內(nèi)高壓成形機(jī)按合模壓力機(jī)主油缸行程分類，可分為長行程和短行程兩類。當(dāng)合模、開模與鎖模過程均由主油缸來完成時，主油缸的工作行程較長，因此稱為長行程內(nèi)高壓成形機(jī)。當(dāng)合模和開模過程大部分行程山提升油缸(軸助油缸)來完成，而僅僅鎖模過程由主油缸來完成時，稱為短行程內(nèi)高壓成形機(jī)。按機(jī)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，可以把內(nèi)高壓成形機(jī)分為四柱式、框架式和開式(C型)三大類，其他如雙柱式和楔塊式等比較少見。

日前內(nèi)高壓成形機(jī)制造企業(yè)主要集中在歐洲，主要的內(nèi)高壓成形機(jī)制造公司有德國舒勒(?SCHULER)公司、SPS公司，瑞典AP&T公司、?Schaefer公司等。目前生產(chǎn)應(yīng)用的內(nèi)高壓成形裝備高壓源最高壓力為400MPa,用于轎車零件生產(chǎn)的內(nèi)高壓成形機(jī)噸位多為5000-6000t,用于卡車零件的內(nèi)高壓成形機(jī)噸位達(dá)12000t,臺面達(dá)6m×2.5m,水壓系統(tǒng)流量達(dá)到400L/min,設(shè)備均采用PLC或計算機(jī)控制，最多可實現(xiàn)32軸的伺服控制。

一、長行程內(nèi)高壓成形機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點：

長行程內(nèi)高壓成形機(jī)的合模壓力機(jī)可采用傳統(tǒng)的通用液壓機(jī)，由液壓機(jī)的主缸進(jìn)行模具提升與閉合，并在成形過程中施加合模力，典型結(jié)構(gòu)如圖6-6所示。長行程內(nèi)高壓成形機(jī)主缸行程一般在400mm以上。

圖6-6?長行程內(nèi)高壓成形機(jī)示意圖

通用液壓機(jī)技術(shù)成熟度高，在其基礎(chǔ)上制造的長行程內(nèi)高壓成形機(jī)具有設(shè)備通用性好、設(shè)備結(jié)構(gòu)系列化、配件系列化的優(yōu)點，便于維護(hù)和產(chǎn)品變更，將內(nèi)高壓成形機(jī)上水平缸和模具取下，即可用于板料沖壓生產(chǎn)等其他用途。

長行程內(nèi)高壓成形機(jī)的主要缺點：

①主油缸容積大，需要大流量泵；

②液壓油壓縮量大、建立合模力時間長，能量損失大；

③模具提升和閉合均使用主油缸，開合模具時間長，效率低。

長行程內(nèi)高壓成形機(jī)多在立柱式液壓機(jī)基礎(chǔ)上制造。立柱式內(nèi)高壓成形機(jī)常見結(jié)構(gòu)為四柱式，即以通用三梁四柱式液壓機(jī)作為合模壓力機(jī)，配合其他部件構(gòu)成內(nèi)高壓成形機(jī)。對于某些噸位較小的情況，也可采用雙柱式合模壓力機(jī)。

四柱式合模壓力機(jī)由上橫梁、活動橫梁、下橫梁(工作臺)及四根立柱構(gòu)成封閉的機(jī)身。主油缸固定在上橫梁中，主油缸柱塞與活動橫梁剛性連接，立柱與上、下橫梁之間采用鎖緊螺母鎖緊，活動橫梁的運動由立柱導(dǎo)向，在主油缸作用下上下移動。在活動橫梁和工作臺面上分別安裝上模和下模，合模力由上下橫梁和立柱組成的框架承受。

四柱式合模壓力機(jī)的優(yōu)點是：四面均不封閉，操作空間大，設(shè)備靈活性強比較適于內(nèi)高壓成形機(jī)水平缸系統(tǒng)和模具的布置，尤其在用于U形、S形彎曲軸線件和三通、多通管件內(nèi)高壓成形時，水平缸和模具可根據(jù)工藝需要方便地布置在設(shè)備工作臺的任意方向；由于橫梁、立柱分別加工降低了工藝難度和工序復(fù)雜性，設(shè)備總體造價低于焊接框架式。

四柱式合模壓力機(jī)的缺點：立柱截面尺寸小，抗彎性能差，設(shè)備整體剛性差，彈性變形量較大，因此比較適于較低噸位內(nèi)高壓成形機(jī)；橫梁與立柱之間有間隙且難以調(diào)整，活動橫梁運動精度與框架式相比較低，承受偏載的能力差。

例如德國舒勒公司生產(chǎn)的30000kN內(nèi)高壓成形機(jī)，其合模壓力機(jī)為四柱式，公稱合模力30000kN,壓力機(jī)臺面尺寸為3150mm×1400mm,配置了最高內(nèi)壓400MPa、高壓腔容積4L的增壓器。由于設(shè)備臺面很大，對于需要合模力較小的零件，可采用一模兩件的形式進(jìn)行生產(chǎn)，配備了液壓沖孔系統(tǒng)，可在零件成形結(jié)束卸壓前完成沖孔工序。設(shè)備可全自動操作，生產(chǎn)效率高，按每天3班計算，年產(chǎn)量達(dá)75萬件。

