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内压对冲孔质量的影响
2019-09-10
摘要:由于由外向内冲孔时以高压液体作为凹模,液体压力较低会导致孔周发生塌陷;液压冲孔的断口与普通冲孔相似,也存在塌角、光亮带和断裂带。本文兴迪源机械带来内压对冲孔质量的影响。

  由于由外向内冲孔时以高压液体作为凹模,液体压力较低会导致孔周发生塌陷;液压冲孔的断口与普通冲孔相似,也存在塌角、光亮带和断裂带。本文兴迪源机械带来内压对冲孔质量的影响。

  一、内压对孔周塌陷和孔口形状的影响:

  由于由外向内冲孔时以高压液体作为凹模,液体压力较低会导致孔周发生塌陷。对于不同内压下的液压冲孔实测的塌陷宽度和深度如图7-31所示。随着内压增大,孔口(距孔边距离为0处)塌陷深度显著减小,整个塌陷范围也显著减小,从内压13MPa到内压100MPa,塌陷范围由大于20mm减小到10mm。

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  图7-31不同压力下塌陷与位移关系

  另一方面,内压越大,获得的孔口直径越小于公称直径。以某汽车挡风架的∅20mm孔为例,在220MPa内压下冲孔获得的最小孔径为19.5mm,而在100MP时冲孔获得的最小孔径为19.9mm。同时,对于此类内高压成形管件的液压冲孔,由于管件纵向和横向尺寸差别较大,对冲孔的形状也有一定的影响,一般来说,孔径沿管材轴向略大,而沿管材横向略小,表现为椭圆形,如图7-32所示。

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  图7-32内压对孔型的影响

  二、内压对断口表面质量的影响:

  液压冲孔的断口与普通冲孔相似,也存在塌角、光亮带和断裂带,如图7-33所示。由于断口表面质量对零件的疲劳寿命有影响,塌角影响零件外观质量,应尽量增加断口的光亮带,并减小塌角。研究表明通过提高胀接内压可以显著改善断口表面质量。

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图7-33液压冲孔断口显微照

  (a)断口截面照片;(b)断口放大图;(c)光亮带与断裂带界面。

  图7-34所示为不同内压下液压冲孔断口照片,对比可见,60MPa内压下获得的断口光亮带宽度较窄,断裂带凸凹不平,撕裂现象比较严重,而120MPa下获得的断口光亮带宽,断裂带也更加光滑平整。

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图7-34不同内压下液压冲孔断口显微照片

  (a)60MPa;(b)120MPa。

  根据实验结果绘制的光亮带占壁厚的比例随内压的变化如图7-35所示。可见随着内压的升高,光亮带占壁厚的比例明显增加,这是因为冲头周围压应力增加延缓了裂纹的发生,另一方面,与传统冲孔相比,由于没有凹模,使得裂纹的产生需要较大的凸模切入,也是导致光亮带增大的原因。

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  图7-35不同压力下剪切带占管材壁厚的比例

  【兴迪源机械液压成形设备优势】

  兴迪源机械(Xingdi Machinery)是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。自2007年创立以来,公司一直致力于内高压成形的技术创新和产品研发。主营产品范围从生产普通液压设备,现今发展至生产、研发国内顶尖流体压力成形技术的锻压设备。

XD-Y63系列快速水胀成形液压设备

  兴迪源机械经过十数年的生产和不断地创新研发,已获得发明专利和实用新型专利超过二十项,并以每年2~4项的新增速度不断增加。其中自主研发了“一种榫式结构大型液压机机架”用于大型液压机机架的设计制造;俗称“板材充液成形设备”也是由本公司自主研发的国际首台产品,并获得了发明专利和实用新型专利。


  部分文段和图片摘自:

  《现代液压成形技术》

  作者:苑世剑

  由兴迪源机械编辑

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