液压成形
橡皮液压成形
A
凸模
B 带压边圈的凸模
橡皮成形模具形式
• 凹模（图 C）。带有大圆角的深冲件的最合适模具是凹模。因为凹模 比凸模有更大的拉伸区。凹模能使板料受压区更好的贴附凹模表面。 • 胀形凹模（图 D）。胀形凹模的功用是把预成形的板料胀形进入模腔 内。这种模具应由几部分组成以便于能够拆开，使成形件能取出。
C
橡皮液压成形
橡皮液压成形
• 橡皮成形是利用橡皮囊作为弹性 凹模（或凸模），用液体作为传 压介质，使金属板料随刚性凸模 （或凹模）成形的一种软模凸模 （或凹模）成形方法。其中使板 料沿着模具成形的部分就是橡皮 囊，另外约束板料成形的一部分 就是刚性模。
图 1 橡皮囊液压机
橡皮成形研究和应用现状
• 橡皮囊成形属于液压成形，该成形方法是从管件液压成形推广而来，提出橡 皮成形最早的一份专利是在 1872 年。是用一块厚橡皮盖在模具和毛料之上 ，用一般压床对橡皮加压使零件成形。这种自由橡皮成形的方法有很多的缺 点：橡皮外流，压力小，分布不均匀，橡皮寿命短。 1938 年美国人盖林提出把一叠厚橡皮装在一个金属容框内进行橡皮成形的 专利。 1955 年美国人惠龙提出一个实现 1949 年提出的原理的新机床方案。 1963 年, 为了减轻成形机框架的重量和增强液室的强度,采用钢带缠绕增强 技术。
橡皮成形应用
• 汽车方面，顶盖、挡泥板、行李箱 盖板、车门、1/4 面板、防风支架、 发动机支架、排气罩、减震器托架、 赛车前轮罩、前增强板、摩托车油 箱。
• 飞机方面：现在在国外的现代化飞 机制造厂, 通过橡皮囊液压成形的 零件已达飞机钣金零件总数的50%以 上, 国内也占到 35%~40%, 且有进 一步增多的趋势。由于飞机钣金零 件一般为单件小批量生产, 因此需 要的成形模具数量很大, 以 L15 飞 机为例, 共有橡皮囊液压成形模 619 项, 占其钣金制造工装的 51.4%。
液压成型
图1 空心异形截面零件引言液压成形技术同冲压，焊接等传统的成形技术相比，是一门新型的金属成形技术。
为了解决汽车，航空航天等领域的一些复杂的工艺问题和技术要求，从20世纪50年代起，德、美、日等国科学家在相关领域内先后提出了内高压成形技术和板料液压成形技术。
1985年我国科学家王仲仁教授发明了球形容器无模液压成形技术，提出了壳体液压成形技术。
近几年，依托于计算机控制技术和高压液压系统的发展，液压成形技术迅速发展。
目前，很多复杂结构的零件都可以通过该技术批量地加工生产。
一、液压成形技术的概述1.1 液压成形的定义和分类液压成形也称为液力成形是指利用液体作为传力介质或模具使工件成形的一种塑性加工技术。
按使用的液体介质不同，液压成形分为水压成型和油压成型；按使用的配料不同，液压成形分为管材液压成形，板料液压成形和壳体液压成形。
板料和壳体液压成形使用的成形压力较低，而管材液压成形使用的压力较高，又称为内高压成形，本文中称管材液压成形为内高压成形。
1.2 液压成形的特点现代液压成形技术的主要特点表现在两个方面：①液压成形技术仅需要凸模和凹模中的一个，或者不使用任何模具，这样可以省去一半，甚至不需要花费制造模具的费用和加工时间，而且液体作为凸模可以成形很多刚性凸模无法成形的复杂零件。
②液体作为传力介质具有实时可控性，通过液压闭环伺服系统和计算机控制系统可以按给定的曲线精确控制压力，确保工艺参数在设定的数值内，并且随时间可变可调，大大提高了工艺柔性。
二、内高压成形技术2.1 内高压成形技术的原理及分类内高压成形技术是用管材作为原材，通过对官腔内施加液体压力及在轴向施加负荷作用，使其在给定模具型腔内发生塑性变形，管壁与模具内表面贴合，从而得到所需形状零件的成形技术。
