第7章新内高压.ppt

第7章 板材的充液与内高压成形技术 主要内容 1. 板料落压成形存在的问题及解决措施 2. 板材的充液成形技术 3.内高压成形替代落压成形的必要性 4. 内高压成形技术 1.板料落压成形存在的问题及解决措施 板材的充液拉深成形新技术 一、充液拉深技术原理及特点 二. 国内、外应用情况 三、充液拉深成形设备 谢 谢！ * * 落压成形是利用落锤的冲击力在钢制、铅锌制模具上，将金属板料压制成所需曲面零件的一种钣金成形过程。 随着飞机性能、延寿要求的不断提高，对飞机零件质量有着越来越高的要求，随着国内、外各种先进成形技术的应运而生，落压成形愈加失去它的技术优势， 落压成形工艺正在减少，并逐步被液压成形代替。 * 落压零件的种类 * 落压类零件典型流程卡 * 目前生产线存在的问题 1.落压成形过程中材料流动性极差，材料表面和内部损伤较 大，成形零件表面质量差，材料厚度、硬化程度、晶粒度、 残余应力不均匀，划伤和加工痕迹破坏包铝层等诸多的缺 陷，使零件疲劳强度差，使用寿命低； 2.为保证零件成形，所需毛料尺寸远大于零件展开尺寸，材料 利用率低；另外，由于没有按成形规律进行展开毛料计算， 材料易拉裂和起皱，造成零件报废率高，材料浪费严重，材 料利用率低于50%； 3.不能满足难成形材料如高强铝合金、铝锂合金、部分钛合金、 高温合金、复合材料等的成形需要。 * 目前生产线存在的问题 4.零件加工过程中需要校形、敲修及多次热处理等中间工序， 生产效率低，耗能高； 5.手工修整量大，很大程度上依赖工人技能，劳动强度高； 6.工装数量多，体积庞大、笨重（一般落压工装约1.5吨， 最重将近8吨），工装保存占用面积大，运输困难； 7.落压生产现场噪音大、振动大、安全性差，工作环境恶劣， 严重影响高精设备及厂房的寿命。 8.需要专门的铅锌模生产厂房制造模具，耗费人力、物力，制 作模具的重金属材料对人体的危害极大。 * 上述情况都不符合当今技术发展和产品的要求，进而影响到了整个部件乃至整个装备的性能，而且国外飞机生产厂家已经明文规定关键承力板件不得采用冲击成形方法，以免产生材料的永久损伤，而且对板材零件的成形精度和质量要求也越来越高，故航空制造业迫切需要开发应用新的实用的板材成形工艺方法。 因此，采用流体来成形板材零件具有可以极大提高板材的成形性能、成形效率高、换模方便、工艺稳定、成形零件质量优良等诸多优点，在国外逐渐成为航空航天领域板材成形的主流方法。 解决的措施 1.板材充液拉深（Hydro-mechanical deep drawing）属于特种成形技术，其采用流体作为传力介质代替刚性凹模传递载荷，使板材在传力介质的压力作用下贴靠凸模以实现金属板材零件的成形。板材充液拉深成形技术由于流体压力介质辅助成形，可增加变形坯料与拉深凸模之间的有益摩擦，克服拉深凸模圆角部位坯料的破裂，提高零件的成形性，具有节省工序、简化模具结构、降低成本、提高尺寸精度等优点，受到世界各国的重视。 2. 由于充液拉深的很多优点，该技术在汽车工业中得到足够的重视，随着成形设备和相关控制技术的发展，以流体为传力介质的板材液压成形技术在国内外迅速发展起来，并产生了相应的充液拉深成形专用设备的生产厂家，如瑞典的APT、德国SHULER公司、日本的AMINO铁工所等，应用领域也不断的扩大。 德国埃尔兰根-纽伦堡大学与德国SPS公司合作制造了一台100000KN专用板材液压成形机，用于大吉普铝合金顶盖的成形。 日本丰田90年代初建立2条以3000吨设备为核心的充液拉深生产线，专门生产高档车的翼子板，并进行模具开发；Amino2002年成立北美分公司，并建立了以3000T设备为核心的充液拉深成形生产线，专门研制开发铝合金车身覆盖件充液拉深成形技术及模具，以减少零件连接数量，满足多品种、小批量、个性化车型对整体覆盖件成形的需求，提升汽车品质；德国Schuler公司除了生产充液拉深设备外，还给主机厂和零部件厂提供批量生产用模具。 国内目前轿车车身铝合金充液拉深零件模具开发还处于空白。 哈尔滨工业大学液压成形工程研究中心，长期从事板材充液拉深成形的研究，1987年开始冲液拉深工艺的研究，1997年研制出国内首台充液拉深设备，现在已经联合天锻研制出第三代充液拉深设备，吨位为1300吨，其先进性主要表现为：拉深缸和压边缸结构一体化、紧凑、生产效率高；液压系统、控制系统高度集成，实现闭环控制；解决了高压密封问题，采用清洁无污染流体为工作介质。该设备已在航天领域应用，专门用于铝合金头罩、整流罩的充液拉深成形。 关键技术 压力转换器的研