二、短行程內(nèi)高壓成形機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點：

短行程內(nèi)高壓成形機(jī)的主油缸行程一般小于50mm,開模、合模均由輔助的小噸位提升缸完成，因此合模與開模速度較快，主缸行程小，因此容積小，可快速建立合模力，生產(chǎn)效率高。

圖6-7所示為一種短行程內(nèi)高壓成形機(jī)，其開模、合模動作由置于上橫梁的小噸位長行程缸來完成，開模狀態(tài)如圖6-7(a)所示，在模具閉合后，由兩個小型水平定位油缸將兩個剛性定位塊由兩側(cè)推入滑塊和上橫梁之間，最后由集成于設(shè)備工作臺內(nèi)的短行程缸施加合模力，由于短行程缸只需補償設(shè)備框架模具的彈性變形和定位塊處的間隙，其行程可以非常小。

圖6-7短行程內(nèi)高壓成形機(jī)示意圖

　　(a)結(jié)構(gòu)形式；(b)合模狀態(tài)。

該合模壓力機(jī)僅可在很短的行程內(nèi)輸出最大壓力，只能專用于內(nèi)高壓成形生產(chǎn)，設(shè)備通用性差；壓力機(jī)上還附加了2個水平定位油缸和1個長行程缸，機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對機(jī)架的剛度要求也較高。

短行程內(nèi)高壓成形機(jī)多采用框架式機(jī)身?？蚣苁綑C(jī)身一般為空心箱形結(jié)構(gòu)，前后敞開，但左右封閉，立柱部分做成矩形截面或Π形截面，并在內(nèi)側(cè)裝有兩對可通過螺栓調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌，活動橫果的運動精度山導(dǎo)軌保證。

框架式合模壓力機(jī)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)抗彎性能較好，運動精度較高，其中焊接框架式機(jī)身重量較輕，運輸、安裝較方便。其缺點是在相同臺面尺寸下，框架式結(jié)構(gòu)與四柱式相比，可用操作空間尺寸較??；并且焊接框架的整體退火和后續(xù)加工導(dǎo)致造價較高。由于剛性好，框架式機(jī)身更適用于大噸位內(nèi)高壓成形機(jī)的制造。

瑞典?Schaefer公司設(shè)計了結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝的短行程新型合模壓力機(jī)，總高5.1m,可直接安裝在混凝土地面上，而不需龐大的基礎(chǔ)。?SCHULER和AP&T公司也開發(fā)了用于內(nèi)高壓成形的機(jī)械鎖模裝置，這樣的鎖模裝置可不采用液壓系統(tǒng)建立合模力，使內(nèi)高壓成形件的生產(chǎn)周期縮短了25%。德國舒勒公司、萬家頓公司和斯圖加特大學(xué)等共同研發(fā)了一種框架式短行程內(nèi)高壓成形機(jī)，公稱合模力35000N,合模主缸的行程僅50mm,工作壓力60MPa,臺面尺寸2500mmx900mm,最大內(nèi)壓420MPa。

采用四柱式機(jī)身也可以制造短行程內(nèi)高壓成形機(jī)，瑞典AP&T公司研制的短行程內(nèi)高壓成形機(jī)HF50000，其鎖模油缸置于下橫梁內(nèi)，公稱合模力50000kN,行程僅20mm,而在上橫梁安裝兩個推力為2000kN的油缸完成模具提升與閉合的動作，其最大行程為1100mm,設(shè)備臺面有效尺寸為3000mmx2500mm。該設(shè)備配備了最高壓力400MPa,高壓腔容積為4L的增壓器，可滿足副車架等結(jié)構(gòu)件內(nèi)高壓成形的要求。

日本等亞洲國家也相繼開展了內(nèi)高壓成形機(jī)研發(fā)，日本水壓工業(yè)所研制了種機(jī)械鎖模裝置，可以利用小噸位的液壓機(jī)制作大型的內(nèi)高壓零件；日本川崎油工在普通油壓機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)了公稱合模力50000kN的內(nèi)高壓成形機(jī)。

【興迪源機(jī)械內(nèi)高壓成形設(shè)備優(yōu)勢】

興迪源機(jī)械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機(jī)械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。

興迪源機(jī)械是以內(nèi)高壓成形技術(shù)為核心，以內(nèi)高壓成形機(jī)、內(nèi)高壓水脹成形機(jī)、內(nèi)高壓板材充液成形機(jī)、內(nèi)高壓三通機(jī)等設(shè)備為主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家。興迪源機(jī)械建立有液力內(nèi)高壓成形機(jī)械工程技術(shù)研究開發(fā)中心，并與中國科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開展長期的科研課題開發(fā)合作。

部分文段和圖片摘自：

《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》

作者：苑世劍

由興迪源機(jī)械編輯

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