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内高压成形技术的研究领域、适用行业及优势
2019-08-24
摘要:内高压成形(管材液压成形,或外形)是一种流行的用于制造轻质薄壁,先进的液压成形技术,组成部件。外形是用于制造异型截面的管状元件,其中已开发自上世纪90年代以来,汽车工业在全世界得到了广泛的应用。本文兴迪源机械带来内高压成形技术的研究领域、适用行业及优势。

  内高压成形(管材液压成形,或外形)是一种流行的用于制造轻质薄壁,先进的液压成形技术,组成部件。外形是用于制造异型截面的管状元件,其中已开发自上世纪90年代以来,汽车工业在全世界得到了广泛的应用。本文兴迪源机械带来内高压成形技术的研究领域、适用行业及优势。

  一、内高压成形技术的研究领域:

内高压成形过程

内高压成形原理

  内高压成形(管材液压成形,或外形)是一种流行的用于制造轻质薄壁,先进的液压成形技术,组成部件。外形是用于制造异型截面的管状元件,其中已开发自上世纪90年代以来,汽车工业在全世界得到了广泛的应用。管件液压成形应用领域是根据三种类型的组件结构,包括变径管,弯曲的轴类零件,三通管。基本原理和关键技术,给出了液压成形工艺参数,确定缺陷分析,设备选型,模具结构,和典型零件的成形。

  主要研究领域包括管液压成形,板材液压成形,热成形。理论和实验研究了基本面,内高压成形工艺与设备。内高压成形技术是以轻量化和一体化为特征的一种空心变截面轻体构件的先进制造技术,越来越受到人们的关注。管材的内高压成形过程与很多因素有关,其中施加在管件的内部压力与轴向力之间的匹配关系尤为重要。如何找出两者对成形性能的影响规律并对两者的匹配关系进行合理优化是内高压成形要解决的重要问题。

  主要针对影响零件内高压成形的内压和轴向力的载荷匹配关系、管坯与模具之间的摩擦系数及管坯材料性能等因素进行模拟与分析,得到了在不同工艺条件下工件的成形状态、材料流动特点、应力应变及壁厚分布等重要结果,分析了不同工艺参数对工艺过程的影响.

  汽车轻量化是目前汽车设计制造的发展方向。实现汽车轻量化一个重要方面是改进车身结构,采用轻型结构来达到减轻自重的目的。一个有效途径是对满足力学要求情况下的构件采用空心结构,既可减轻重量节约材料又可充分利用材料的强度和刚度。在航空、航天和汽车工业等领域,减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标,也是先进制造技术发展的趋势之一。进入20世纪90年代,由于燃料和原材料成本原因及环保法规对废气排放的严格控制,使汽车结构的轻量化显得日益重要 。

  结构轻量化是汽车、飞机运输工具节约燃料、减少废气排放的主要手段之一。对于承受弯扭载荷为主的结构,采用空心变截面构件,既可减轻质量又可充分利用材料强度。内高压成形是以管材为毛坯在内压和轴向补料联合作用下将管材成形为所需形状的先进制造技术 。

  二、内高压成形技术适用行业及优势:

  人们对环保意识的增强,居民饮用水管道正面临着一场环保的转变,即用一种健康、环保、耐用的金属管材所代替,而这种管材所用的街头是一种异形特殊配件,以往采用铅挤压、胶胀,但都不是理想的生产方式,而兴迪源的水胀技术正能弥补这些技术的不足,还能节约成本和提高生产效率,因此这种生产方式取代工艺是一种必然。

  1)工艺概念:

  采用兴迪源机械内高压成形设备,在金属材料(铁、铝、铜、钛、不锈钢及金属复合材料等)中间(空)注入液体后密封,金属内部加高压或超高压,成型客户所需产品。

  2)适用行业:

  1、航空航天工业:如航空发动机波纹管,油管等;

  2、海洋装备工业:如海洋钻井平台油缸,舰艇高压管道等;

  3、汽车工业:如汽车底盘管件、汽车消声器、油箱,保险杠、波纹管等;

  4、民用轻工业:如各类三通,四通不锈钢水管,水龙头管件,各类杯、壶、盖,不锈钢餐橱具等;