内高压成形技术主要可以整体成型轴线为二维或三维曲线的异形截面空心零件，从材料的初始圆截面可以成形为矩形，梯形，椭圆形或其他异形的封闭界面，如图1所示。
波纹管液压成形原理及工艺方法
波纹管液压成形的原理是，将高压液体（如水或液压油）注入预制的管坯中，使管坯在模具中膨胀，然后压缩，管材发生塑性变形，最终得到成形的波纹管。
这种成形方式可以确保管壁减薄量适中，因为液压在管壁上的作用是均匀的。
波纹管液压成形的工艺方法可以分为以下步骤：
1. 按照设计尺寸截取管坯，将管坯放置在下半模上，并闭合上、下半模，左右冲头延伸至管坯的两个端口中形成密闭的空腔，同时向管坯内注入液体。
2. 增大管坯内部液体压力，高压液体均匀作用于模腔，左右冲头固定，利用液体压力和模腔的约束形成初波。
3. 在初波成形完成后，施加轴向压力使模具进给，直至贴合，将初波挤进模腔，之后进一步增大管坯内部液体压力，使得管壁与模腔贴合并固定波形。
4. 成形完成后先卸内压力，再卸载轴向推力，分开上下模具，冲头退出，取出波纹管管件。
按照管坯上波纹成形的顺序是否连贯，波纹管液压成形技术可以分为整体式成形和连续式成形。
其中整体成形是管坯在模具中加载一次，就可以成形管件上所有的波纹，而连续成形是指每次成形一个波纹，依次成形管坯上设计的所有波纹。
请注意，具体的工艺参数和操作细节可能会因波纹管的材料、尺寸和设计要求等因素而有所不同。
因此，在实际生产过程中，需要根据具体情况进行调整和优化。
机械产品介绍
近20年来，旋压成形技术突飞猛进，高精度数控和录返旋压机不断出现并迅速推广应用，目前正向着系列化和标准化方向发展。
在许多国家，如美国、俄罗斯、德国、日本和加拿大等国己生产出先进的标准化程度很高的旋压设备，这些旋压设备己基本定型，旋压工艺稳定，产品多种多样，应用范围日益广泛。
了解该产品之前我先来了解一下，液压成形工艺和旋压成形工艺，然后做出一个对比。
一、液压技术液压成形技术就是采用水、油或其它液体介质传递压力,使坯料在液体介质压力作用下紧贴刚性凸模或凹模成形。
与传统板材成形相比,板材液压成形技术的工艺难度大,设备结构复杂。
在国外,液压成形通常有专用的液压成形设备,但其价格昂贵,超过国内很多厂家的购买力。
二、旋压成形工艺介绍旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚挤等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，将金属筒坯、平板毛坯或预制坯用尾顶顶在旋压机芯模上，由主轴带动芯棒和坯料旋转，同时旋压轮从毛坯一侧将材料挤压在旋转的芯模上，使材料产生逐点连续的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。
板料旋压成型通用于等断面制件的大批量生产。
由于使用多对辊轮的连续成型，可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材。
加上顺序旋压过程中可以与起状、卷筒、等多种工艺装置连动，形成流水作业，故生产效率极高，成本低廉，是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方法。
如自行车钢圈的生产，自来水管的生产，塑料龙骨的生产，波汶板的生产以及国外广为应用的不锈钢窗框的生产基本原理金属旋压技术的基本原理相似于古代的制陶生产技术。
旋压成型的零件一般为回转体筒形件或碟形件，旋压件毛坯通常为厚壁筒形件或圆形板料。
旋压机的原理与结构类似于金属切削车床。
在车床大拖板的位置，设计成带有有轴向运动动力的旋轮架，固定在旋轮架上的旋轮可作径向移动；与主轴同轴联接的是一芯模(轴)，旋压毛坯套在芯模(轴)上；旋轮通过与套在芯模(轴)上的毛坯接触产生的摩擦力反向被动旋转；与此同时，旋轮架在轴向大推力油缸的作用下，作轴向运动。
