​模具氮气弹簧以高压氮气为工作介质，通过外力压缩和释放氮气实现弹力输出，其工作流程可分为压缩阶段和膨胀阶段，具体如下：
一、压缩阶段：外力压缩氮气，储存弹性势能
外力作用
当模具闭合或冲压时，外力通过柱塞杆（活塞杆）对密封容器内的氮气施加压力，氮气被压缩。
氮气状态变化
根据波义耳-马略特定律，氮气体积减小，压力升高，弹性势能被储存在高压氮气中。
结构配合
导向零件：氮气弹簧内部设计导向套，确保柱塞杆运动平稳，减少密封件磨损。
密封结构：通过顶针背部的弹簧压力和密封圈（如O形圈），或球状单向阀实现可靠密封，防止氮气泄漏。
二、膨胀阶段：外力消失，氮气释放弹力
弹力输出
当外力消失（如模具打开），高压氮气迅速膨胀，推动柱塞杆向外运动，产生稳定的弹压力。
弹力特性
恒定弹力：在工作行程内（通常为额定行程的50%-80%），氮气弹簧的弹力衰减极小（一般≤5%），确保冲压、成型等工序的一致性。
可调节性：通过充气/放气调整氮气压力，可灵活改变输出力（调整范围通常为额定值的50%-100%）。
三、关键设计细节
充气方式
顶针式阀门：使用专用装置推动顶针打开单向阀，充气后依靠顶针背部弹簧和密封圈关闭阀门。
球状单向阀：氮气压力直接推动球阀打开，充气后自动关闭，结构更紧凑但可能有少量节流损失。
安装方式
法兰盘安装：利用缸体上的U形或C形槽，通过法兰盘固定在模具上，适用于复杂空间布局。
螺孔安装：在氮气弹簧底部开设螺钉孔，直接安装在模具上，适合小型氮气弹簧。
导向与密封
导向长度：导向部分通常占氮气弹簧全长的1/3~1/4，确保运动稳定性和抗偏载能力。
密封测试：通过密封性能测试装置（如压力表）连续观察压力变化，验证密封可靠性。
四、应用场景示例
冲裁模具
氮气弹簧用于卸料和顶件，弹压力大且占据空间小，确保工件平直性，减少冲头磨损。
拉深模具
提供恒定压边力，防止拉深起皱，提高冲压件质量稳定性。
弯曲模具
无需预紧即可获得足够初始力，防止弯曲过程中工件侧滑，提高尺寸精度。