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          新聞資訊

          中科院科普問答——為你揭開內高壓成形的奧秘(其二)

          2017-09-12
          摘要:NO.1 問:結構途徑減重的幾種方法? 答:(1)對于載荷大小變化的情況,在保證強度的基礎上,通過設計合理的變截面,適應不同的載荷,以減輕結構質量。 (2)在相同質量下,不同的截面形狀,其截面模量不同,可通過選擇截面形狀提高結構的強度和剛度。 (3)采用空心結構替代實心結構。 (4)采用封閉界面結構 […]

          NO.1

          問:結構途徑減重的幾種方法?

          答:(1)對于載荷大小變化的情況,在保證強度的基礎上,通過設計合理的變截面,適應不同的載荷,以減輕結構質量。
          (2)在相同質量下,不同的截面形狀,其截面模量不同,可通過選擇截面形狀提高結構的強度和剛度。
          (3)采用空心結構替代實心結構。
          (4)采用封閉界面結構代替焊接截面結構。興迪液壓機在這方面可說是做到了合理利用的最大化。

           

          NO.2

          問:內高壓成形與沖壓焊接工藝相比的主要優點有哪些?

          答:(1)減輕質量,節約材料。一般來說,對于框、梁類結構件,內高壓成形件比沖壓件減輕20% ~ 40%,對于空心軸類件可以減輕40% ~ 50%。
          (2)減少零件和模具數量,降低模具費用。內高壓成形件通常僅需要一套模具,而沖壓件大多需要多套模具。例如興迪制作的副車架零件可以從6個減少到1個;散熱器支架零件由17個減少到10個。
          (3)可減少后續機械加工和組裝焊接量。以散熱器支架為例,散熱面積增加43%,焊點由174個減少到20個,裝配工序由13道減少到6道,生產率提高66%。
          (4)提高強度和剛度,尤其是疲勞強度。以散熱器支架為例,垂直方向疲勞強度提高了39%,水平方向則提高了50%。
          (5)材料利用率高。內高壓成型件的材料利用率為90% ~ 95%,而沖壓件材料僅為60% ~ 70%.
          (6)降低生產成本。根據德國某公司對已應用零件統計分析,內高壓成形件比沖壓件費用平均降低15% ~ 20%,模具費用降低20% ~ 30%。而興迪源機械的內高壓成型設備都可以實現以上優點

           

          NO.3

          問:內高壓成形的缺點有哪些?

          答:(1)由于內壓較高,需要較大噸位的興迪液壓機作為合模壓力機。例如對于內徑為100mm、長度2.5m的管材,當成形壓力位100MPa時,合模力為25000kN;當成形壓力達到200MPa時,合模力已經超過了50000kN。
          (2)高壓源及閉環實時控制系統復雜,造價高昂
          (3)由于成形缺陷和壁厚分布與加載路徑密切相關,零件試制研發費用高,必須充分利用數值模擬進行工藝參數優化。

           

          NO.4

          問:板料液壓成形主要分為哪兩類,優點是什么?

          答:板料液壓成形分為充液拉深成形和液體凸模拉深。充液拉深是用液體介質代替凹模,而液體凸模拉深是以液體介質作為凸模。
          充液拉深的主要優點是可以提高成形極限和減少成形道次,例如對于圓筒形件普通拉深一個道次最大拉深比為2,而充液拉深一個道次拉深比可以達到2.6,有時可以接近3。
          液體凸模拉深的主要優點是可以一道次成形深度較大的復雜型面零件,由于在成形的最后階段可以通過高壓液體(相當于柔性凸模)整形使得板料完全貼靠模具,因此可以成形出帶有較小過渡圓角的復雜空間曲面,但這些復雜的模具可通過興迪液壓機成形,穩定有效率。

           

          NO.5

          問:板料液壓成形技術的主要缺點是什么?

          答:(1)生產效率偏低。由于液體充放需要時間,因此成形周期比普通拉深長。在汽車工業中,一般適用于小批量高檔轎車的復雜零件或高強鋼成形。在國防工業中適合于鋁合金等低塑性材料復雜型面零件的成形。
          (2)設備噸位大。由于液體反力的作用,拉深同樣尺寸的零件所需要的成形力遠大于普通拉深。興迪的板材充液成形機在這些方面都有所改進。

           

          NO.6

          問:殼體液壓成形的特點是什么?

          答:殼體液壓成形是采用一定形狀的封閉多面殼體作為預成形坯,在封閉多面殼體內充滿液體后,通過液體介質在封閉多面殼體內加壓,在內壓作用下殼體產生塑性變形而逐漸趨向于最終的殼體形狀。最終的殼體形狀可以是球形、橢球形、環殼和其他形狀殼體,興迪液壓機對產品成型比較專長。

           

          NO.7

          問:殼體液壓成形主要優點是什么?

          答:(1)不需要模具和壓力機。從力學角度看,該技術的原理是利用整體封閉殼體內壓作用時自身平衡力系,即整體封閉殼體本身既是變形體又是實現力系平衡的載體,從而實現了不用壓力機和模具成形大型殼體。
          (2)容易變更殼體壁厚和直徑,由于不需要模具和壓力機,對于所需要的直徑和厚度的殼體,只要設計了合理的預成形坯封閉多面殼體,就可以直接加壓成形,而傳統的模壓成形技術,一種直徑球殼需要一套模具,一種規格的橢球殼體則需要好幾套模具。
          (3)產品精度高。由于把殼體制造工藝由傳統的“先成形后焊接”變為了“先焊接后成形”,成形過程實際對前期焊接變形有一個校形作用,最終產品的尺寸精度提高。
          (4)降低成本,縮短制造周期。由于不使用模具和壓力機,節省了壓型時間和模具費用。(此內容提取自興迪源機械官網)

           

          NO.8

          問:殼體液壓成形的主要缺點是什么?

          答:(1)由于該技術為先焊接后成形,封閉多面殼體的焊縫會在成形過程中承受一定的塑性變形,如果焊縫質量存在問題,會引起開裂,造成整個殼體報廢。對于厚板和低合金鋼這種問題更嚴重,因此,控制焊接質量是關鍵所在。
          (2)對于大型殼體,成形過程的支撐基礎難度大,費用高。例如直徑12.3m的球殼,容積為1000m3,需要解決支撐1000t水及殼體自重的基礎。(此內容提取自興迪源機械官網)

           

          NO.9

          問:現代內高壓成形與早期的液壓脹管工藝有什么區別

          答:(1)現代內高壓成形所采用的成形壓力遠高于早期脹形技術,一般在幾百兆帕,有時甚至可以超過1000MPa。
          (2)包括內壓,軸向進給等在內的工藝參數可以通過計算機閉環控制系統實現高精度控制。
          (3)現代內高壓成形的零件形狀復雜,精度高,可以整體成形三維曲線異型截面復雜結構件。 現代的內高壓技術在興迪內高壓成形機上有所體現。

           

          NO.Ⅹ

          問:現代內高壓成形技術的兩個關鍵技術是什么?

          答:一是液體介質超高壓動密封技術,它實現了400MPa以上的超高壓的長時間穩定密封;二是超高壓計算機閉環控制技術,它不但實現了對給定加載曲線的高精度的跟蹤,而且控制系統的快速響應和反饋,大大提高了加工精度和加工效率,如興迪內高壓機的效率與穩定性就能體現出來。

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