液压成形工艺
优点：
原始管坯为低碳钢,管坯的外径 为69. 9mm ,厚度为2. 0mm 工艺过程包括弯曲、液力成形、 冲裁和切边等 左右零件同时用液力成形的方法 生产,然后在下道工序中切开
一、基本情况－－成形原理
管件液压成形原理 1 2
合模
充填介质
3
4
液压胀形 轴向进给
脱模
一、基本情况－－工艺流程
光管
分管
弯曲
切割
液压胀型
预成形
一、基本情况－－主要设备
生产线主要设备：
• • • • • • • • •
CNC弯管机 预成形机及模具 润滑系统 液压成形机及模具 零件端面切割、孔加工及检测 清洗和烘干系统 输送单元 主控系统 测量装置
通用汽车的纵梁
原始管件外径为152. 4mm , 壁厚为2. 0mm , 长度为4876. 8mm 过去采用的方法是采用14 个冲压件焊接或铆接在一起而成 的。现采用液力成形件降低了造价,减轻了重量,并且空间结 构尺寸愈加紧凑
资料来源：管件内高压成型及其在汽车工业中的应用现状
二、应用领域
汽车车身框架
二、应用领域
车身 仪表盘支架 散热器支架 座椅架 车顶侧围横梁 车顶纵梁 底盘 发动机支架 梯形臂 副车架 前后桥 转向系 控制臂 转向柱 从动连杆 其它 排气管 凸轮轴 曲轴
二、应用领域
副车架
此件所采用管件外径为69. 9mm ,壁厚为2. 5mm 传统冲压焊接工艺成形需6 个零件,而液压成形 仅需要一个零件,重量节省了34 %
液压成形
液压成形摘要：液压成形是一种先进的塑性成形技术，是利用液体介质代替凸模或凹模，靠液体介质的压力使材料成形的一种加工工艺。
液压成形技术不但能成形复杂零件还能够提高零件质量减少成形工序降低加工成本特别适合于小批量零件的加工生产。
关键字：管件液压成形. 液压胀形. 板材液压成形.1概述现代工业产品由大批量向多品种和中小批量方向发展。
对于批量小、尺寸多变的复杂形状板材零件，采用传统冲压方法成形时，模具设计、制造与调试需要消耗大量的人力、物力与时间，很难适应现代化发展的需要。
这就迫切需要研究一种新的柔性生产方法，达到既降低成本又缩短制造周期的目的。
液压成形技术正是在这种背景下提出来的液压成形是一种先进的塑性成形技术，是利用液体介质代替凸模或凹模，靠液体介质的压力使材料成形的一种加工工艺。
它能够改善工件内部应力状态，提高板料的成形极限，成形形状复杂的零件，且成形件质量好、精度高、回弹小，具有传统拉深无法比拟的优越性。
液压成形技术不但能成形复杂零件还能够提高零件质量减少成形工序降低加工成本特别适合于小批量零件的加工生产。
液压成形技术早在20世纪40 年代就被用于汽车制造业。
如果按照加工过程的特点,可以分为管件液压成形技术、板料液压成形技术等2 管材液压成形2.1管材液压成形的历史及原理管材液压成形起源于19世纪末, 当时主要用于管件的弯曲。
由于相关技术的限制, 在以后相当长一段时间内, 管材液压成形只局限于实验室研究阶段, 在工业上并未得到广泛应用。
但随着计算机控制技术的发展和高液压技术的出现,管材液压成形开始得到大力发展。
上世纪90年代, 伴随着汽车工业的发展以及对汽车轻量化、高质量和环保的要求, 管材液压成形受到人们重视, 并得到广泛应用。
