液壓成型技術(shù)

1、液壓成型技術(shù)液壓成型技術(shù)液壓成型概述液壓成型概述液壓成型技術(shù)同沖壓，焊接等傳統(tǒng)的成型技術(shù)相比，是一門新型的金屬成型技術(shù)。為了解決汽車，航空航天等領(lǐng)域的一些復(fù)雜的工藝問題和技術(shù)要求，從20世紀(jì)50年代起，德、美、日等國科學(xué)家在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)先后提出了內(nèi)高壓成型技術(shù)和板料液壓成型技術(shù)。1985年我國科學(xué)家王仲仁教授發(fā)明了球型容器無模液壓成型技術(shù)，提出了殼體液壓成型技術(shù)。近幾年，依托于計算機(jī)控制技術(shù)和高壓液壓系統(tǒng)的發(fā)展，液壓成型技術(shù)迅速發(fā)展。目前，很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件都可以通過該技術(shù)批量地加工生產(chǎn)。液壓成型概念液壓成型概念 液壓成型是指利用液體作為傳力介質(zhì)或模具使工件成型的一種塑性加工技術(shù)，也稱液力成型。

2、分類分類按使用的液體介質(zhì)不同按使用的液體介質(zhì)不同 可將液壓成型分為水壓成型和油壓成型。水壓成型水壓成型：使用的介質(zhì)為純水或水添加一定比例的乳化油組成的乳化液油壓成型：油壓成型：油壓成型的介質(zhì)為液壓傳動油或機(jī)油按使用坯（按使用坯（pipi）料不同）料不同，可分為板材液壓成型、殼體液壓成型、管材液壓成型 。而管材液壓成型使用的壓力較高，又稱為內(nèi)高壓成型 板材液壓成型 板材液壓成型是利用液體作為傳力介質(zhì)來傳遞載荷，使板材成型到單側(cè)模具上的一種板材成型方法。 根據(jù)液體介質(zhì)取代凹?；蛲鼓？蓪⒅M(jìn)一步分為： 1.1.充液拉深充液拉深（用液體介質(zhì)代替凹模）。 2.2.液體凸模拉深液體凸模拉深（以液體介質(zhì)作為

3、凸模）。 充液拉深充液拉深熱態(tài)充液拉深，將材料的溫?zé)嵝阅芘c充液拉深的技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合起來，可使鋁合金及鎂合金等成型性能差的輕體材料成型能力得到提高，促進(jìn)其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。充液拉深成型技術(shù)充液拉深成型技術(shù) 充液拉深成型技術(shù)充液拉深成型技術(shù)(a)充液階段；(b)施加壓力階段；(c)成型階段；(d)成型結(jié)束。液體凸模拉深液體凸模拉深 液體凸模拉深成型是以液體介質(zhì)代替凸模傳遞載荷，液壓作為主驅(qū)動力使坯（pi）料變型，坯料逐漸流入凹模，最終在高壓作用下使坯料貼靠凹模型腔，零件形狀尺寸靠凹模來保證。這一成型法通過合理控制壓邊力可使坯料產(chǎn)生拉-脹成型，應(yīng)變硬化可提高曲面薄殼零件的剛性、壓曲抗力和抗沖擊能力

4、。因此，它非常適于鋁合金和高強(qiáng)鋼等輕合金板料形狀復(fù)雜（特別是局部帶有小圓角）、深度較淺的零件成型。 板材液壓成型技術(shù)特點板材液壓成型技術(shù)特點1.充液拉深 優(yōu)點優(yōu)點：提高成型極限和減少成型道次。缺點缺點：（1）由于充液需要時間，生產(chǎn)效率低 （2）設(shè)備噸位大 2.液體凸模拉深 優(yōu)點優(yōu)點：可成型深度較大的復(fù)雜型面零件 缺點缺點：同上 殼體液壓成型 采用一定形狀的封閉多面殼體作為預(yù)成型坯（pi）在封閉多面殼體充滿液體后，通過液體介質(zhì)在封閉多面殼體內(nèi)加壓，在內(nèi)壓作用下殼體產(chǎn)生塑性變型而逐漸趨向于最終的殼體形狀。最終殼體形狀可以是球形，橢圓，環(huán)殼等。 成型工藝：先由平板經(jīng)過焊接形成封閉多面殼體，然后在封閉

5、多面體內(nèi)充滿液體介質(zhì)（一般為水），并通過一定加壓系統(tǒng)施加壓力，在內(nèi)壓作用下殼體產(chǎn)生塑性變型而逐漸趨向于球殼。球型容器無模液壓成型球型容器無模液壓成型球型球型容器無容器無模液壓模液壓成型成型(a)下料；(b) 彎卷；(c)組裝焊接；(d)液壓脹型 殼體液壓成型技術(shù)特點殼體液壓成型技術(shù)特點優(yōu)點優(yōu)點：（1）不需要模具和壓力機(jī)。 （2）容易變更殼體壁厚和直徑。 （3）產(chǎn)品精度高。缺點：缺點：（1）由于該技術(shù)為“先焊接后成型”， 焊接質(zhì)量決定成型質(zhì)量。 （2）大型殼體成型過程支撐基礎(chǔ)難度 大、費用高。管材液壓成型管材液壓成型管材液壓成型技術(shù)是用管材作為原材，通過對管腔內(nèi)施加液體壓力及在軸向施加負(fù)荷作用，

