特种特种塑性成型—第7章—液压成形.ppt.Convertor.doc

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1、第7章液压成形第7章液压成形7.1　薄板零件液压成形7.1.1　原理及特点7.1.2　液压胀形7.1.3　反向液压成形7.2　管料的内高压成形7.2.1　成形原理7.2.2　成形装置7.2.3　成形优点7.2.4　适用领域7.3　无模液压胀球7.3.1　技术原理7.3.2　技术特点第7章液压成形液压成形是指采用液态的水、油作传力介质，代替刚性的凹模或凸模，使坯料在传力介质的压力作用下贴合凸模或凹模成形。板材液压成形采用液体代替传统的刚性凹模或凸模,使坯料在液体的高压作用下贴模成形。7.1　薄板零件液压成形7.1.1　原理及特点充液拉升液压胀形按照成形原理可以分为软凹模拉深(也称

2、为充液拉深)和软凸模拉深二类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。7.1　薄板零件液压成形7.1.1　原理及特点按照成形原理可以分为软凹模拉深(也称为充液拉深)和软凸模拉深二类7

3、.1　薄板零件液压成形薄板的充液拉深最早应用于冲压生产中，是1951年美国CMM公司通过橡胶介质将液压作用于板料上的HydroForm方法。日本1957年、瑞典1963年也相继开发出同样的设备。此方法由于不需要凹模，可大大降低模具成本，缩短模具制造周期。7.1.1　原理及特点7.1　薄板零件液压成形首先将液体充满充液室，在凹模上放好板材并压边，然后凸模压入充液室，液体介质将板材压靠在凸模上，同时液体沿板材法兰区下表面向外流出形成流体润滑，直至成形结束。充液拉深与普通拉深工艺（左侧）的显著不同是板材背面存在液体压力使板材与凸模之间产生摩擦力Ff和在法兰区存在润滑油膜。充液室压力或

4、背压越大，摩擦力越大，该摩擦力有利于提高成形极限，又称为有益摩擦。7.1.1　原理及特点7.1　薄板零件液压成形在充液室压力达到某一临界值时，液体压力作用使板材法兰区脱离凹模，形成一个润滑油膜，消除板材与凹模圆角之间的摩擦。在没有密封的情况下充液室内液体介质强行从法兰与凹模之间流出，在整个法兰区形成流体润滑，但是无法精确控制充液室压力。如果采用密封，液体介质无法从法兰区流出，不能在全部法兰区形成流体润滑，但却可以通过溢流阀精确控制充液室压力。7.1.1　原理及特点7.1　薄板零件液压成形由于凸模与板料之间的摩擦保持作用，使零件侧壁抗破裂能力加强，成形极限得到提高。然而，此方法由

5、于橡胶膜容易损坏，需要经常更换，并且为消除法兰部位起皱需要很大的液压等原因，在实际冲压生产中并未得到广泛应用。7.1.1　原理及特点特点：1)在拉深成形过程中，液体介质以很大而均匀的压力使板料紧贴凹模模壁或包覆于凸模上，不仅可以提高零件的成形准确性，而且危险断面不断转移，使传力区抗拉强度提高，并因避免了板料与凸模或凹模的相对滑动，从而避免了板料的局部过分变薄，使得所成形的制件壁厚均匀且表面光滑。7.1　薄板零件液压成形特点：2)以液体代替刚性凹模拉深成形时，凹模容框内的液体压力反向作用于板料的下表面，这样不仅增加了板料同刚性凸模间的有利摩擦力，而且凹模有侧向推动凸缘边缘向内流动

6、的作用，使板料的变形处于压应力值较高的应力状态，因而，有效提高板料的成形性能。7.1　薄板零件液压成形3)以液体代替刚性凹模拉深成形时，凹模圆角半径rd不像刚性凹模那样固定不变，而是在拉深过程中由大变小，在变形初始阶段产生压力峰值时，具有大的rd是有利的，它可以降低材料通过凹模圆角半径时的弯曲变形阻力，也有利于提高了拉深成形性能。4)可使刚性拉深模具的数量减少2/3～1/2，使模具制造费用减少1/2甚至更多。7.1　薄板零件液压成形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。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

7、;压边力过大,造成材料难以流动,导致拉裂。液体压力过小,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;液体压力过大,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。7.1　薄板零件液压成形7.1.2　液压胀形1.液压胀形液压胀形用液体取代凸模在凹模