管件液压成形是以金属管材为毛坯，借助专用设备向密封的管坯内注入液体介质，使其产生高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料，在两种外力的作用下，管坯材料塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件液压成形原理如图1 所示图1 管件液压成形原理示意图当零件轴线不是直线模腔分模面处截面小于管坯截面时，需进行弯管冲压等预工艺，以便管坯能顺利置入模腔中，如有必要，在液压成形之前还需进行退火处理2.2管材液压成形优点：与传统的冲压焊接工艺相比，管件液压成形工艺具有以下优点:(1 ) 减轻零件质量，节约材料; (2 ) 提高零件的强度和刚度，特别是疲劳强度; ( 3) 减少零件数量节约模具成本；(4) 零件整体成形，可减少后续机械加工和组装焊接量，简化生产流程，提高生产效率; (5) 提高加工精度，减少装配误差积累，可提高产品质量; (6)降低生产成本; (7) 结构形状设计更趋灵活优化。
超高压管材液压成形控制系统的研制
２１ ０ １年 ６ 月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴ１ ０Ｎ
ＮＯ ３ ．
Ｊｎ ｕ．
文章 编 号 ：６ ２ ６ １ （ ０ １ ０ — ０ ０ ０ １７ —４ ３ ２ １ ）３ ０９ ． ３
高达 １０ ０ＭＰ ） 使金 属管坯 变 形成 为具 有 三维 形状 ０ ａ 零 件 的现 代塑 性加工 技术 ，属 于液力成 形的 范畴。 国际上能够 提供 管材液 压成形 成套 技术 与设 备 的 制造 商 多 数 集 中在 欧 洲 ，其 中， 以 德 国 舒 勒 公 司 、 Ｓ Ｓ 司 和瑞 典 Ａ ＆ Ｐ 公 Ｐ Ｔ公 司为 主要 代表 … 。这些 公 司 的成套 液压成 形设 备价 格 昂贵 ，对 于一般 的实验研 究
计 。本 文 设 计 的 超 高 压 液 压 系统 主 要 用 于 管 材 液 压 成
水平 缸 的活塞 杆在 液压 油 的推动 下及 时进 给 ，直 至在 端 口处建 立新 的受 力平 衡 。两 端 冲头 的及 时进给 既保
（ ）整 形 阶段 ｃ
图 ｌ 液 压 成 形 原 理 图
作 者 简介 ：孟 艳 敏 （ ９ ７） 女 ， 宁 鞍 山 人 ， １６ － ， 辽 工程 师 ， 士 ， 硕 主要 研 究 方 向 ： 计算 机 控 制 与 自动 化 。
Байду номын сангаас
２１ ０ １年 第 ３期
盂 艳 敏 ， 等 ：超 高 压 管 材 液 压 成 形 控 制 系 统 的研 制
向 的 载 荷 进 行 补 料 。 在 两 种 外 力 的共 同 作 用 下 使 管 材
讲一讲将板材“玩弄”于模具之中的液压成形技术
讲一讲将板材“玩弄”于模具之中的液压成形技术中国航空制造厂的橡皮囊液压成形设备能加工出航空领域中最为常见的各种形式的蒙皮，再经过相应的加工工艺后就可以满足飞机的不同部位的特殊要求，下图左一是焊接后的成型S形进气道蒙皮焊接件，右一为马鞍形蒙皮。
液压成形技术同冲压，焊接等传统的成形技术相比，是一门新型的金属成形技术。
为了解决航空航天,汽车等领域的一些复杂的工艺问题和技术要求，从20世纪50年代起，德、美、日等国科学家在相关领域内先后提出了内高压成形技术和板料液压成形技术。
1985年我国科学家王仲仁教授发明了球形容器无模液压成形技术，提出了壳体液压成形技术。
近几年，依托于计算机控制技术和高压液压系统的发展，液压成形技术迅速发展。
目前，很多复杂结构的零件都可以通过该技术批量地加工生产。
液压成形技术的发展历史液压成形开始于十九世纪末期，当时主要用于管件的成形，由于相关技术的限制在相当长一段时间内，管材液压成形只局限与实验室研究阶段，在工业上没有得到广泛应用。
板材液压成形由管件液压成形引申而来，最初出现的是橡皮膜液压成形。
美国、德国和日本相继于五、六十年代开发出了橡皮囊液压成形技术。
日本学者保日春男首先对此进行了改进，开发出了对向液压拉深技术。
随后欧、没等国家也相继开展这方面的工艺研究及设备的开发工作。
1967年，德国SMG公司提出液压机械拉深技术。
板材液压成形技术在九十年代后得到人们的重视和大力研究。
