従来の航空宇宙用板金製造プロセスはほとんどが手作業で行われており、構築サイクルが遅く、生産精度が低く、品質にばらつきがあります。航空機の性能に対する要求がますます高まるにつれて、板金部品の形状はますます複雑になっており、その多くは非線形の複雑な表面であるため、板金部品の表面品質と寸法精度はますます高くなっています。高度な自動化技術とインテリジェント製造システムの適用のおかげで、航空製造では技術プロセスの強化が実現し始めています。金属スラブの油圧成形は、金型の代わりに液体を使用したり、液体アシスト成形を使用したりすることで、金型の加工コストを削減し、生産サイクルを短縮し、1つの金型を多目的に使用する効果を実現します。
金属スラブハイドロフォーミングの原理と特徴
この技術は、金属スラブ油圧成形法を使用するものであり、具体的には、硬い凹型の代わりに液体オイルを使用するため、凸型の作用下で液体油圧中のスラブがフィットして成形される、柔軟な成形技術です。この種の板金油圧深絞り成形ユニバーサル金型は主に上型部分と下型部分で構成されており、そのうちの2つのタイプを図1に示します。
具体的には、凹型内に液体を充填し、凸型を下降させると凹型の油圧室内の液体が圧縮されて相対圧力が発生し、ブランクと凸型が密着して強力な摩擦保持効果が生じ、凸型の形状通りにワークを成形する方法です。また、凹型とシート下面との間に流体潤滑が発生し、有害な摩擦抵抗が軽減されます。これにより、シートの成形限界が大幅に高くなるだけでなく、従来の深絞り加工で発生する可能性のある局所的な欠陥が減少し、高精度で良好な表面品質の部品が成形されます。液体オイルの存在により、摩擦保持とオーバーフロー潤滑を特徴とする板金ハイドロフォーミングが行われます。
具体的な実装プロセス
ダブルアクションプレスに搭載された深絞り成形金型の具体的な動作プロセスは次のとおりです。
ステップ 1。図2に示すように、金型の上型と下型は開いた状態です。まず、ロボットは平面上で下型に表面潤滑油を塗布したスラブを下型に挿入し、次に上型のスライドの外側のプレスに接続し、スライドの外側のプレスでエッジリングを押し下げて駆動し、ガイドコラムのプレスエッジリング、ガイドスリーブガイドの役割を果たし、スラブの上面に落下する深絞りリブを使用して圧縮され、内側のスライド、上型の外側スライドプレート、下型のガイドの役割を果たします。ガイドストロークは50mm以上の設計となりますのでご注意ください。
続いて、プレススライダーの駆動下で、プレススライダーに接続された上型が下方に移動し、凸型コアと作動油の二重の役割の下で、スラブの形成が徐々に深くなり、ここで上型の下降速度を厳密に制御して、作動油溝プレートのオーバーフローを防止します。最後に、プレス内のスライドはちょうど下停止に達し、スラブの底面は最終的に油膜の表面でトップブロックに接触し、スプリング圧縮、リミットガイドコラムは機械的なリミットであり、トップブロックを制限して限界を超えてワークピースが潰れるのを防ぐ役割を果たします。穴の底にあるブロックの上部は段付きリミットガイドコラムの上端に挿入でき、ガイドコラムガイドスリーブの形成がガイドの役割を果たします。最後に、スラブ深絞りおよび成形プロセスを完了します。
2番目のステップ。深絞り成形が完了すると、プレスの内スライドにより上型の凸型コアが上向きに脱型されます。同時にプレスのアウタースライドにより上型の圧着リングが上方に上昇します。図 3 に示すように、バネ圧力の作用によりスラブが持ち上げられ、ロボットがスラブを掴んで深絞りと成形のサイクルを完了します。
金型調整時の注意点
金型の具体的な構造を理解する
設計者の設計意図を理解し、エンジニアリング計画、プレスプロセスのステップ、金型の具体的な構造、シーケンスの設置などを注意深く理解します。
金型の具体的な設置条件を確認してください。
(1) 金型が扱える圧力、圧着力、エジェクタ力などの成形要素がプレスに適合しているか、また金型の閉じ高さ、寸法がプレスに適合しているかを確認します。
(2) 金型の取り付け関連寸法がプレスと一致しているかどうかを確認します。
(3) 金型取り付け用のボルトやプレッシャープレートが入手可能であり、要件を満たしているかどうかを確認してください。
(4) 上型と下型にパッドを取り付ける必要があるか、必要なものが準備できているかを確認します。
金型の取り付け
工程図で設定したモデルのプレスに金型を調整して取り付けます。
金型調整
エンジニアリング計画の要件に従ってテスト金型をチェックするには、金型の各作動部品がプレス性能の要件を満たしているかどうかを確認し、合格した部品がプレスアウトできるまで既存の問題を解決するための措置を講じます。
試し打ち
特定の適合性に関する金型テストの最終結果を得るために、多数の部品が打ち抜かれます。
金型のメリット
ダブルアクションプレスにセットされた深絞り成型ダイスで、以下のような特長があります。
(1) 成形限界が向上し、ワークの成形回数、支持金型の数とコストが削減されます。
(2) 成形品の反発力が小さく、内部シワの発生が抑制され、ワークの表面品位や寸法精度が向上します。
(3) 金型の構造がシンプルで、加工精度の要件が低く、汎用性が高く、少数の生産をサポートし、現代の小ロット、多品種の柔軟な加工要件に非常に適しています。
(4) 液体の塗布により、室温での成形が可能となり、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、高温合金、複雑な構造の溶接板などの一部の難成形材料を複雑な部品形状に加工することができます。
（５）このような部品の成形は、硬質金型成形法の局所的主要特徴と組み合わせた液体充填深絞りに使用することができ、液体充填成形ビレットの変形均一性および良好な成形性能の利点を最大限に発揮するだけでなく、局所的微小特徴を形成する剛性金型の利点も最大限に発揮し、複雑な形状の連続的かつ正確な成形を実現することができる。
(6) 特殊プレートでは高い表面品質が要求されます。アルミニウム合金は柔らかいため、従来のプレス加工では部品の表面に傷、しわ、滑り線、その他の欠陥が発生しやすく、後続のプロセスで特別なプロセスを追加して傷を除去する必要があります。液体充填成形では、硬い金型の代わりに高圧流体媒体を使用し、材料表面と硬い金型の間の摩擦を軽減します。
(7) 凹型と圧着リングの作動端部をインサートとして使用し、金型の寿命を向上させます。
(8) 圧着リングと凸型はインナースライドとアウタースライドの間でガイドされますが、この構造の金型は構造が簡単で加工が容易で、ガイド効果も良好です。
(9) 材料が流れやすい部分には、材料が凹型内に均一に流れ込むように制御するため、深絞りリブを配置するのが一般的です。