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弯曲异形截面管件内高压成形技术的工艺过程与典型截面
2019-08-30
摘要:弯曲轴线异形截面管件的内高压成形主要工艺过程包括弯曲、预成形、内高压成形等主要工序;弯曲轴线管件典型截面形状有四边形、多边形、椭圆和不规则截面。本文兴迪源机械带来弯曲异形截面管件内高压成形技术的工艺过程与典型截面。

  弯曲轴线异形截面管件的内高压成形主要工艺过程包括弯曲、预成形、内高压成形等主要工序;弯曲轴线管件典型截面形状有四边形、多边形、椭圆和不规则截面。本文兴迪源机械带来弯曲异形截面管件内高压成形技术的工艺过程与典型截面。

  一、工艺过程:

  弯曲轴线异形截面管件的内高压成形主要工艺过程包括弯曲、预成形、内高压成形等主要工序,如图3-1所示。有时与液压冲孔工序结合,成形后在液压支撑下直接冲孔,关于液压冲孔将在第7章详细介绍。

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  图3-1弯曲管件内高压成形工艺过程

  (a)管材;(b)弯曲;(c)预成形;(d)内高压成形。

  由于构件的轴线为二维或三维曲线,先需要经过弯曲工序,将管材弯曲成和零件轴线相同或相近的形状。用于内高压成形的弯曲件和以往的弯曲件相比,除了保证弯曲轴线形状尺寸满足要求外,更重要的是控制弯曲过程中的壁厚减薄,这是保证内高压成形过程顺利进行的前提。

  弯曲后,如果零件截面简单或管材直径d小于模具型腔最小宽度w,可以直接将弯曲后的管材进行内高压成形,如图3-2所示。如果零件的截面复杂或管材直径大于模具型腔最小宽度,管材不能放入模具型腔,还需要进行截面预成形工序,如图3-3所示。

  预成形工序主要有三个方面的作用:

  一是对于初始管材直径大于模具型腔宽度的成形过程,预成形过程将管材压扁使管材能够顺利放到内高压成形模具中,避免在合模的过程中出现飞边缺陷;

  二是预先合理地分配坯料,使零件在内高压成形过程中变形均匀,避免皱纹和破裂缺陷;

  三是通过合理的预成形形状,降低过渡圆角整形压力和控制壁厚,降低设备合模力,节约模具费和提高生产效率。

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  图3-2管材直接成形 (a)初始状态;(b)内高压成形。

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  图3-3预成形截面变化过程

  (a)管材;(b)预成形;(c)合模;(d)内高压成形。

  内高压成形工序是将预成形后的管材放到内高压成形模具中,首先用快速充填系统把管材充满乳化液,再通过一端的冲头引入高压液体,并按照一定加载曲线升压,在高压液体的作用下管材或经过预成形的管材贴靠模具型腔形成所需形状的零件。

  二、典型截面:

  弯曲轴线管件典型截面形状有四边形、多边形、椭圆和不规则截面,如图3-4所示。四边形截面包括正方形、矩形和梯形等形状;多边形截面包括正五边形、正六边形和其他形状的五边形、六边形;椭圆形包括长、短轴不同的形状和长椭圆等形状;不规则截面是不包括上述形状在内的他其复杂形状,主要用于规则截面之间的过渡。

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图3-4 典型截面形状(a) 四边形截面;(b)梯形截面;(c)椭圆截面;(d)多边形截面;(e)不规则截面。

  在这些截面形状中,最常用和具有代表性的截面是矩形截面及其特例正方形截面。矩形截面尺寸包括长度a、宽度b和过渡圆角r。长度尺寸a位于水平位置,还是位于垂直位置,对预成形工序的要求是不同的。

  对于长度尺寸a位于水平位置的矩形截面,一般情况下会有a>d(管材外径),不需要预成形工序;对于宽度尺寸b位于垂直位置的矩形截面,一般情况下会有b≤d,需要预成形工序,否则管材无法放入内高压成形模具型腔。一般的梯形截面(图3-4(b)左侧的梯形)成形规律与矩形截面类似,但图3-4(b)右侧所示的窄梯形截面成形难度非常大,需要特殊形状的预成形截面。

  多边形截面与矩形截面相比,具有更多数量的过渡圆角和直边,在由初始的圆形管材变为多边形截面的过程中,各边及过渡区的变形复杂,如何有效控制各边变形的协调性和均匀性是实现多边形内高压成形的关键。

  不规则截面的形状复杂,多数为异形形状,成形时由于材料的流动导致变形不均匀往往会引起局部过渡减薄发生开裂或在局部形成材料的堆积而发生起皱,如何控制截面变形的均匀性是实现异形截面成形的关键问题。对于该类截面的成形,一般需要预成形工序,选择合理的过渡形状。

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