所需的弹压力,而它们的弹压力又是随行程加大而明显地增大,这种弹压里不恒定的性能,可能导致零件不能成形,对拉延力是很不理想的。
氮气弹簧的行程应满足冲压工艺的要求,不同的冲压工序,要求的行程大小都不一样。冲裁分离工序,要求弹压力大、行程小;拉延工序一般要求行程比较大,作为压边力功能的氮气弹簧,要求氮气弹簧的特性曲线比较平缓,在拉延过程中,压边力基本上变化不大,也就是弹压力基本保持恒定;对于顶出、卸件,那就要求有足够的力量和行程;在弯曲和翻边工艺中,通常都要求起始力大,以便能压住工件,防止工件在弯曲过程中产生侧滑或移动,一般说来行程也要求比较大。有时为了安全起见,避免意外的情况发生,在设计选用氮气弹簧时还考虑加大3-5毫米安全行程,从而保证氮气长久正常地工作。