液壓機(jī)(又名:油壓機(jī))利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械,種類液壓機(jī)很多。當(dāng)然,用途也根據(jù)需要是多種多樣的。如按傳遞壓強(qiáng)的液體種類來分,有油壓機(jī)和水壓機(jī)兩大類。水壓機(jī)產(chǎn)生的總壓力較大,常用于鍛造和沖壓。鍛造水壓機(jī)又分為模鍛水壓機(jī)和自由鍛水壓機(jī)兩種。模鍛水壓機(jī)要用模具,而自由鍛水壓機(jī)不用模具。我國(guó)制造的第一臺(tái)萬(wàn)噸水壓機(jī)就是自由鍛造水壓機(jī)。
1795年,英國(guó)的J.布拉默應(yīng)用帕斯卡原理發(fā)明了水壓機(jī),用于打包、榨植物油等。到19世紀(jì)中期,英國(guó)開始把水壓機(jī)用于鍛造,水壓機(jī)遂逐漸取代了超大型蒸汽鍛錘。到19世紀(jì)末,美國(guó)制成126000千牛自由鍛造水壓機(jī)。此后,全世界先后制造20余臺(tái)10萬(wàn)千牛級(jí)的自由鍛造水壓機(jī),其中中國(guó)制造的有2臺(tái)(見彩圖)。隨著電動(dòng)高壓泵的出現(xiàn)和完善,鍛造水壓機(jī)也向較小噸位方向發(fā)展。20世紀(jì)50年代后出現(xiàn)了小型快速鍛造水壓機(jī),可進(jìn)行相當(dāng)于30~50千牛鍛錘所做的工作。40年代,德國(guó)制成180000千牛的巨型模鍛水壓機(jī),此后全世界先后制成180000千牛以上的模鍛水壓機(jī)18臺(tái),其中中國(guó)制造的一臺(tái)為300000千牛。
液壓機(jī)與傳統(tǒng)沖壓工藝相比優(yōu)勢(shì)以及優(yōu)點(diǎn)介紹
一、優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)的沖壓工藝相比,液壓成形工藝在減輕重量、減少零件數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度與強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本等方面具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),在工業(yè)領(lǐng)域尤其是汽車工業(yè)中得到了越來越多的應(yīng)用。 在汽車工業(yè)及航空、航天等領(lǐng)域,減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量以節(jié)約運(yùn)行中的能量是人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo),也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。液壓成形(hydroforming)就是為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的一種先進(jìn)制造技術(shù)。 液壓成形也被稱為“內(nèi)高壓成形”,它的基本原理是以管材作為坯料,在管材內(nèi)部施加超高壓液體同時(shí),對(duì)管坯的兩端施加軸向推力,進(jìn)行補(bǔ)料。在兩種外力的共同作用下,管坯材料發(fā)生塑性變形,并最終與模具型腔內(nèi)壁貼合,得到形狀與精度均符合技術(shù)要求的中空零件。
二、優(yōu)點(diǎn)
對(duì)于空心變截面結(jié)構(gòu)件,傳統(tǒng)的制造工藝是先沖壓成形兩個(gè)半片,然后再焊接成整體,而液壓成形則可以一次整體成形沿構(gòu)件截面有變化的空心結(jié)構(gòu)件。與沖壓焊接工藝相比,液壓成形技術(shù)和工藝有以下主要優(yōu)點(diǎn): □ 減輕質(zhì)量,節(jié)約材料。對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)托架、散熱器支架等典型零件,液壓成形件比沖壓件減輕20%~40%;對(duì)于空心階梯軸類零件,可以減輕40%~50%的重量。
□ 減少零件和模具數(shù)量,降低模具費(fèi)用。液壓成形件通常只需要1套模具,而沖壓件大多需要多套模具。液壓成形的發(fā)動(dòng)機(jī)托架零件由6個(gè)減少到1個(gè),散熱器支架零件由17個(gè)減少到10個(gè)。 □ 可減少后續(xù)機(jī)械加工和組裝的焊接量。以散熱器支架為例,散熱面積增加43%,焊點(diǎn)由174個(gè)減少到20個(gè),工序由13道減少到6道,生產(chǎn)率提高66%。
□ 提高強(qiáng)度與剛度,尤其是疲勞強(qiáng)度,如液壓成形的散熱器支架,其剛度在垂直方向可提高39%,水平方向可提高50%。
□ 降低生產(chǎn)成本。根據(jù)對(duì)已應(yīng)用液壓成形零件的統(tǒng)計(jì)分析,液壓成形件的生產(chǎn)成本比沖壓件平均降低15%~20%,模具費(fèi)用降低20%~30%。