九十年代后，制造业迅猛发展，零件的形状日趋复杂，加之有大量采用铝、镁等质量较轻、但塑性较差的新材料，使得人们将注意力转向了板材液压成形技术。
到了九十年代后期，德国有关学者提出了一种板材成形新工艺--板材成对液压成形。
相对于国外来说，国内对于液压成形的研究较晚。
上世纪九十年代后，国内众多高校开始对液压成形进行研究，例如哈尔滨工业大学、燕山大学、华南理工大学、上海交通大学等分别对液压成形进行了理论分析和实验研究，总结了很多液压成形的数据和经验，但是对板材成对液压成形的研究相对较少，处于最初的探索阶段。
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液压成形工艺摘要：液压成形是一种先进的塑性成形技术，是利用液体介质代替凸模或凹模，靠液体介质的压力使材料成形的一种加工工艺。
液压成形技术不但能成形复杂零件还能够提高零件质量减少成形工序降低加工成本特别适合于小批量零件的加工生产。
关键字：管件液压成形. 液压胀形. 板材液压成形.1概述现代工业产品由大批量向多品种和中小批量方向发展。
对于批量小、尺寸多变的复杂形状板材零件，采用传统冲压方法成形时，模具设计、制造与调试需要消耗大量的人力、物力与时间，很难适应现代化发展的需要。
这就迫切需要研究一种新的柔性生产方法，达到既降低成本又缩短制造周期的目的。
液压成形技术正是在这种背景下提出来的液压成形是一种先进的塑性成形技术，是利用液体介质代替凸模或凹模，靠液体介质的压力使材料成形的一种加工工艺。
它能够改善工件内部应力状态，提高板料的成形极限，成形形状复杂的零件，且成形件质量好、精度高、回弹小，具有传统拉深无法比拟的优越性。
液压成形技术不但能成形复杂零件还能够提高零件质量减少成形工序降低加工成本特别适合于小批量零件的加工生产。
液压成形技术早在20世纪40 年代就被用于汽车制造业。
如果按照加工过程的特点,可以分为管件液压成形技术、板料液压成形技术等2 管材液压成形2.1管材液压成形的历史及原理管材液压成形起源于19世纪末, 当时主要用于管件的弯曲。
由于相关技术的限制, 在以后相当长一段时间内, 管材液压成形只局限于实验室研究阶段, 在工业上并未得到广泛应用。
但随着计算机控制技术的发展和高液压技术的出现,管材液压成形开始得到大力发展。
上世纪90年代, 伴随着汽车工业的发展以及对汽车轻量化、高质量和环保的要求, 管材液压成形受到人们重视, 并得到广泛应用。
管件液压成形是以金属管材为毛坯，借助专用设备向密封的管坯内注入液体介质，使其产生高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料，在两种外力的作用下，管坯材料塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件液压成形原理如图1 所示图1 管件液压成形原理示意图当零件轴线不是直线模腔分模面处截面小于管坯截面时，需进行弯管冲压等预工艺，以便管坯能顺利置入模腔中，如有必要，在液压成形之前还需进行退火处理2.2管材液压成形优点：与传统的冲压焊接工艺相比，管件液压成形工艺具有以下优点:(1 ) 减轻零件质量，节约材料; (2 ) 提高零件的强度和刚度，特别是疲劳强度; ( 3) 减少零件数量节约模具成本；(4) 零件整体成形，可减少后续机械加工和组装焊接量，简化生产流程，提高生产效率; (5) 提高加工精度，减少装配误差积累，可提高产品质量; (6)降低生产成本; (7) 结构形状设计更趋灵活优化。
由于以上的诸多优点，德国在20世纪90年代率先在汽车工业中实现了生产应用。
之后，管件液压成形技术在欧洲其它国家、北美、日本和韩国等国迅速得到广泛关注和推广。
