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金属薄壁管冲击液压胀形装置的功能及结构详解
2019-10-15
摘要:金属薄壁管冲击液压胀形是在液压胀形和冲压成形基础上发展起来的一种用于生产异形截面轮廓中空薄壁结构件的先进、特殊、精密的成形技术,具有生产效率高、成形工序简单、零件刚度强度好、无需外部供压源等特点,在汽车、航空、航天等领域得到越来越广泛的应用。本文兴迪源机械带来冲击液压胀形装置的功能及结构详解。

  金属薄壁管冲击液压胀形是在液压胀形和冲压成形基础上发展起来的一种用于生产异形截面轮廓中空薄壁结构件的先进、特殊、精密的成形技术,具有生产效率高、成形工序简单、零件刚度强度好、无需外部供压源等特点,在汽车、航空、航天等领域得到越来越广泛的应用。本文兴迪源机械带来冲击液压胀形装置的功能及结构详解。

  通过理论分析、有限元数值模拟对金属薄壁管冲击液压胀形进行了研究,得到了金属薄壁管在冲击载荷作用下的变形规律及成形性能。在此基础上,通过对金属薄壁管冲击液压胀形的试验研究,对异形截面管坯冲击载荷下的成形规律和成形性作进步的探讨,通过与模拟结果的对比来验证本技术的可行性。

  一、冲击液压胀形装置的功能分析:

  冲击液压胀形的工艺过程主要包括:管件安装与密封一自动充液与排气一压力机合模参数调整一合模冲压成形一卸载卸压一取出工件。

  根据冲击液压胀形成形工艺过程的特点,成形设备必须具有以下特点

  (1)便于管件的快捷安装与定位;

  (2)实现快速、高效、智能的自动充液,以保证胀形前管坯内腔完全充满液体;

  (3)压力机的合模速度可在较大范围内进行调节,并能实现高精度的位置控制和大吨位的动力系统控制;

  (4)具有良好的高压密封控制效果,保证管件成形过程中不发生压力泄漏;

  (5)管坯内腔自发产生的胀形内压测量精度高、响应速度快。

  二、冲击液压胀形装置的整体结构:

  为了实现金属薄壁管材的冲击液压成形,设计了一套结构简单操作简便的胀形装置,并已获批国家发明专利。它由冲压和液压胀形两部分组成,其整体结构如图5-1所示。

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图5-1 冲击液压胀形装置整体结构

  1)冲压部分:

  为了借助压力机压头的上下运动实现对金属薄壁管的冲压,设计了一套冲压装置如图5-2所示。它主要由上下模板、上下模具、导套、导柱和复位弹簧共七部分组成。上下模板主要用于安装定位模具,将其放置于压力机工作台上,压力机压头的上下运动即可让上下模板带动模具实现合模运动。

  导柱与导套主要用于引导上下模具正确合模。复位弹簧的主要作用是在完成一次冲压成形之后为上下模具的开模提供动力,实现装置的自动开模。

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  图5-2 装置冲压部分

  2)液压胀形部分:

  为了实现管材液压胀形功能,设计了一套自动充液胀形装置,示意图如图5-3所示。其主要由容器、左右控制阀、压力表、连接管、左有定位圈、连接螺栓、密封柱、L型管、螺母等部分组成。

  其工作流程如下:金属薄壁管通过连接螺栓、左右定位圈、左右密封柱、螺母用于实现管材的安装与密封;储备在容器中的轻质液压油通过连接管、右控制阀、压力表、连接螺栓通液孔流入金属薄壁管内腔,当液体达到一定量后,通过连接螺栓的出液口、左控制阀流入L型管;因为L型管管口水平位置高于金属薄壁管内腔最高液面,由连通器原理可知,只要液压油经L型管流出,即可认为金属薄壁管内腔已充满液体,此时关闭左右控制阀即可实现对金属薄壁管内液体的密封。

  为了避免金属薄壁管内腔残留空气对自动充液的影响,可利用真空泵在充液前将管腔内空气排出。

  图5-3自动充液胀形装置示意图

  为了实时在线获取高精度、快响应的管材型腔内压,采用了上海立格仪表有限公司的智能压力变送器,输出接口为R485( Modbusrtu),精度为0.1级,量程为0~100MPa。

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部分文段和图片摘自:

《金属薄壁管冲击液压胀形技术》

作者:刘建伟

由兴迪源机械编辑

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