Quy trình sản xuất kim loại tấm hàng không vũ trụ truyền thống chủ yếu được vận hành thủ công, chu trình xây dựng chậm, độ chính xác sản xuất thấp và chất lượng không đồng đều. Với yêu cầu ngày càng cao về hiệu suất máy bay, hình dạng của các bộ phận kim loại tấm ngày càng trở nên phức tạp và nhiều trong số đó là các bề mặt phức tạp phi tuyến tính, đòi hỏi chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước của các bộ phận kim loại tấm ngày càng cao. Nhờ ứng dụng công nghệ tự động hóa tiên tiến và hệ thống sản xuất thông minh, sản xuất hàng không đã bắt đầu nhận thấy sự nâng cao của quy trình công nghệ. Việc tạo hình thủy lực các tấm kim loại sử dụng chất lỏng thay vì khuôn hoặc sử dụng hình thức hỗ trợ chất lỏng để giảm chi phí xử lý khuôn, rút ngắn chu trình sản xuất và đạt được hiệu quả sử dụng đa mục đích của một khuôn.
Nguyên lý và đặc điểm của hydroforming tấm kim loại
Công nghệ này sử dụng phương pháp tạo hình thủy lực tấm kim loại, cụ thể là sử dụng dầu lỏng thay vì khuôn lõm cứng, để tấm trong áp suất dầu lỏng dưới tác động của khuôn lồi phù hợp với việc tạo hình, là một công nghệ tạo hình linh hoạt. Loại khuôn đúc thủy lực sâu tạo thành tấm kim loại này chủ yếu bao gồm phần khuôn trên và phần khuôn dưới, trong đó có hai loại được thể hiện trong Hình 1.
Cụ thể, phương pháp là đổ chất lỏng vào khuôn lõm, khi hạ khuôn lồi xuống, chất lỏng trong buồng thủy lực của khuôn lõm bị nén, tạo ra một áp suất tương đối, làm cho phôi bám chặt vào khuôn lồi, tạo thành tác dụng giữ ma sát mạnh, nhờ đó phôi được tạo hình chính xác theo hình dạng của khuôn lồi. Ngoài ra, chất lỏng bôi trơn được tạo ra giữa khuôn lõm và bề mặt dưới của tấm, giúp giảm lực cản ma sát có hại. Điều này không chỉ làm cho giới hạn tạo hình của tấm cao hơn nhiều mà còn giảm các khuyết tật cục bộ có thể tạo ra trong quá trình vẽ sâu thông thường, do đó tạo thành các bộ phận có độ chính xác cao và chất lượng bề mặt tốt. Sự hiện diện của dầu lỏng làm cho kim loại tấm được tạo hình bằng cách bôi trơn bằng ma sát và bôi trơn tràn.
Quy trình thực hiện cụ thể
Quy trình hoạt động cụ thể của khuôn dập sâu và tạo hình gắn trên máy ép tác động kép như sau:
Bước một. Như thể hiện trong Hình 2, khuôn trên và khuôn dưới của khuôn ở trạng thái mở. Trước hết, robot sẽ được bôi dầu bôi trơn bề mặt tấm vào khuôn dưới trên mặt phẳng, sau đó kết nối với máy ép bên ngoài cầu trượt trên vòng ép khuôn trên trong máy ép bên ngoài, trượt dẫn xuống, ép vòng cạnh trong cột dẫn hướng, ống dẫn hướng đóng vai trò dẫn hướng, rơi xuống bề mặt trên của tấm, đồng thời sử dụng gân kéo sâu sẽ được nén chặt, cầu trượt bên trong, tấm trượt bên ngoài ở khuôn trên, khuôn dưới đóng vai trò dẫn hướng. Lưu ý rằng thiết kế hành trình dẫn hướng không nhỏ hơn 50mm.
Sau đó, dưới sự dẫn động của thanh trượt máy ép, khuôn trên được kết nối với thanh trượt máy ép xuống dưới, dưới vai trò kép của lõi khuôn lồi và dầu thủy lực, với sự hình thành dần dần của tấm ngày càng sâu và sâu hơn, ở đây để kiểm soát chặt chẽ tốc độ đi xuống của khuôn trên, để ngăn chặn sự tràn của tấm rãnh dầu thủy lực. Cuối cùng, thanh trượt trong máy ép vừa đạt đến điểm dừng dưới, bề mặt dưới cùng của tấm cuối cùng tiếp xúc với khối trên cùng trên bề mặt màng dầu, lực nén lò xo, cột dẫn hướng giới hạn là một giới hạn cơ học, có vai trò hạn chế khối trên để ngăn phôi vượt quá giới hạn bị nghiền nát, phần trên của khối ở dưới cùng của các lỗ có thể được chèn vào đầu trên của cột dẫn hướng giới hạn bậc, sự hình thành của ống dẫn hướng cột dẫn hướng đóng vai trò dẫn hướng. Cuối cùng hoàn thành quá trình vẽ sâu và tạo hình tấm.