采用液压成形工艺制造的汽车零件主要有排气系统异型管件、车身框架结构件驱动轴以及安全构件等(约占汽车总重量10～15％)。
如排气岐管、排气管、车顶横梁、仪表盘支架、散热器支架、副车架、车顶纵梁、车身纵梁、座椅架、发动机支架、车门柱、车门槛、侧框、地板横梁、后延纵臂、车桥、转向柱以及保险杠等。
如图1-2是典型的管件液压成形汽车结构类零件典型液压成形汽车零件2.3.管件液压成形设备国际上能够提供液压成形成套技术与设备的制造商多数集中在欧洲，其中，以德国舒勒公司、SPS公司和瑞典AP&T公司为主要代表。
管件液压成形设备目前主要着大合模力、大吨位、超高压、确控制的方向发展。
德国舒勒公司(SchulerAG)开展内高压成形技术的研发始于1994年，目前是全球范围内高压成形成套技术与设备最主要的供应商之一。
1998年，舒勒公司开发成功了世界上最大吨位的管件液压成形液压机，合模力100MN，可以生产长6m的零件。
德国SPS公司(Siempelkamp Pressen Systeme GmbH&Co.)研究液压成形工艺及设备始于1965年，至今已向用户提供了50多台管件液压成形液压机，但近60％是最近6年内交货投产的。
1994年，SPS公司制造的世界上第一条全自动液压成形专用生产线在德国宝马公司工厂投入使用，该生产线主要由2台16MN 内高压成形液压机组成，用于生产轿车后桥上的四种空心铝合金零件，日产量达4500件。
瑞典AP&T公司从事液力成形的研究已有30多年的历史，在注意到液压成形技术广阔的市场前景之后，AP&T司组建AP&T Schafer Technol GmbH公司。
2000年底，AP&T司建成了一台100MN内高压成液压机，用于前期工艺开发和试研究。
2001年底，AP&T公司为国KWS公司制造了一台80MN高压成形液压机，标志着该公司进入本领域国际顶尖设备与工艺应商的行列。
双滑块结构管件液压成形机3液压胀球液压胀球技术为哈尔滨工业大学王仲仁教授首创, 此技术产生于上世纪80年代, 曾先后获得省科技进步一等奖及国家发明奖, 同时在第18届北美加工研究会上, 液压胀球被列为五项新成果之首。
相对于传统的球形容器加工工艺, 此技术具有缩短生产周期, 降低生产成本, 提高成形质量等优点, 且利用此技术不需要大型压力机和模具。
因此, 此技术已逐渐成为制造球形容器的主流技术。
3. 1液压胀球的基本原理其基本原理是用单曲率壳体或板料, 经过焊接后组装成一个封闭的多面壳体或单曲率壳体, 在壳体中充入传压介质, 使之发生塑性变形并逐步胀形成为球形容器。
理论依据: 一是力学上的趋球原理, 即曲率半径不同的壳体在趋球弯矩的作用下将逐渐趋于一致; 二是金属材料存在塑性变形的自动调节能力, 当某一区域的变形过为集中, 则该区域将发生变形强化, 塑性变形将转移至它处。
3. 2液压胀球的关键问题液压胀球成形时有两个关键点: 一是传压介质的加载, 二是焊接的质量。
传压介质的加载包括液压泵的流量、加载速度以及保压时间。
一般来说, 在成形初期可使用大流量和大的加载速度, 但在成形末期, 必须降低流量和加载速度。
同时在成形过程中, 当压力达到适当的值时, 还须保持一段时间, 以利于球壳成形。
焊接质量也决定着成形的成功与否。
焊接质量不好, 会造成成形过程中焊接处开裂。
因此在成形前需对焊接处进行表面探伤, 一旦发现焊接处有裂纹, 需及时修补3. 3液压胀球的应用球形容器与其它容器相比, 有占地面积小, 承载能力大, 制造相同容积的容器所需材料少等优点。
因此石化工业、冶金业以及建筑行业都大量采用球形容器。
这就使得液压胀球技术有着广泛的应用前景。
从技术产生到现在已有日本、新加坡、瑞典等国家购买此技术,国内的不少企业订购此技术生产的球形容器。
安装于贵州省都匀火车站的我国第一只直径8m的钢制球形水塔便是采用液压胀球加工而成。