  5、家电电器行业、如电视背板,洗衣机钢桶、电饭煲锅胆,冰箱背板等。

  兴迪源机械建立有液力内高压成形机械工程技术研究开发中心,并与中国科学院金属研究所、南京航空航天大学等院校开展长期的科研课题开发合作。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。

  3)兴迪源内高压水胀成形设备特点:

XD-Y63系列快速水胀成形液压设备

  1、本机配有独立的快速低压注水系统,在主缸下行过程中,快速将模腔中的空气排出,并充满胀形液体,合模后产生无空气的低压液室,方便增压器快速注入高压液体,缩短成形时间;

  2、主电机采用西门子节能电机,具有启动转矩大、运行范围广、低噪音、寿命长、能耗低等诸多优势;

  3、设备为立式结构,有效增大设备开口高度,可达1500mm,成形零件高度可达600mm,可根据客户特殊要求定制开口高度更大的快速水胀设备;

  4、 通过工作台充液孔向模具型腔注入液体,作为背压,依据背压液体预制鼓包效应,有效减少开裂、起皱等缺陷,有效提高拉深比。

  兴迪源快速水胀成形液压设备主要适用于管类零部件的水胀成形工艺。如不锈钢、铜、铝、铁等材质的真空杯、保温瓶、水壶以及其他餐具、器皿、楼梯扶手和装饰管件等的水胀工艺。替代传统橡胶胀形等工艺,可以实现复杂表面形状零件的成形,具有生产效率高、占用空间小、性能优良、控制灵敏准确、安全可靠的诸多优势。

  4)内高压成形技术在汽车领域的应用:

  内高压成形技术在汽车管状副车架上的应用,汽车底盘管件内高压成型专用液压机系列,对汽车大型底盘,消音器,复杂弯管一次胀型。内高压成形多年来已经广泛应用于排气零件的制造,其中绝大部分涉及极其复杂的形状。汽车管件经过水胀内高压胀形之后,使用候命更长,重量较轻,材料的使用成本和效益都更高,开发的时间段。在如今社会效率才是第一。汽车车架的制造领域,降低了对材料的需求,从而降低客户的采购和生产成本,以前都是几个焊接件焊接而成。如今精度高了。从弯管,压边,胀形等工艺流程。

  内高压成形机成形方法主要用于车架和轨道的制造,内高压成形产品已经在汽车引擎零件领域形成了一个标准,较轻的基本结构件与复杂的和高应力功能元件结合在一起。兴迪源的产品在汽车轻量化领域广泛运用,是我国多家实力零部件生产商的重要设备供应商。服务的终端客户有:上汽集团、北汽集团、东风汽车、吉利汽车、华晨中华、华晨宝马、北京奔驰、比亚迪、奇瑞汽车、红旗汽车、长安汽车、中国一汽、长城汽车、华晨汽车、海马汽车等。

  内高压成形使整体生产复杂形状的零件成为可能,即无焊缝。现在在行业中不断扩大中,减轻重量,节省能源,产品一体型化。提高精度。减少加工流程降低成本,车减重10%,油耗降低6%~8%,废气排放减少5%~6%。如今,国外乘用车均每十年减重8%~9%,商用车减重10%~15%,未来十年里轿车还将减重20%。

  5)内高压成形技术与传统制造业对比优势:

  传统制造业大多采用冲床冲压成型然后进行一半一半方式进行整体焊接,所以内高压成形的优势高于这里 。可以根据液压机成型模具进行不 同方向的送料和补料成形沿构件轴线截面有变化的空心构件。

  它的优势降低产品的整体重量,节约了原始材料,内高压成形件比冲压件 减轻20%-40%,空心阶梯轴类可以减轻40%-50%,实现一模一产品,降低了冲压模具成本。

  比如汽车配件工艺流程都达到6项,如果采用水 胀模具一次胀形速度快,精度高,而且无需焊接。以热器支架为例,散热面积增加43%,焊点由174个减少到20个,工序由13道减少到6 道,生产率提高70%;内高压成形的汽车配件主要包括:适用材料包括碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金及镍合金的底盘类零件:副车架、 后轴、 纵梁和保险杠等,座椅框、上边梁和顶梁等,岐管和排气管件、车体构件:散热器支架、凸轮轴、仪表盘支梁和驱动轴,转向和 悬挂系统:控制臂和转向杆。

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