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管状内高压成形的工具设计所需数据、工艺步骤及原型工具
2019-10-31
摘要:内高压成形工具有两个基本层次:用于快速低成本生产有限数量部件的原型工具和用于大批量生产的生产工具。本文兴迪源机械带来管状内高压成形的工具设计所需数据、工艺步骤及原型工具。

  内高压成形工具有两个基本层次:用于快速低成本生产有限数量部件的原型工具和用于大批量生产的生产工具。本文兴迪源机械带来管状内高压成形的工具设计所需数据、工艺步骤及原型工具。

  在产品设计的早期阶段考虑制造过程是很重要的,设计良好的适用于内高压成形工艺的零件几何测量方法,通常可以得到简单、低维护、低成本的内高压成形工具。相比之下,难以形成的组件需要复杂和高成本的工具。

  一、所需设计数据:

  要开始设计过程,无论是原型还是生产内高压成形工具,都需要以下数据:

  1)部件几何形状,

  2)程序定时,

  3)要求的制造周期时间,

  4)内高压成形工艺参数,

  5)内高压成形工艺顺序,

  6)压力机规格,

  7)内高压成形系统规范,

  8)厂内工具搬运和工具更换设备限制,

  9)制造厂标准。

  仔细考虑这些数据将确定:

  1)可容纳在压力机中的工具布局和尺寸,

  2)满足程序定时和成本限制,

  3)工厂设备安全搬运的工具总重量,

  4)安全快速换模,

  5)低维护工具设计,磨损元件更换快。

  二、工艺步骤:

  表13-1显示了内高压成形工艺步骤以及内高压成形液压系统和压力机规范,这些步骤应用于确定生产周期时间。

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  还必须建立所需的成形压力和轴向进给量等工艺参数。这些参数用于计算必须在模具布局内包装的液压元件(密封和穿孔气缸、阀门和流量管线尺寸)的尺寸。

  对于简单部件,可以通过手工计算来确定工艺参数;对于更复杂的部件,可以使用有限元分析(FEA),通常需要计算机模拟。

  三、原型工具:

  通常需要原型工具来证明内高压成形工艺的适用性,并为早期原型测试提供生产意图组件。重要的是设计原型工具,以包含所有未经验证的特性,这些特性将需要在生产过程中实现。

  原型工具的其他一般要求是快速计时和低成本。典型管形内高压成形原型工具的两个基本组成部分是:上下模和带成形液和密封机构的充管系统。

  有限数量的孔——特别是量规孔——也可以在原型工具中被液压穿透,而不会过度增加工具的复杂性。典型的内高压成形工具如图13-1和13-2所示。

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图13-1

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  上下原型模具所用材料的选择由以下参数决定:

  1)最大成型压力;

  2)部件几何形状和所需精度(制造公差);

  3)工具预算;

  4)程序定时。

  以下列出了目前用于原型模具的一些材料,按成本(从低到高)排序:

  1)模具用锌合金,

  2)低碳钢(软钢、锅炉板),

  3)工具钢(P20、D2、4120、4150等)。

  模具用锌合金通常适用于低压内高压成形应用,具有最小的截面膨胀和不需要轴向进给的部件。它是一种低熔点锌基合金,易于铸造成所需的尺寸,也易于加工,模架可以集成到主铸造块中,避免需要额外的上下模板。

  部件用低碳钢和工具钢,要求较高的成形压力和复杂的零件几何学,工具钢模具的表面可以抛光和硬化,然后涂上与生产工具类似的涂层,工具钢原型模具的试模过程是生产过程的精确表示。

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XD-THF系列内高压成形机设备

  兴迪源机械自2010年开始组建超高压液力成形技术团队,突破了成形压力100MPa-250MPa的技术难关,研发出“内高压成型设备”并投入用户生产现场。至今,兴迪源机械已是创立超过10年的实力企业,已掌握了成形压力为500MPa的技术,并向市场提供了合模力4000吨、成形压力达500MPa以内的各种规格的内高压成型液压设备数十台套,技术研发成果在国内同行的民营企业中达到优异水平。