三軸同步進給內高壓成形機液壓系統(tǒng)的開發(fā)研究.pdf

1、航空、航天及汽車等工業(yè)領域，對產品結構的輕量化要求較高。內高壓成形技術是適應結構輕量化而發(fā)展起來的先進制造技術，是一種生產復雜截面薄壁金屬構件的先進塑性成形技術，具有生產成本低、材料利用率高和零件質量輕等優(yōu)點。成形設備是實施該技術的基礎，設備的性能極大地影響產品質量。液壓系統(tǒng)是內高壓成形機的關鍵系統(tǒng)之一，是設備其它系統(tǒng)設計的基礎。歐、美等國較早開始研發(fā)并產業(yè)化內高壓成形機，但其設備價格較為昂貴。國內相關設備研發(fā)起步較晚，目前尚無國際知名

2、品牌。國內研發(fā)的設備，大多僅有兩個軸向進給缸且合模力不可變，設備性能及能量利用效率均有待提高。因此，研發(fā)并產業(yè)化經濟實用、節(jié)能高效的三側缸內高壓成形機，具有重要的理論和經濟價值。
　　本文課題來源于廣東省研發(fā)與產業(yè)化基金項目。為開發(fā)中小型三側缸內高壓成形機液壓系統(tǒng)，本文主要研究內容為：
　　（1）設計公稱合模力10 MN、合模力可變、三側缸軸向進給、高低壓組合式充液脹形且最高壓力達300 MPa、帶退料背壓下缸的內高壓成形機

3、液壓系統(tǒng)，并對系統(tǒng)主要部件進行設計或選型。
　　（2）使用AMESim軟件對電液伺服閥、恒壓變量泵等關鍵元件進行建模與動靜態(tài)仿真分析；隨后分別建立合模壓力機、充液脹形、軸向進給和下缸退料四個子系統(tǒng)仿真模型并進行仿真測試；在以上研究的基礎上建立整機液壓系統(tǒng)仿真模型，并應用工程實例進行仿真以測試系統(tǒng)的主要性能，理論驗證設計是否合理可行。
　?。?）在以上設計的基礎上，結合內高壓成形技術的發(fā)展趨勢，創(chuàng)新設計三種設備—多功能自動化內

4、高壓成形機、脹形壓力脈動加載的內高壓成形機和電動靜液作動內高壓成形機。
　　研究結論為：
　?。?）本文設計的內高壓成形機液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)了可變合模力，提高了能量利用效率；三側缸軸向進給擴大了設備的工藝適用范圍；高低壓組合式增壓脹形設計，保證脹形壓力控制精度的同時減小了設備的尺寸。
　?。?）仿真研究表明：本文建立的恒壓變量泵、電液伺服閥的仿真模型正確，精度合適；合模壓力機全流程動作正確，快速運動速度達標，合模時沖擊較小

5、，合模液壓力控制精度高，保壓可靠，卸荷速度快；脹形壓力控制精度不低于0.5 MPa，壓力動態(tài)響應特性較好，充液時間短；軸向進給系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種成形工藝，位移精度不低于0.05 mm，同步精度較高；下缸可以實現(xiàn)頂料和動態(tài)背壓兩種功能；工程實例成形中，系統(tǒng)合模壓力、脹形壓力和軸向進給位移三項指標的控制精度均達到設計要求，整機液壓系統(tǒng)設計合理可行。
　　（3）本文液壓系統(tǒng)的設計思路及方法，對工程實際中內高壓設備的設計具有重要的指導作用；