特种塑性成形软介质成形ppt课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,特种塑性成形,软介质成形技术,1,原理与特点,以液体、橡胶等柔性介质为模具的一部分或直接传力进行成形加工的工艺,模具简单，一般仅有刚性凸模或凹模,可用于加工常规冲压难以成形、制件形状特殊或具有局部复杂形状的产品,正在高速发展,2,软介质成形技术,充液拉深,3,充液拉深基本概念,指采用液态的水、油或粘性物质作传力介质，代替刚性凹模或凸模，使坯料在传力介质的压力作用下贴合凸模或凹模而成形,是一种柔性成形技术,4,充液拉深技术原理,a,用泵将液体打入液压室内达到凹模面，坯料放在凹模面上。,b,加上压边力。,c,凸模压下将坯料压入液压室，液压室增压。,d,凸模继续压下，由液压在坯料与凸模之间产生有益摩擦力，使成形得以顺利进行。,5,双动压力机上应用,内滑块上安装凸模，外滑块上安装压边圈，工作台上安装带液压控制系统的液压室，其上部安装凹模,液压室的液压可以根据拉深件形状、材料性能、板厚的不同加以控制,6,密封条件对液压拉深的影响,a),无密封材料,b),有密封材料,对向液压拉深原理图,7,充液拉深中的摩擦保持作用,模腔中的液体压力作用到已成形部分，会将板料紧贴在凸模上，这样，在凸模和板料间会产生一个摩擦力来承载一部分拉深载荷，这个作用就叫摩擦保持作用,充液拉深过程中筒壁区受力,8,充液拉深的特点,板料与凸模间的“摩擦保,持效果”有利于成形,板料不与凹模圆角接触,凹模面上的流体润滑,板料紧贴凸模，内壁精度高,模具大幅度简化，生产成本降低,设备复杂，生产效率不高,变更危险区位置，减少板材受力,9,对向液压拉深,b),普通拉深,(,凸模直径,a,）对向液压拉深,b),普通拉深,(,凸模直径,d=50mm,，板厚,0.7mm),奥氏体系不锈钢板极限拉深比的对比,10,主要参数与控制方法,液体压力及其变化规律,压边力,凸、凹模圆角半径,凸凹模间隙,11,主要参数与控制,液压力产生,自然增压法,靠凸模压入使液体受压缩产生压力,液压系统简化,压力建立慢，易在起始阶段产生早期破裂,强制增压法,靠油泵强制供液升压,有利于早期保证成形,后期基本与自然增压一样,12,压边力自然控制,靠液体在法兰的压力降控制，早期多用,溢流阀控制,事先设定最高压力，方便，但后期难变化,比例阀控制,由计算机进行控制，目前多为此法,主要参数与控制,液压力控制,13,仅侧壁作用,无流体润滑效果,由法兰边排液,法兰处摩擦大幅度降低,带径向液压力,进一步增加有益于变,形的推力,主要参数与控制,液压力作用区,14,压边力控制对成形非常重要,完全靠控制力大小完成成形，调整困难,后期,固定间隙,（,1.1t,）,+,刚性,压边,主要参数与控制,压边力,15,凹模圆角处破裂最常见,原因,未产生足够大的液体压力，摩擦保持效果差，导致凹模口处材料受力,随着,R,凹,增大，圆角过渡处更易受液压力作用，有利于成形,凸模圆角半径影响与,普通拉深相似，但,影响要小得多,主要参数与控制,凸、凹模圆角半径,16,在普通拉深中至关重要,在充液拉深中无关紧要,主要参数与控制,凸、凹模间隙,17,充液拉深的新发展,18,加径向推力的液压拉深方法,19,液压软凸模拉深,液压软凸模拉深模具结构与变形过程,20,a),预成形,b),切边,c),激光束焊接,d),液压校形,液压成对成形工艺过程,21,对向液压拉深与内缘翻边复合工艺的基本过程,22,带反向预胀形的对向液压拉深,23,油底壳充液拉深,24,软介质成形技术,液压胀形,25,液压胀形的特点,定义以液体为胀形介质，利用液压力使制件变形的工艺,主要特点：,传递压力特别均匀,胀形力可以精确控制,不存在胀形介质变形限制,一般需要超高压才能实现,26,典型工艺,1.,护环液压胀形,27,什么是护环？