杆件液压成形技术

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1、文献综述专业机械设计制造及其自动化学生姓名郑健健班级B机制031学号0310110101指导教师吴乃领5文献综述1引言杆件液压成形技术是用杆材作为坯料，通过对杆腔内施加液体压力、轴向施加负荷作用，使其在给定模具型腔内发生塑性变形，杆壁与模具内表面贴合，从而得到所需形状零件的技术。它主要用于制造空心零件，由于该工艺属于无切削加工，材料且零件集成度好，因此在国内外受到了广泛重视。目前德国、美国、日本等国都对该技术做了大量研究，并逐步开始应用于航空、航天、汽车、化工、机械、民用等领域。特别是最近几年来，由于汽车工业轻量化、安

2、全性、经济性等方面的要求，采用杆件液压成形技术制造的杆状零件相比传统冲压、焊接工艺具有工序少、成本低，零件重量轻，零件强度刚度好，装配精度高等优点，因此受到汽车制造业的广泛关注。2成型工艺过程与设备杆件液压成形工艺过程要求液压成形设备既能提供预成形压力、合模力、内高压压力、端面密封、轴向进给等，又能实现密封、内压力与轴向进给匹配关系的精确控制，因此对设备控制方面的要求很高。当前液压压力机设备的控制系统主要有以继电器、可编程控制器和工控机为主的几种类型。以压力继电器为主控元件的传统型，这种类型的液压机其电路简单，相应的控

3、制功能也较简单。它主要用于成形工艺过程简单、对控制要求不高，单机工作，适应性不强的场合，比较适合于对产品精度要求不高的大批量生产。可编程控制器的控制系统，目前正广泛被应用的新型工业自动控制系统。它不仅可以进行数字逻辑控制，而且还可对模拟量进行控制。可编程控制器与继电器相比有更高的稳定性和灵活性。但与工业控制机的精度和灵活性还是有一定的差距。在杆件液压成形中的内压力与轴向进给需按照事先设定的任意曲线高精度地实时变化，并且考虑到时间延时，采用PLC并不能完全满足控制的要求。应用工业控制计算机的高性能液压控制系统，这种控制方

4、式是一种采用全计算机反馈控制方式。它是以单片机作为主控处理单元，通过与外围的接口器件（如专用的A/D和D/A转换板）相连或直接应用一种所谓的数字阀实现对液压系统的实时控制，同时把各种传感器组成一个闭环式的回路，通过反馈控制系统，达到精确地控制液压系统动作的目的。这种控制思路的主要优势：具有非常友好的人机对话界面，操作简单，控制精度高，延时小，特别适合于对精度和延时要求较高的高速化生产，同时通过工控机还可瞬时地逐个地调整各影响工作参数的数值，可大大缩短由于调整参数所带来的滞后时间。不光如此，应用工控机还可通过软件调整来进

5、行故障诊断和消除噪声，提高系统的稳定性。目前，具有良好控制功能的超高压杆件液压成形设备在已国外开始应用。国内关于杆件液压成形技术的研究起步较晚，特别是关于液压成形设备方面的研究更少。为开展杆件液压成形技术及其制造设备关键技术的研究，很有必要开展杆件液压成形压力机的研制工作。53杆件液压成形液压压力机的研制根据杆件液压成形工艺过程特点，采用计算机控制的杆件液压成形液压机应具有如下基本功能：(1)主缸提供一定的压力，满足成形过程中合模力的要求，并能利用主缸实现杆坯预成形。在预成形过程中可以利用计算机控制主缸下行的速度、位置

6、。需要时还可控制其下行速度、位置与内压力大小变化相配合，实现在杆腔内有一定内压力条件下的预成形，避免预成形时杆坯被压溃。(2)采用左右两个侧压缸，实现杆件端面推力、轴向进给量的要求，以满足成形过程中密封、进给等工艺动作。可以方便的调节控制左右侧压缸推力、进给量大小，保证工件质量。(3)工作台上按照一定角度布置一个平衡缸，用于成形带支杆类的杆件时起平衡作用。平衡缸压力的大小可以根据成形中成形支杆高度的变化预先设定实现控制。(4)增压器实现系统高压的要求，在成形不同材料时可以方便地进行高、低压力源的切换。可以方便地调节控制

7、输出压力的大小，以满足成形过程中对胀形内压力要求。(5)通过压力传感器、位移传感器，可以显示、记录和打印成形过程中的工艺参数。(6)采用液压机构实现液压机工作时，滑块速度的调节。综合上面的功能要求，该压力机主要有机架、两个侧压缸、增压器、液压伺服系统及计算机控制系统组成等几大部分，各个部分相互关联也相对独立。经上海交通大学车身制造技术中心研制，湖州机床有限公司制造，由计算机控制的杆件液压成形液压压力机被成功开发。该设备结构如图2所示，其主要技术参数如表1所示。该压力机能够实现杆件液压成形过程中预成形、端面密封、内高压充

8、液、轴向进给以及内高压压力与轴向进给量之间匹配关系的良好控制。3.1工作原理5进行杆件液压胀形时，在工作台上放置并调整和固定好模具，先将杆坯放入下模腔内（直杆、预弯或预成形后的杆），设定好工艺参数，开启压力机；两侧压缸分别驱动挤压头同时前进，到第一个位置设定值后停止，为将杆腔内的空气排出以便建立高内压环境，挤压头还没全部封死杆口时