现代液压成形新技术基础知识讲义

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1、现代液压成形技术田耀东二〇二一年六月二十一日星期一-6-现代液压成型技术第1部分：液压成形技术的种类在介绍它的种类和特点之前首先让我们先了解它的定义，什么是液压成形？定义：液压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，也称液力成形。（可能文字解释有点抽象，下面请大家看一段视频），很直观的可以看到它的成形工艺大致可分为三个阶段：第一个阶段，填充阶段，将管材放在下模内，然后闭合上模，使管材内充满液体（并排除气体），将管的两端用水平冲头压封；第二个阶段，成形阶段，对管内液体加压胀形的同时两端的

2、冲头按照设定加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使管材基本贴近模具；第三个阶段，整形阶段，提高压力是过度区圆角完全贴靠模具而成形为所需的工件，这个阶段基本没有补料，从截面看可以把管材变为矩形、梯形、椭圆形或其他异型截面。1.1按使用的液体介质不同可将液压成形分为水压成形和油压成形。1.1.1水压成形：使用的介质为纯水或水添加一定比例的乳化油组成的乳化液1.1.2油压成形：油压成形的介质为液压传动油或机油1.2按使用坯料不同，可分为管材液压成形、板材液压成形、壳体液压成形。1.2.1管材液压成形：

3、板料（≤100MPa）和壳体液压成形（≤50MPa）使用的成形压力较低，而管材液压成形使用的压力较高（一般不超过400MPa），又称内高压成形（InternalHighPressureForming）通过管材内部施加高压液体和轴向补料把管材压入到模具型腔使其成形为所需工件，所需管材多为电阻焊管（ERW）因其成本低且成型性好，其次是无缝管、拉拔管（DOM）激光焊管（成型性最佳）。1.2.1.1变径管内高压成形技术变径管内高压成形是以管材作坯料，通过管材内部施加高压液体和轴向补料把管材压入到模具型腔使其成形为所需

4、工件，把管材的圆截面变为矩形、梯形、椭圆形或其他异型截面。（板书演示）1.2.1.2弯曲轴线变截面管件内高压成形弯曲轴线管件内高压成形工艺过程包括弯曲、预成形、内高压成形等主要工序。由于构件的轴线为二维或三维的曲线，需要先经过弯曲工序，将管材弯曲成和零件轴线相同或相近的形状。为了确保管材能顺利放到模具内，弯曲后一般要进行预成形。（图为一个铝合金变截面管件，其成形过程为弯曲－预成形－内高压成形，以获得各个不同位置的多个截面形状，其最大减薄率为7.5％）。1.2.2.3薄壁多通管内高压成形技术以管材为坯料通过内高

5、压成形可以直接加工出整体结构的三通管，其原理是向管内充满液体，并施加一定的压力，然后左右冲头施加轴向力补料，同时中间的冲头后退，最终形成所需零件。整体三通管解决了半管焊接和插焊（焊接变形，内部表面质量等）存在的问题。1.2.2板材液压成形：板材液压成形是利用液体作为传力介质来传递载荷，使板材成形到单侧模具上的一种板材成形方法，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。1.2.2.1充液拉深（用液体介质代替凹模）。-6-成形工艺：板材充液拉深成形工艺可分为四个阶段，第一个阶段,

6、首先开动液压泵将液体介质充满充液室至凹模表面，在凹模上放好坯料；第二个阶段，施加压力；第三阶段，然后凸模开始压入凹模，自然增压或者通过液压系统使充液室的液体介质建立起压力，将板件紧紧压贴在凸模上；第四阶段，同时液体沿法兰下表面向外流出，形成液体润滑，1.2.2.2液体凸模拉深（以液体介质作为凸模）。液体凸模拉深成形（图2）则是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-

7、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。1.2.3壳体液压成形：是采用一定形状的封闭多面壳体作为预成形坯，在封闭多面壳体充满液体后，通过液体介质在封闭多面壳体内加压，在内压作用下壳体产生塑性变形而逐渐趋向于最终的壳体形状。最终壳体形状可以是球形，椭圆，环壳等。（二氧化碳储罐材料为16MnR其中16Mn为低合金代号R为代表容器类材料。）成形工艺：先由平板经过焊接形成封闭多面壳体，然后在封闭多面

8、体内充满液体介质（一般为水），并通过一定加压系统施加压力，在内压作用下壳体产生塑性变形而逐渐趋向于球壳。第2部分：特点从20世纪80年代中期发展起来的现代液压成形技术的主要特点表现在两个方面：一是仅需要凹模或凸模，液体介质相应地作为凸模或凹模，省去一半模具费用和加工时间，还可以成形很多刚性凸模无法成形的复杂零件。而壳体液压成形不使用任何模具，也称无模液压成形。二是液体作为传力介质具有实时可控性，通过