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铝合金材料空气辅助成形技术 |
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作者：Dietmar Kuhn 来源：MM现代制造 |
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说到汽车轻型结构，大多数专家首先想到的是车身或车身构件，不过，轻型结构的思想包括轻型结构的使用，也早已在制造汽车驱动装置以及汽车底盘部件中得到应用。巴伐利亚的一家汽车制造厂采用了一套全新的方案，已经把汽车前轴梁的重量减轻大约30%。在这种前轴梁上起决定作用的是所谓的中部横管，该横管由6000合金铝方形管组成(图1)。
传统的IHU不能解决问题
不过在结构上的设计和计算表明，这种中间的横管必须具有一定的形状，横管必须弯成这样的形状，此外还要做许多圆形的和方形的孔以便联结。
6000系列铝合金材料中的主要组成部分是金属镁和硅。此种合金的抗拉强度大约在200～350 N/mm2之间。这种相当软的铝的优点是，具有良好的可加工性和良好的耐锈蚀性。这种需要专门技术加工的铝管的外形尺寸为40× 83mm，壁厚分别在3～5mm之间，长度为840mm。
多年来，无论是研发人员还是运营商都已经十分熟练地掌握了在一些生产线上采用传统的内高压成形(IHU)技术。在考虑到经济效益的情况下，经过充分试验后表明，IHU方案是不现实的。针对这些试验的结果，Schnupp Hydraulik公司和汽车制造厂相互合作，开发出了这种空气辅助成形(LGU)的方法(图2)。
图2 空气辅助成形(LGU)的过程
至于这种方法本身，您千万不要以为是用空气进行成形的，方形铝管是在一个凹槽里成形的。管子在量好后，在外部涂上海绵润滑剂，然后借助于机器人把方形铝管放到凹槽里。管子在凹槽里先定中心，定心时采用机械密封件，分别从方形铝管两侧开始进行密封，这样可以把方形铝管绝对密封住。尔后才使用空气辅助法，这就是向内管压充空气。可以采用多种不同的方法测试空气压力值。目前在日常生产中使用的气压约为7 Mpa。在成形过程中要注意防止方形铝管折断在槽壁上。这种弯曲过程持续时间正好是5s。空气在这里的用处是建立一个辅助压力。
该设备核心是液压装置(图3)。为了产生压力，使用了多台内齿轮泵，这些泵向各个驱动部分直接输送空气，或者经过存储器供气。压力转换器通过存储器和比例阀得到供气，可以在1 s内把需要的空气压缩到或者减压到7 MPa 。总的来说，使用的是液压、气动和电驱动，它们既可以用“黑白”按钮控制，也可以进行人工调节控制。
图3 空气辅助成形设备的核心是液压中心，成形和打孔需用的压缩空气是由液压中心提供
往复系统操作各个加工工位
整套设备约有12m长，设备上装有往复系统，往复系统按20s的节拍把管子从一个工位传送到另一个工位。因为在以后的加工工位上，在已经成形的管子上还要加工许多圆形的和方形的孔，而且还要做出许多冲槽。此后再运送到冲洗装置上，冲洗装置后面连接有焊接设备。
使用这种LGU设备已经有大约1年的时间了，而且每天加工大约3000个工件。取得了经验之后，制造厂家和用户异口同声强调说，空气支持成形虽然比传统的IHU法有许多优越性，但也并非所有组件都能放在它上面进行加工。这方面的决定性因素一是金属材料的性能，再则是相应终端产品需要做成一定的形状。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(10/22/2005) |
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