隨著科技的發(fā)展,產(chǎn)品在市場上普遍出現(xiàn)小型化的趨勢,微型零部件形狀復雜、需求量大、精度要求高,所以很多工廠會采用微型件變形加工技術來完成。那么高壓變形技術有什么優(yōu)點呢?下面
端子模具設計培訓老師來為大家簡單講解一下:
在大批量生產(chǎn)微型金屬工件時,變形加工技術具有技術性和經(jīng)濟性兩方面的優(yōu)勢?;谶@種原因,科隆高等專業(yè)技術大學的IFP生產(chǎn)技術研究所,主要從事汽車制造業(yè)內(nèi)高壓變形加工技術研究的專業(yè)研究所,開始了微型零部件內(nèi)高壓變形加工的可行性試驗。這一研發(fā)工作也是歐盟委員會第6號框架計劃Masmicro(精微產(chǎn)品量產(chǎn)制造系統(tǒng)的整合)中的一個項目。
內(nèi)高壓變形加工技術的優(yōu)點在于,通過很少的幾個步驟即可將一個空心管件制造成一個結構形狀復雜的空心零部件。而利用切削加工技術來制作同樣的微型空心零件往往要付出極大的努力和投資,而且有時甚至根本無法完成。之所以會這樣,是因為切削加工時刀具作用在微型工件的切削壓力過大,所需的切削加工時間過長或者刀具無法到達切削加工部位。如果利用板材制作微型空心工件,則往往需要多道變形加工工序,最后還需要采用焊接工藝將這些單獨的板材卷繞成型的零件焊接在一起。從效果上看,在微型零件的大批量生產(chǎn)時其經(jīng)濟效益不如內(nèi)高壓變形加工。
由于內(nèi)高壓變形加工中的冷卻硬化和材料纖維不被切斷的關系,采用內(nèi)高壓工藝技術制造出來的微型件具有很高的穩(wěn)定性;由于有著完整、封閉的橫截面,因此剛性很高;具有小的外部尺寸公差和易于輸送介質(zhì)的流暢過渡。內(nèi)高壓變形加工的生產(chǎn)可以采用一模多件、順序模和級進模等變形加工技術與整個生產(chǎn)流程保持一致。
原則上,
拉伸模具設計培訓老師認為內(nèi)高壓變形加工技術適用于直管或者彎管的零件加工,以便將這些空心管件制作成橫截面變化的變徑管件,以及沿管件軸向有特殊形狀的空心零件。典型零件包括:能夠沿軸向運動的傳感器零部件、光學儀器零部件、噴射系統(tǒng)和定量系統(tǒng)零件,以及外科手術用器具。
按1:1的比例將大型工件內(nèi)高壓變形加工工藝復制到微型件內(nèi)高壓變形加工中是非常困難的,其難點就在于微型件的幾何形狀不同:由于橫截面面積很小,因此所需的變形加工壓力就要高出很多。加上變形時很高的負載,因此模具零部件所承受的負載也將大大提高。此外,由于最終成品的壁厚很薄,有些部位甚至小于1mm,因此材料的晶格結構對變形性能和變形加工的重復精度有著極大的影響。與大型工件的內(nèi)高壓變形加工相比較,大型工件采用內(nèi)高壓變形加工后僅在工件表面質(zhì)量檢測時能查到幾個較為粗大的結晶顆粒。而在微型工件的內(nèi)高壓變形加工技術中,工藝特性的影響則決定了只能對一些有條件的大型件采用內(nèi)高壓變形加工技術和物理方法。
IFP研究所更高的目標是:首先確定這種類似按比例縮放式的加工工藝的基本情況。為此,他們使用了專門為試驗研發(fā)設計的微管擴口液壓夾具。比較時的注意事項和過程模擬情況也都一一對應地表示出來。根據(jù)研究得到的微型內(nèi)高壓變形加工的基本認識和所需要的工作參數(shù),利用這種模具就可以開始第一個試驗工件的微變形加工了。
在后來的大批量生產(chǎn)實驗中,專門建造了一臺用于微型內(nèi)高壓變形加工的設備。這臺機床采用了專利密封原理,可以對不同金屬材料和直徑小于1mm的管件進行擴口,內(nèi)高壓變形加工時的壓力最高可達4000Pa。靈活組合的模具允許在很短的時間內(nèi)進行調(diào)整,以適用于不同工件的加工。
為了能在幾微米的范圍內(nèi)滿足不同加工公差的要求,所有機床部件和模具都按順序進行了編號,并利用FEM(有限元法)計算其所承受的應力。通過改變設計變量的數(shù)學模擬,可以對設備零部件的變形狀況進行優(yōu)化,以便能夠得到最高的零部件精度。
同樣,機床動力部件工作時對模具密封元器件的沖擊,對內(nèi)高壓變形加工的重復精度以及變形加工過程中管件原材料的重新分布有著決定性的影響。通過兩個相互獨立受控制的帶有球循環(huán)螺軸的線性執(zhí)行器可以產(chǎn)生最大800N的力。軸向執(zhí)行器的定位精度為15μm,從而保證了微型管件沿主變形加工方向有著足夠的定位精度。
未來的大批量生產(chǎn)加工用內(nèi)高壓變形加工設備的結構合理性,還需要IFP生產(chǎn)技術研究所進一步的研究,尤其是生產(chǎn)過程的重復精度還需進一步的研究。目前的研究結果已經(jīng)證明:驅(qū)動部件、控制系統(tǒng)、操作部件以及調(diào)節(jié)回路等有利于提高模具加工過程的可靠性系統(tǒng),而且還可以進一步優(yōu)化.
學
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