位于奥林匹克中心直径为4m的艺术网球也采用此技术加工而成。
3. 4液压胀球的新进展现在液压胀球也逐渐用于非球形容器和多层球形容器的成形。
哈尔滨工业大学已经对此作过多方面的理论分析和实验研究, 积累了不少经验, 目前, 已成功加工出花瓶形容器和双层球罐。
4 板材液压成形板材液压成形则是从管件液压成形推广而来。
美国、德国和日本相继于上世纪五、六十年代开发出了橡皮囊板材液压成形技术。
但由于橡皮囊易损坏,且成形时尚需很高压力以消除法兰部位的起皱,在实际生产中并没有得到广泛应用。
后来日本学者对此进行了改进, 去除了橡皮囊, 开发出对向液压拉深技术。
—意力转向了板材液压成形技术板材液压成形具有传统板材成形方式无法比拟的优越性,它不仅可以成形形状复杂的零件,而且成品零件精度高、表面光洁,加工成本可大幅度降低。
4. 1板材液压成形的原理在板材液压成形中,应用最为广泛,技术也最为成熟的是对向液压拉深技术。
图5是其成形过程示意图。
首先将板料放置于凹模上,压边圈压紧板料,使凹模型腔形成密封状态。
当凸模下行进人型腔时,型腔内的液体由于受到压缩而产生高压,最终使毛坯紧紧贴向凸模而成形。
当然,如成形初期对液体压力要求较高,可在成形一开始使用液压泵实行强制增压,使液体压力达到一定值,以满足成形要求4. 2板材液压成形的关键问题在板材的液压成形过程中, 最为关键的问题是压边力和液体压力的控制。
若压边力过小, 零件的法兰边易起皱, 而且成形所需的液体压力难以形成; 反之, 由于压边力过大, 造成材料难以流动, 导致拉裂。
对于液体压力, 若其值过小, 则凸模和板料之间的摩擦力也会很小, 造成凸模和板料之间的相对滑动, 致使板料在成形过程中变薄, 与传统的拉深相差无几; 若其值过大,成形过程中板料又极有可能胀破。
压边力和液体压力之间也有相互联系。
压边力的大小影响着液体压力的大小, 如果压边力控制得当, 在成形过程中, 液体可通过零件法兰处溢出, 溢出的液体能有效地润滑凹模上表面, 降低板料边缘的阻力, 使得零件更易成形。
因此,对压边力和液体压力的控制就决定了零件成形的成功与否。
同管材液压成形一样, 压边力和液体压力的匹配以及加载路径需要从实验中得出, 通过计算机进行精确控制, 方能取得最佳效果。
4. 3板材液压成形的应用现在板材液压成形主要应用于汽车覆盖件生产。
世界众多著名汽车制造商都在采用此技术, 丰田公司所使用的板材液压成形机的成形力达40000kN, 能成形平面尺寸为1300mm×950mm, 重达7kg [ 7]。
同时, 板材液压成形也用于航天、航空制品的生产, 如通信用的雷达罩也逐渐采用液压成形加工。
4. 4板材液压成形的新进展现在板材液压成形的进展主要体现在以下几个方面, 一是对现有工艺的引申和扩展。
例如周向液压拉深技术以及板材成对液压成形技术等。
周向液压拉深技术是在对向拉深的基础上将液体介质引导至板材外周边, 从而对板材产生径向推力, 使板材更易向凹模内流动, 同时在板材上下两面实现双面润滑, 减小了板材流动阻力, 进一步提高成形极限。
周向液压拉深的拉深比可达到3. 3, 高于一般的液压拉深所能达到的拉深比。
板材成对液压成形工艺适用于箱体零件的成形。
成形前需先将板材充液预成形, 切边后再将周边焊接, 然后在两板中间充入高压液体使其贴模成形。
中间过程采用焊接, 可使两块板材准确定位, 保证了零件精度。
同时焊接后再充液成形, 能消除焊接引起的变形。
图6则是板材成对液压成形的示意图。
板料成对液压成形另一方面则是技术的改进。
由于压边力在成形中起着重要的作用, 对于不规则的零件, 在成形时法兰处材料的流动情况是不一样的, 为了控制法兰不同区域材料的流动, 有关专家研制出了多点压边系统。