1、1现代液压成形技术现代液压成形技术23456目录目录一、概述一、概述1.液压成形技术分类和特点液压成形技术分类和特点2.现状与发展趋势现状与发展趋势二、内高压成形（管材）二、内高压成形（管材）1.工艺与应用范围工艺与应用范围2.主要工艺参数主要工艺参数3.缺陷、管材缺陷、管材4.内高压成形设备与模具内高压成形设备与模具三、板材充液拉深三、板材充液拉深工艺、特点和适用范围工艺、特点和适用范围四、封闭壳体无模液压四、封闭壳体无模液压工艺、特点和应用范围工艺、特点和应用范围71.液压成形技术分类和特点液压成形技术分类和特点液压成形（液压成形（Hydroforming）：）：指利用液体作传力介质或模具
2、使工件塑性成形的方法。指利用液体作传力介质或模具使工件塑性成形的方法。按液体介质分：水压成形（纯水或乳化液）、油压成形。按液体介质分：水压成形（纯水或乳化液）、油压成形。按坯料分：管材液压（按坯料分：管材液压（Tube Hydroforming）、板材液压）、板材液压（Sheet Hydroforming）、壳体液压（）、壳体液压（Shell Hydroforming）板材和壳体液压成形压力较小，管材液压成形压力大，故又板材和壳体液压成形压力较小，管材液压成形压力大，故又称内高压成形。称内高压成形。8液压成形特点液压成形特点图为采用液压成形技术制造的欧宝发动机托架零件与传统冲压件的比较，其零件
3、重量降低了30%，模具费用降低了60%，零件的生产成本降低了20%。减轻质量，减少零件和模具数量，减少后续机械加工和组装的焊接量，提高强度与刚度，降低成本。92.现状与发展趋势现状与发展趋势l 内高压成形：成形压力高，最高达400MPa；工艺参数可控，压力精度可达0.20.5MPa，位移精度达0.05mm；零件形状复杂精度高。发展趋势为超高压、超高强度钢成形，热态内压成形等。l 板料液压：筒形、锥形、盒形及复杂形状均可；材料涉及碳钢、高强钢和铝合金等；材料厚度为0.23.2mm；拉深比可达2.6。我国哈工大已能设计生产拉深力达4000kN，成形液压达100MPa的双动液压拉深机，造价成本远低于
4、国外产品。但在超高压、计算机精确控制领域仍有较大差距。发展趋势为大型复杂型面成形、低塑材料拉深等方向。10111213二、内高压成形工艺二、内高压成形工艺l按工艺过程的不同，我们将内高压成型件分为3类:变径管、弯曲轴线异型截面管、多通管。1415变径管液压成形变径管液压成形l应用范围：汽车进、排气系统，飞机管路系统、火箭系统等使用的异型和复杂截面管件。发动机曲轴。l变径管又分对称和非对称两种。适用管件直径25mm200mm，壁厚18mm。汽车和飞机变径管一般为13mm。16变径管液压成形主要参数变径管液压成形主要参数l初始屈服压力、开裂压力、整形压力、轴向进给力、合模力、轴向起皱临界力、补料量
5、等都有相应的理论或经验公式。17内高压成形用管材内高压成形用管材l使用于内高压成形的材料：低碳钢和低合金钢高强钢（抗压级别为300450MPa）、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金和镍基合金。内高压成形强度将达500600MPa。l对管材要求：要满足结构力学性能，成形性能（高塑性），和直径、壁厚精度，清洁度要求。18变径管内高压成形缺陷变径管内高压成形缺陷l 屈曲：成形初期没有建立足够的内压，施加了过大的轴向力造成。l 起皱：成形中后期，内压足够的情况下也可造成起皱。l 开裂：轴向压力及补料量不足的情况下，在内压连续作用下管材过渡膨胀超过其极限膨胀率而导致。l 解决：均可通过改变加载曲线解决。19
