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管材内高压成形的发展历程
2019-09-16
摘要:管材内高压成形的早期历史可以用美国的一系列专利,虽然在这一时期,欧洲和日本也有类似的发明。本文兴迪源机械带来管材内高压成形的发展历程。

  管材内高压成形的早期历史可以用美国的一系列专利,虽然在这一时期,欧洲和日本也有类似的发明。本文兴迪源机械带来管材内高压成形的发展历程。

  一、1900年至1980年管材内高压成形发展:

  利用流体压力形成管状金属零件的应用可追溯到20世纪初。一项专利(Park 1903)图1-7描述了一种用于建造蒸汽锅炉的蛇形空心体的装置,这个蛇形的构件是由一个小管构成的。

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  首先在模具和充满熔融铅的模具之间放置一个加热的直管,并对其加压,使其膨胀到封闭的模具型腔形状。本专利确定了利用流体压力作为成形介质的基本原理。模具关闭、流体密封和增压是通过液压操作机制实现的。

  1917年,一种改进乐器用弯曲铜管的工艺获得专利(Foster 1917)。

  根据这项专利,图1-8,确定了管内高压成形过程的主要元素,显示了放置在下刀具腔中的预成形的可导电金属管和流体密封方法。专利“减少手工加工和废料,改善形状和尺寸的均匀性”定义了该工艺的优点。

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  类似的技术目前也被用于制造管道设备,如图1-5所示另一个有趣的专利,图1-9(Davies 1932),描述了用铝管制作假肢(胳膊和腿)的过程。

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  该管首先在芯轴上旋转成形,以获得所需的边缘截面周长。然后预成形毛坯,使其位于刀具中。本专利的正文解释道:“弯曲的锭子随后使用2000磅/平方英寸的压力扩展到肢体的中心形状,这是令人满意的。”

  1940年的专利(Gray 1940),如图1-10所示,描述了制造锻制金属T形配件的装置。它详细说明了在较低的压力下材料的轴向进给,然后将压力增加到最终成形的最大值。

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  这种从管端推料的方法使得制造分支组件成为可能,如图1-6所示。

  同样的技术也适用于图2-6和2-7所示排气系统中使用的膨胀成形部件。

  1950年的一项专利(Kearns 1950),如图1-11所示,用于生产空心金属飞机螺旋桨叶片。叶片芯的可变截面是通过使用高流体压力膨胀管坯而形成的。液压成形的结构方法在降低叶片重量的同时增加了刚度。

  用空心钢管制造凸轮轴的方法的发明在1959年的专利(Garvin 1959)中描述,如图1-12所示。凸轮凸角是在一个轴上形成的,依次由轴向进给材料从管的末端。

  20世纪60年代,日本膨胀工业公司也开发了各种利用流体压力的加工技术。

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  图1-11水翼飞机螺旋桨桨叶专利2652121图解。

  最初,该工艺用于铜管小无缝T形件的胀形。

  对膨胀成多裂纹的钢构件,提出了液胀成形工艺和高压密封方法。典型的应用是自行车框架接头。

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  1970年专利(Fuchs 1970),如图1-13所示,描述了成形和形成物品的方法。本专利涵盖的方法和装置说明了通过高压进行的挤锻(端部直径减小)、直径膨胀的轴向进给、槽的穿孔和模内端部剪切。

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  二、1980年至今管材内高压成形发展:

  1986年,加拿大伍德斯托克的加拿大标准管(现在铜焊单位),一家生产管子和管材的公司,获得了北美第一项将液压成形技术应用于大型框架构件的专利(Cudini 1986),如图1-14所示。标准管被称为工艺变型管,该公司的部门成为现在众所周知的液压成形公司,变型标准管开发了这些技术,作为他们在管材方面的工作。

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  通常,使用传统弯曲和/或模具成形操作的管制成的组件具有较高的回弹和较低的表面尺寸控制。管内流体压力的使用将金属推到模腔壁上,使其更均匀,并获得更大的表面尺寸。控制。标准管专利将“膨胀”线的截面长度限制在5%或更低。

  进一步改进专利4744237(Cudini 1988)和4829803(Cudini 1989),强调在成形周期的模具关闭阶段对坯料加压的好处。

  流体作为芯轴流动,减少了材料在模具关闭阶段没有过度起皱。该工艺被称为压力顺序液压成形(PSH)。

  三水动力技术公司专利-5353,618;5481892;和5890387(Roper和Webb1994,1996,1999)强调了通过轴向端部进给、孔的液压分层、局部凸轮成形和大型汽车车架构件的双向弯曲实现更高膨胀的重要性。

  如图1-15所示,在液压成形模具中可以产生平面内弯曲,从而消除CNC弯曲操作。迄今为止,材料的轴向进给仅适用于小部件,如图1-6所示。轴向进给在大型框架中的应用。在不明显变薄的情况下扩展结构,可获得非常有效的结构。本专利还说明了在工具中使用局部凸轮。否则会导致锁模情况的零件特征可以使用液压缸驱动的凸轮形成。

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  图1-16专利5720092中的说明,展示了飞行器空间框架的液压成形。

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