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膨胀节液压成型技术

发布时间:2012-04-27

液压成形是金属波纹管应用最广泛、最常见的一种成形方法。主要用来制造环形波纹管,可成形壁厚 的波纹管。波纹管液压成形是管坯在受内壁液体压力下,当应力超过屈服强度后,在专用模具内成形为波纹管。成形过程包括成形模片在管坯上由等于波展开长的定位器定位,靠内充液压使管坯起鼓,固定模片;卸除定位器,成形机活塞推动模片下移,管坯在成形压力作用下变形成波。活塞继续推动模片贴靠,卸压成形完毕
波纹管液压成形工艺参数的确定波纹管液压成形工艺参数的确定包括:管坯长度的计算;定位器高度的确定;成形压力和成形力的计算。
波纹管成形管坯的长度计算
不同波型波纹管,其单波展开长度计算方法也不同,下面以 型波为例计算它的单波展开长度。
定位器高度的确定
定位器的作用是起到波纹管成形时固定成形模片、保证波高符合波纹管设计尺寸的作用。它的高度与单波展开长和模片厚度有直接关系。定位器高度(长度),直接影响波的高度,因此多波一次成形时,所有定位器高度必须一致;单波连续成形时,每次定位精度重复性要好。
成形压力和成形力的计算
成形压力是波纹管管坯在液体压力的作用下发生塑性变形成形波的压力。成形力是波纹管在成形时,成形机压合成形模片所需要的力。
成形压力的计算,为简化计算起见,只考虑切向拉应力 ,忽略较小的母线方向的拉应力,取变形区内一圆环带进行分析,得简化式成形压力和每批管坯原料状态有关,所以实际成形压力,可以在计算压力基础上适当调整。
成形力的计算,是根据成形压力和波纹管有效面积来计算。波纹管在成形过程中,有效面积不断变化,直至成形完毕达到有效面积最大,即波纹管有效面积。因此只要活塞推力能克眼最大有效面积和成形压力构成的反力,成形过程即可完毕,因此:波纹管液压成形工共和装备波纹管液压成形,有多波一次成形和单波连续成形工艺。
波纹管多波一次成形
波纹管液压多波一次成形的成形过程如图 所示,在专用波纹管成形机上完成。成形机分手动和自动两种。自动成形机一般动作程序为:装料 合模 分片 充压 保压 成形进缸 卸压 退缸 分模 卸件因此成形机的结构,一般包括分片系统、成形模具系统、成形压合系统、成形模开合系统以及提供成形压力和系统压力的液压系统几部分。
液压成形模具结构和设计不同成形工艺,不同波型,其模具结构也不同。基本有整体结构和铰链结构两种,整体结构模具,结构简单,制造方便。这种结构的模具,依靠成形模套与模具外边缘滑动配合移动压合,适用于手动操作制造波纹管。它适用于制造多层、量小且多规格的各种波型的波纹管,是目前大量采用的一种结构。
铰链结构模具,由模片和模板两部分组成,并做成铰链结构。这种模具结构复杂,制造精度要求高,特别是多个模具压合时移动的导向孔,要求位置精度很高,制造困难。它的模片可以根据波纹管规格进行更换。这种模具主要用于自动成形机,制造批长大的型波纹管。常用的 型波纹管成形模腔,通常的有两种,
加工比较容易,加工的波纹管,经整形后波形近似于舌形;图 所示结构,加工困难,整形后波纹管容易接近 形。波纹管液压成形的分片,是成形时把多个成形模具,按计算的定位长度,用不同方法均匀一致地在管坯上定位的一道重要工艺程序。接操作方式可分为人工分片和自动分片;按分片原理可分为梳形分片、阶梯轴分片、螺旋分片、套轴连动分片、电磁分片等。人工分片适用于手动成形,定位整体式模具。按不同单波展开长,加工不同高度定位块,在成形时固定模具距离,达到分片目的。