有什么要求？,发电机组中最为关键的部件之一，用来紧箍发电机转子两端绕组线圈的圆环,工作时承受装配应力、离心力、弯曲应力和热应力等，是发电机组中承受应力最大的主要部件,要求有较高的屈服,强度、良好的塑性,指标、均匀的力学,性能和较小的残余,应力,28,护环材料特点,一般功率在,300MW,以上的大型机组护环，其屈服强度,s,都在,1000MPa.,以上,在强磁场、潮湿的腐蚀介质中工作，为了提高发电机的效率、减少漏磁和涡流热损耗、防止工作温度过高，通常采用导磁率极低,(,小于,1.1),的,单相奥氏体无磁钢,制造,目前一般采用材料为,Mn18Cr18N,29,技术难点,单相奥氏体无磁钢初始屈服强度远低于护环要求达到的屈服强度的标准，其热锻后屈服强度不超过,400MPa,奥氏体无磁钢在从高温降至低温时不发生相变，不能通过热处理提高强度,只能采用加工硬化的方法使其强度达到要求的指标,工作环境要求护环具有较低的残余应力,30,曾经采用的方法,马杠扩孔,球面模具扩孔,爆炸成形,楔块扩孔,目前方法,液压胀形,31,马杠扩孔,32,球面模具扩孔,球面模具扩孔,1,护环,2,球面冲头,3,顶柱,33,爆炸成形,34,楔块扩孔,楔块扩孔,1,锥形冲头,2,护环,3,楔快,4,垫板,楔块扩孔变形特点,35,全液压胀形,是法国,1960,年申报的专利,在加工好的护环毛坯内注满液体，并使液体产生高压，高压液体产生的变形力使护环毛坯在冷态下产生永久性塑性变形,随着护环毛坯变形程度的增大，直径变大、高度缩小、厚度减薄，强度显著提高,法国全液压胀形装置,1,上冲头,2,护环,3,下冲头,36,建立液体高压的基本条件,在忽略液体弹性压缩的假设条件下，建立持续高压的条件是排液系数不小于,1,可求得全液压冲头工作面的理论形线为：,L,(1-,HC,),h,0,ln(r/r,0,),这是一条对数曲线,难以加工，常简化为直线,=arctg(r,0,/h,0,),37,全液压胀形的缺点,生产实践表明：生产,5MW,以上的护环时，就需要使用万吨水压机,国内因设备能力问题，难以推广应用,自由锻液压机导向精度差，仅靠模具导向难以满足要求，但附加导向装置后，使结构复杂化和操作不便,38,液压胀形的改进,39,典型工艺,2.,多通管液压胀形,40,多通管的特点,无缝高压管路接头，生产应用量极大,内部光滑，流动阻力小,端部与管道焊接，组成管路分支,曾经是高压管件中最困难的制件之一,技术难点在哪里？,如何突破？,41,曾经的制造方法,铸造法、锻造法、冲压,-,焊接法,机械胀形法,橡胶胀形法,低熔点金属胀形法,目前一般采用液压胀形法,42,铸造、锻造、冲压,-,焊接法,铸造法,生产成本低、产品性能差，只能用于低压或无压管道,锻造法,产品机械性能提高，生产效率低，材料浪费严重,，管道流阻过大,冲压,-,焊接法,节约材料，生产成本降低，生产效率低，焊,缝难以检测，工作受,力状况不好,43,机械胀形法,以管材为原料，没有焊缝，无须探伤,完全靠材料变薄，难以生产高支管管件,壁厚补强多，材料浪费,44,橡胶、低熔点金属胀形法,已取得成功应用,有较大局限性,45,液压胀形法,46,技术要点,支管处变形量过大，仅靠材料塑性无法满足,胀形压力与轴向补料的协调严格,胀形压力高，压力的产生、控制、密封要求严,47,副车架液压成形,48,