6、20弯曲轴线内高压成形弯曲轴线内高压成形l弯曲：保证管材轴线与产品保持一致，为预成型和内高压成型做好准备，数控弯管机，先进绕弯工艺，要注意控制壁厚变化。l预成型：通过预成型使截面变化较大部位得到充分补料。2122多通管内高压成形后续工序多通管内高压成形后续工序l液压冲孔：在液体压力的支撑作用下，利用冲头将管材分离的一种冲孔方法。一般采用冲孔弯曲。l种类：由内向外冲孔、由外向内冲孔。l管端切割：使用激光切割机。23内高压成形设备与模具内高压成形设备与模具l内高压设备组成内高压设备组成合模压力机、高压源、水平缸、液压泵站、水压系统、计算机控制系统。242526板材液压成形板材液压成形l采用液体作为
7、传力介质以代替刚性的凸模或凹模来传递载荷，使坯料在液体压力作用下贴靠凹模或凸模，从而实现金属板材零件的成形。l根据液体介质取代凹模或凸模可将之进一步分类为充液拉深成形和液体凸模拉深成形。27充液拉深成形充液拉深成形l 用液体介质代替凹模传递载荷，液压则作为辅助成形的手段，可减小普通拉深成形中凸、凹模之间坯料的悬空区，使该部分坯料紧贴凸模，零件形状尺寸最终靠凸模来保证。l 充液拉深成形中的液压作用形成了坯料与凸模之间的摩擦保持效果，提高了凸模圆角区板料的承载能力，抑制坯料减薄和开裂，可有效提高成形极限、减少成形道次。同时，液体从坯料与凹模上表面间溢出可形成流体润滑，促进外围板材进入凹模，缓解了零
8、件表面的划伤。28液体凸模拉深成形液体凸模拉深成形l 以液体介质代替凸模传递载荷，液压作为主驱动力使坯料变形，坯料法兰区逐渐流入凹模，最终在高压作用下使坯料贴靠凹模型腔，零件形状尺寸靠凹模来保证。这一成形法通过合理控制压边力可使坯料产生拉-胀成形，应变硬化可提高曲面薄壳零件的刚性、压曲抗力和抗冲击能力。因此，它非常适于铝合金和高强钢等轻合金板料形状复杂（特别是局部带有小圆角）、深度较浅的零件成形。29板材充液拉深板材充液拉深l成形极限高、尺寸精度高、表面品质好、道次少、成本低。3031可控径向加压充液拉深可控径向加压充液拉深 l 在现有充液拉深技术的基础上，辅以独立于液室压力pc的可控径向液压
9、力pr，来推动法兰区材料的流动，配合凸模的拉深进行成形。由于径向液压独立控制，可根据变形材料、零件形状和成形极限，通过增大径向液压来辅助零件的拉深成形，同时利用有益摩擦和流体润滑，避免大高径比、曲面零件成形初期因液室压力过大而导致的悬空区破裂，从而进一步提高零件的成形极限。32可控径向加压充液拉深成形件33充液拉深主要工艺参数充液拉深主要工艺参数l临界充液室压力（使坯料脱离凹模圆角的最小充液室压力）；l拉深力；l压边力。34充液拉深适用范围充液拉深适用范围l筒形、锥形、抛物线形、盒形等超过普通拉深成形极限的板材零件，用于航天领域满足动力学性能的整流罩、头罩，及汽车发动机盖等覆盖件。l适合材料有低碳钢、深冲钢、不锈钢，低塑性高强钢，铝合金等。板材厚3mm一下。l因成形极限高、效率低，一般用于生产批量不大的板材成形。35封闭壳体无模液压封闭壳体无模液压l 工艺过程：平板或经辊弯的单曲率壳版组焊成封闭多名壳体；在封闭壳体内充液（水）；施加内压，壳体塑变趋向球壳。l 优点：不需大型模具和压力机，投资少；生产周期短；超载胀形降低焊接残余应力。l 下料弯卷组装焊接液压胀形36谢谢！