阶梯轴分片,是用四根高精度,并且台阶距离相等的台阶轴,对成形模具定位的分片方法。其中两根由分片油缸活塞推动,把模具排列到位,叫正分片轴。另两根固定在成形机台上,限制正分片轴排模位置,叫反分片轴。两组台阶轴达到模具定位分片的目这种分片方法,结构简单,分片可靠,定位精度高,是自动成形最常用的方法。
套轴连动分片,是成形模具用几组轴、套连接在一起,用分片油缸活塞推动第一模具,连动其它模具分片到位,达到分片目的。两个模具之间套轴移动最大位置,就是模具的定位尺寸。这种结构的分片方法,对不同单波展开长适应性强,只需调整套垫高度,改变模具之间距离即可,可以降低工装成本。
螺旋分片,是由一对组合间距等于成形模具定位高度、螺旋面相对、同步旋转方向相反的螺旋组合凸轮,螺旋面依次将成形模具托起并进入环形槽内定位的一种分片方法。这种分片方法,分片定位精度高,但组合凸轮的加工和安装精度要求都很高,同时受旋转角度限制,使成形波纹管的波数受到限制。梳形分片和电磁分片。梳形分片,是用人工或其它方法把成形模片初略分片后,用梳齿高度等于模具定位尺寸的梳形定位器,把成形模具精确定位的一种分片方法。电磁分片,是在电磁场的作用下,依靠模具自身磁化而产生的相互排斥力,使模具分开的一种分片方式。
梳形分片和电磁分片结合使用,可以提高分片自动化程度和分片定位精度。成形压合系统波纹管成形压合系统包括推动模具压合的动力油缸和模具移动的导向结构。
下同模具结构有着不同的导向方式。整体式模具用于成形 型、 型波纹管时,是以成形机模套内径和模具外径按滑动配合间隙运动的外导向形式,使模具和成形管坯保持良好的垂直度,均匀一致地压合,以保证波纹管波面和轴线的垂直。整体模具用来成形 型波纹管时,多半是以密封模具(或已焊到管坯上的波纹管法兰)内径和成形导柱(或导筒)滑动配合的内导向形式,使模具均匀地压合。铰链模具的导向是以铰链轴以及两根带动模具开合的轴与模具上的铰链套孔以及两个导向孔滑动配合,保证在压合过程中模具与管坯的垂直和移动均匀一致。模具开合系统模具的开合系统,包括推动模具开合的液压缸及连接机构和模具的锁紧。
整体模具的外环、两半对称的模片,靠压片或燕尾槽锁紧。成形时,外环、模片直接配合,没有开合模问题。自动成形机上使用的铰链模具,必须依靠开合系统,可靠地完成模具的开合和锁紧。开合系统是波纹管自动成形机能否正常工作的关键。
液压系统波纹管成形机液压系统,是提供波纹管成形压力和提供各系统工作动力的系统,用来完成成形机动作程序。螺旋波纹管液压多波一次成形由于螺旋波纹管的波形是连续的螺旋波,因此通常采用成形模具是具有和环形波纹管模具刑腔一致的模型腔的圆柱弹簧模。螺旋波纹管的一次液压成形工艺,只能适用于大、中尺寸,波数不多的螺旋波纹管,
对于尺寸小、多波的螺旋波纹管,多采用机械方法成形
( )波纹管液压单波连续成形
液压单波连续成形,是成形管坯沿成形模具型腔轴线,按波纹管波距依次进给,成形模具重复分合、推进压合,在液压下依次成波的一种成形工艺方法。它适应于制造型长波纹管,是目前制造环形波纹金属软管常用工艺方法。液压单波连续成形原理成形模由两半对称的推模 和型腔模 ,能够调整高度的导柱 及复位弹簧 组成,推模和型腔模之间靠调整好的导柱和弹簧达到成形波的展开长。模具可由成形机主液压缸推动推模,使推模、型胶模压合,达到成形目的。不同规格波纹管可更换不同相应模具。芯轴 由轴、密封圈和供液孔构成。两个密封圈的距离略大于波展开长,液压下两只密封圈在合模的模具里,把管坯在一个波展开长度内密封。芯轴可由进退液压缸 带动,每成一波前进后退各一次,达到连续送进管坯的目的。