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新聞資訊

明說| 管、板兩用充液成形設備的那些事兒(一)

2023-11-29
摘要:  最近公司研制生產的管、板兩用充液成形設備部分陸續完工,部分也正在緊張生產中,小的有幾百噸,大到幾千噸。由于板材充液成形設備較貴,技術比較復雜,所以目前市場上的應用不是很多,而管、板兩用設備更是鮮少有企業應用。有些人對這方面的技術和相關應用比較感興趣,那我就簡單來說下管、板兩用充液成形設備的一些情 […]

  最近公司研制生產的管、板兩用充液成形設備部分陸續完工,部分也正在緊張生產中,小的有幾百噸,大到幾千噸。由于板材充液成形設備較貴,技術比較復雜,所以目前市場上的應用不是很多,而管、板兩用設備更是鮮少有企業應用。有些人對這方面的技術和相關應用比較感興趣,那我就簡單來說下管、板兩用充液成形設備的一些情況,讓大家對這個技術和設備有一定的了解。

  今天先以剛交付客戶的這臺管、板兩用充液成形設備為例來說吧,后續我還會繼續說下更大噸位設備的相關技術和應用情況。這樣大家對板材充液成形會有個較為全面的了解。

  因為前面幾期介紹過內高壓技術,大家對其工藝和優勢已經有了一定了解,因此這里將主要介紹板材充液成形技術,讓大家可以更直觀地了解該技術及帶有該項技術的管、板兩用設備所具有的生產優勢。

  管、板兩用充液成形設備

  板材充液成形設備有主動式和被動式充液拉深功能,有些設備只有其中一個功能,但是這臺設備兩種功能都具備,既可以用于淺拉深,也可以用于深拉深。

  主動式充液成形采用液體作為傳力介質以代替剛性的凸?;虬寄韨鬟f載荷,使坯料在液體壓力作用下貼靠凹?;蛲鼓崿F金屬板材零件的成形。是靠材料自身的延伸系數來流動拉深,材料的塑性決定了拉深的深度,所以更適用于淺拉深。

  另外在使用被動式充液拉深時有兩種選擇,第一個是采用壓邊缸同上拉深缸結合;第二是下缸同壓邊缸結合。當采用壓邊缸和上缸結合拉深時,可以讓壓邊缸提前壓在料片的邊沿上,讓液室充液至材料變形過彈變區,然后拉深沖頭下行貼敷于因充液變形而凸起的材料,拉深缸沖頭繼續下行,達到所需的能讓凸起的材料包覆于拉深沖頭,這樣有別于雙鋼模在拉深時導致被拉深的材料形成的應力不均勻造成產品的扭曲變形,同時采用這種讓材料包覆于拉深沖頭的方法使材料的減薄也變得均勻,因此可以拉更深的產品,減薄比更小。

  具體工藝流程一般有這么幾個:

  放入料片→模具下腔注水排氣,同時合模即壓邊缸下行(按設定的壓邊力)→拉深缸下行→慢速拉深同時液室內的液體通過溢流外泄→拉深到位→泄壓→開?!撃?。

  這種采用半模充液拉深對一般的鋼模拉深來說,有什么好處呢?

  首先,它的材料變形時的流向比較均勻,因為它是采用液體為介質來傳遞載荷的;

  第二,在拉深時產生的應力和回彈比較小;

  第三,充液拉深由于其中一面介質是液體,所以在拉深時這一面沒有拉絲現象,在做鏡面材料拉深或者表面質量要求高的產品拉深時,要優于鋼模;

  第四,充液拉深的深度比一般鋼模、凸、凹模拉深更深,減薄現象比普通鋼模拉深更優更好;

  第五,對于某些特殊材料,采用半模充液拉深可減少材料的硬化現象,甚至減少或者去掉退火工序;

  第六,半模充液拉深的模具比鋼模拉深的模具使用壽命更長,對模具的精度要求也更低。

  充液成形設備,可用于成形哪些或者哪一類產品呢?

  從零部件形態方面看,它比較適用于筒形件、盒形件、復雜曲面等復雜形狀零部件成形,尤其適合制造加工大面積、高精度、局部構造復雜多變的薄壁板材類零部件,比如飛機、輪船、卡車、轎車上的相關零部件。近年來,隨著新能源汽車產業的興起,在新能源汽車零部件制造上的應用也逐步多起來,比如電池外殼的拉深等。

  從材料方面看,特別適合于成形力差或者高強度的材料,如鋁合金、鈦合金、不銹鋼、高強度低合金鋼形成的復合材料等等。

  圖片采用充液成形技術成形的超薄壁、局部構造復雜產品

  那充液成形設備缺點有哪些?

  第一個是一開始就說的價格貴,雖然它性能好,拉深出來的產品也更好,但是價格比一般的拉深設備貴,很多企業從成本出發的話,充液拉深設備會超預算,但如果拉深的是特殊材料、特殊產品,或者產品所處的環境特殊,比如航空航天,那一般會考慮充液成形。

  第二是技術和系統比一般的拉深設備更復雜。這臺管、板兩用充液成形設備算是比較復雜了,后面幾臺幾千噸的設備會更加復雜。不僅對研發團隊各方面要求高,在實際應用中,工藝路徑、模具、設備、材料的匹配也比一般的拉深設備更復雜。

  怎么去把充液成形設備的缺點最小化,或者說是最優化,讓更多的企業可以選用,這是我和團隊近幾年在充液成形領域研究的一個重要方面。

  比如這臺管、板兩用充液成形設備,我們從客戶降成本角度出發,盡可能地增加設備的功能,讓設備可以充分利用起來,不僅可以用于拉深,也可以用來內高壓沖孔,還可以作為常規機采用無液體介質來正反拉深;電氣系統也全部采用低能耗式的控制系統,關鍵元器件采用可靠知名品牌來延長壽命,降低維修率;伺服系統、軟件操作平臺充分結合實際情況,提升設備操作運行的智能化水平。這些設計,對客戶來說既降低了設備采購成本,也提升了設備的利用率,又降低了生產成本,是比較符合企業實際需求的,因為企業運營都是要考慮成本的嘛。

  可以說,在充液成形技術和實際應用方面,這些年我和團隊做了不少工作,如果您也有這方面的研究,或者有相關問題,我們可以一起來交流一下。

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