Bước thứ hai. Sau khi quá trình vẽ sâu và tạo hình hoàn tất, được điều khiển bởi thanh trượt bên trong của máy ép, lõi khuôn lồi của khuôn trên sẽ được tháo khuôn hướng lên trên. Đồng thời, được dẫn động bởi thanh trượt bên ngoài của máy ép, vòng uốn của khuôn trên được nâng lên trên. Như được hiển thị trong Hình 3, dưới tác động của áp suất lò xo, tấm được nâng lên, sau đó robot lấy tấm và hoàn thành chu trình vẽ sâu và tạo hình.
Những lưu ý khi điều chỉnh khuôn
Hiểu cấu trúc cụ thể của khuôn
Hiểu mục đích thiết kế của các nhà thiết kế, hiểu kỹ về kế hoạch kỹ thuật, các bước của quy trình dập, cấu trúc cụ thể của khuôn, cách lắp đặt trình tự, v.v.
Kiểm tra các điều kiện lắp đặt cụ thể của khuôn.
(1) Kiểm tra xem áp suất, lực uốn, lực đẩy và các bộ phận tạo hình khác mà khuôn có thể mang có tương thích với máy ép hay không, đồng thời kiểm tra xem chiều cao và kích thước đóng của khuôn có tương thích với máy ép hay không.
(2) Kiểm tra xem kích thước lắp đặt của khuôn có phù hợp với máy ép hay không.
(3) Kiểm tra xem các bu lông và tấm ép để lắp đặt khuôn có sẵn và đáp ứng yêu cầu hay không.
(4) Kiểm tra xem khuôn trên và khuôn dưới có cần lắp miếng đệm hay không và các đồ vật cần thiết đã sẵn sàng chưa.
Lắp đặt khuôn
Điều chỉnh và lắp đặt khuôn trên máy ép của bộ mô hình trong bản vẽ quy trình.
Điều chỉnh khuôn
Để kiểm tra khuôn thử nghiệm theo yêu cầu của kế hoạch kỹ thuật, hãy kiểm tra xem từng bộ phận làm việc của khuôn có đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất dập hay không và thực hiện các biện pháp để loại bỏ các vấn đề hiện có cho đến khi các bộ phận đủ tiêu chuẩn có thể được dập ra.
đấm thử
Một số mảnh được đục lỗ để thu được kết quả cuối cùng của quá trình kiểm tra khuôn về mức độ phù hợp cụ thể.
Ưu điểm của khuôn
Đây là khuôn dập sâu và tạo hình được đặt trên máy ép tác động kép và có những ưu điểm sau:
(1) Giới hạn tạo hình được cải thiện và số lần phôi được tạo hình cũng như số lượng và chi phí của khuôn hỗ trợ đều giảm.
(2) Khả năng phục hồi của các bộ phận được tạo hình nhỏ, việc tạo ra các nếp nhăn bên trong bị ngăn chặn, chất lượng bề mặt và độ chính xác về kích thước của phôi được cải thiện.
(3) Cấu trúc khuôn đơn giản, yêu cầu độ chính xác xử lý thấp, tính linh hoạt tốt, hỗ trợ số lượng nhỏ, rất phù hợp với lô nhỏ hiện đại, yêu cầu xử lý linh hoạt đa loài.
(4) do ứng dụng chất lỏng, có thể tạo thành một số vật liệu khó tạo thành ở nhiệt độ phòng, chẳng hạn như hợp kim nhôm, hợp kim magiê, hợp kim titan, hợp kim nhiệt độ cao và tấm hàn kết cấu phức tạp, v.v., có thể được xử lý ở dạng các bộ phận phức tạp.
(5) Việc tạo hình các bộ phận như vậy có thể được sử dụng để vẽ sâu chứa đầy chất lỏng kết hợp với các tính năng chính cục bộ của phương pháp tạo hình khuôn cứng, không chỉ phát huy tối đa các ưu điểm của tính đồng nhất biến dạng phôi tạo hình chứa đầy chất lỏng và hiệu suất tạo hình tốt mà còn phát huy đầy đủ các ưu điểm của khuôn cứng tạo hình các đặc điểm nhỏ cục bộ, có thể nhận ra việc tạo hình tuần tự và chính xác các đặc điểm phức tạp.
(6) Các tấm đặc biệt yêu cầu chất lượng bề mặt cao. Do hợp kim nhôm mềm nên quy trình dập truyền thống có thể dễ dàng gây ra vết trầy xước, nếp nhăn, đường trượt và các khuyết tật khác trên bề mặt của bộ phận, và quy trình tiếp theo phải được sử dụng để loại bỏ vết xước bằng cách thêm một quy trình đặc biệt. Tạo hình chứa đầy chất lỏng sử dụng môi trường chất lỏng áp suất cao thay vì khuôn cứng, làm giảm ma sát giữa bề mặt vật liệu và khuôn cứng.
(7) Khuôn lõm và phần cạnh làm việc của vòng uốn được sử dụng làm vật liệu chèn để cải thiện tuổi thọ của khuôn.
(8) Vòng uốn và khuôn lồi được dẫn hướng giữa thanh trượt bên trong và thanh trượt bên ngoài, khuôn có cấu trúc này có cấu trúc đơn giản, dễ gia công và hiệu quả dẫn hướng tốt.
(9) Ở những nơi vật liệu dễ chảy, thường được bố trí các gân rút sâu để điều khiển vật liệu chảy đều vào khuôn lõm.