6、使其在給定模具型腔內(nèi)發(fā)生塑性變型，管壁與模具內(nèi)表面貼合，從而得到所需形狀零件的成型技術(shù)。管材液壓成型技術(shù)主要可以整體成型軸線為二維或三維曲線的異型截面空心零件，從材料的初始圓截面可以成型為矩型，梯型，橢圓型或其他異型的封閉界面，如圖所示。管材成型工藝管材成型工藝它的成型工藝大致可分為三個階段：第一個階段，填充階段，將管材放在下模內(nèi)，然后閉合上模，使管材內(nèi)充滿液體（并排除氣體），將管的兩端用水平?jīng)_頭壓封；第二個階段，成型階段對管內(nèi)液體加壓脹型的同時兩端的沖頭按照設(shè)定加載曲線向內(nèi)推進(jìn)補(bǔ)料，在內(nèi)壓和軸向補(bǔ)料的聯(lián)合作用下使管材基本貼近模具；第三個階段，整型階段，提高壓力使過度區(qū)圓角完全貼靠模具而成型為

7、所需的工件，這個階段基本沒有補(bǔ)料，從截面看可以把管材變?yōu)榫匦?、梯型、橢圓型或其他異型截面。 以變徑管為例以變徑管為例圖圖3 變徑管內(nèi)高壓成型技術(shù)工藝過程變徑管內(nèi)高壓成型技術(shù)工藝過程(a)填充階段；(b)成型階段；(c)整型階段。（a）(b)(c)管材液壓成型特點管材液壓成型特點從工藝技術(shù)角度，管材液壓成型與沖壓焊接工藝相對從工藝技術(shù)角度，管材液壓成型與沖壓焊接工藝相對比的主要優(yōu)點有：比的主要優(yōu)點有： 1.減輕質(zhì)量，節(jié)約材料。 （ 框、梁類 減輕20%-40%，空心軸 可以減輕40%-50%） 2.減少零件和模具重量，降低模具費用。 3.可減少后續(xù)機(jī)械加工和組裝焊接量，提高生產(chǎn)效率。 4.提高強(qiáng)

8、度和剛度，尤其是疲勞強(qiáng)度。 5.材料利用率高。 （達(dá)到90%-95%） 6.降低生產(chǎn)成本。 液壓成型技術(shù)的現(xiàn)狀液壓成型技術(shù)的現(xiàn)狀管材液壓成型管材液壓成型現(xiàn)代液壓成型壓力一般達(dá)到400MPa，有時可達(dá)到1000MPa。超高壓精度達(dá)到0.2-0.5MPa，位移精度達(dá)到0.5MPa。，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到汽車、航空、自行車、管路等當(dāng)中，其中汽車應(yīng)用最為廣泛。包括:1.底盤類零件：副車架、縱梁、后軸、保險杠2.車體結(jié)構(gòu)：座椅框、儀表盤支梁、頂梁等3.發(fā)動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)：排氣管凸輪軸 4.轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)：控制臂、擺臂等 板材液壓成型板材液壓成型目前應(yīng)用充液拉深技術(shù)制造的零件類型有筒型件，錐型件，拋物線件，盒型

9、件以及復(fù)雜型面件，設(shè)計材料包括碳鋼、高強(qiáng)鋼、不銹鋼、鋁合金等，材料厚度為0.2mm-3.2mm，板材液壓成型與普通拉深相比成型極限和拉深比大。對于低碳鋼筒型件最大拉深比達(dá)到2.6，不銹鋼2.7.鋁合金2.5，如果采取特殊工藝還可進(jìn)一步提高拉深比。如 調(diào)壓等液壓成型技術(shù)的發(fā)展趨勢液壓成型技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著液壓成型技術(shù)的成熟和人們都減輕質(zhì)量，降低成本的需求的提高，該技術(shù)近十年來在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 板材液壓成型:1.1.進(jìn)一步提高成型極限和零件質(zhì)量的成型新技術(shù)。進(jìn)一步提高成型極限和零件質(zhì)量的成型新技術(shù)。2.2.低塑性材料的拉深成型。低塑性材料的拉深成型。3.3.大型復(fù)雜型面零件成型大型復(fù)雜型面零件成型4.4.與普通拉深工藝復(fù)合，提高效率與普通拉深工藝復(fù)合，提高效率殼體液壓成型：1. 1. 選用輕質(zhì)傳力介質(zhì)選用輕質(zhì)傳力介質(zhì)2. 2. 應(yīng)用高能束焊接技術(shù)和自