內(nèi)高壓成形
關(guān)注創(chuàng)建者：李總不喝酒 創(chuàng)建時間：2018-12-08
內(nèi)高壓成形的實(shí)例教程
2.4 加載路徑優(yōu)化
在內(nèi)高壓成形過程中，加載路徑通常包含 3 個方面：合模力和加載時間之間的關(guān)系；內(nèi)壓和加載時間之間的關(guān)系；軸向進(jìn)給和內(nèi)壓之間的關(guān)系。圖 8為扭力梁內(nèi)高壓成形過程中的加載路徑，其中圖 8a為合模力和內(nèi)壓隨時間的變化曲線，采用可變合模力，即內(nèi)壓隨合模力變化而變化，在加載初期，設(shè)備提供一個較小的合模力，隨著內(nèi)壓的增加，合模力按比例逐步增加，始終大于內(nèi)壓產(chǎn)生的反作用力?？勺兒夏Ａ虞d方式，顯著避免內(nèi)高壓成形模具長期處于高應(yīng)力狀態(tài)的情況，提高模具的疲勞壽命。圖 8b 給出了成形過程中軸向進(jìn)給和內(nèi)壓的匹配關(guān)系，其中初始內(nèi)壓是用來避免因軸向力引起的屈曲。
3扭力梁內(nèi)高壓成形試驗(yàn)
3.1 成形模具
圖 10 所示為扭力梁預(yù)成形和內(nèi)高壓成形模具，模具包括模座、模塊、水平缸、承壓塊、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等，預(yù)成形模具安裝在 200 t 預(yù)成形機(jī)上，如圖 10a 所示，內(nèi)高壓模具安裝在 6000 t 內(nèi)高壓成形機(jī)上，如圖 10b 所示。
3.2 成形過程與典型缺陷
當(dāng)預(yù)制坯形狀不合理時，在內(nèi)高壓成形合模過程就會出現(xiàn)飛邊缺陷，在管件中間 V 型截面和端部截面的過渡區(qū)域，如圖 11a 所示。而在內(nèi)高壓成形過程中，當(dāng)軸向進(jìn)給大于 8%時，則會在端部過渡區(qū)域出現(xiàn)起皺缺陷，即使采用很高的整形壓力，皺褶也難以消除，如圖 11b 所示。只有當(dāng)采用合理的預(yù)制坯形狀和合適的加載路徑時，才能成形出合格的扭力梁內(nèi)高壓成形件，如圖 12 所示，為扭力梁成形過程中的各工序件，包括管坯件、預(yù)成形件和內(nèi)高壓成形件。
展開 摘要：目的 研究管狀變截面汽車扭力梁內(nèi)高壓成形過程及其成形質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素。方法 采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，重點(diǎn)研究了預(yù)成形件形狀、內(nèi)壓力通入時機(jī)和初始壓力值對扭力梁內(nèi)高壓成形的影響。結(jié)果 預(yù)成形件寬度過大或上模圓角處管坯壁厚過薄，將造成后續(xù)內(nèi)高壓合模過程中出現(xiàn)咬邊或整形階段發(fā)生破裂等缺陷；在內(nèi)高壓成形合模過程中通入適當(dāng)內(nèi)壓，可有效避免扭力梁件出現(xiàn)圓弧過渡面塌陷、上下模圓角過度減薄等缺陷。結(jié)論 當(dāng)預(yù)成形模具V 面下模引導(dǎo)角а 介于60°~70°之間、T 面下模引導(dǎo)角β介于65°~75°之間時，可以取得較理想的預(yù)成形效果；合模過程中即通入32 MPa 內(nèi)壓，此時所得扭力梁實(shí)體件外觀無明顯缺陷，成形精度較高。
關(guān)鍵詞：管狀變截面扭力梁；有限元；預(yù)成形；內(nèi)高壓成形；合模通壓
扭力梁零件是汽車后懸掛裝置中最重要的結(jié)構(gòu)部件，其對于車輛行駛中保持平穩(wěn)以及減震起著十分重要的作用和安全保障。傳統(tǒng)扭力梁通常是由4~6 mm 厚單層板沖壓成形的V 型或者U 型板材和實(shí)心穩(wěn)定桿組合而成，而通常這樣的扭力梁零件往往在變形區(qū)和非變形區(qū)之間存在應(yīng)力的高度集中區(qū)域，導(dǎo)致零件疲勞強(qiáng)度大大降低。隨著輕量化技術(shù)越來越多地應(yīng)用于汽車零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳統(tǒng)的扭力梁由于本身質(zhì)量較大，越來越難以滿足汽車輕量化的行業(yè)需求。采用管材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板材，將扭力梁設(shè)計為空心變截面的形式，是近年來汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢。
展開 內(nèi)高壓成形是液壓成形技術(shù)的一種，板料和殼體液壓成形使用的成形壓力較低，管材液壓成形使用的壓力較高，又稱為內(nèi)高壓成形，又稱管材液壓成形。
內(nèi)高壓成形技術(shù)主要的特點(diǎn)是可以整體成形軸線為二維或三維曲線的異型截面空心零件，從管材的初始圓截面可以成形為矩形、梯形、橢圓形或其他異型的封閉截面，
傳統(tǒng)制造工藝一般為先沖壓成形兩個或兩個以上半片再焊接成整體，為了減少焊接變形，一般采用點(diǎn)焊，因此得到的不是封閉的截面。此外，沖壓件的截面形狀相對比較簡單，很難滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要。
內(nèi)高壓成形是適應(yīng)汽車和飛機(jī)等運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)輕量化發(fā)展起來的先進(jìn)制造技術(shù)。結(jié)構(gòu)輕量化有兩條主要途徑：一是材料途徑，采用鋁合金、鎂合金、鈦合金和復(fù)合材料等輕質(zhì)材料；二是結(jié)構(gòu)途徑，采用空心變截面、變厚度薄壁殼體、整體等結(jié)構(gòu)。
根據(jù)統(tǒng)計，對于一定的減重目標(biāo)，在航天航空領(lǐng)域，采用輕質(zhì)材料減重的貢獻(xiàn)大約為2/3，結(jié)構(gòu)減重的貢獻(xiàn)大約為1/3；而在汽車行業(yè)，與之相反，主要采用結(jié)構(gòu)減重的途徑。當(dāng)材料一定時，減重的主要方法是設(shè)計合理的輕體結(jié)構(gòu)。對于承受彎扭載荷為主的結(jié)構(gòu)，采用空心變截面構(gòu)件，既可以減輕質(zhì)量又可以充分利用材料的強(qiáng)度。
展開 隨著社會的發(fā)展，人們對汽車廢氣排放的要求越來越嚴(yán)格，汽車輕量化已成為汽車行業(yè)發(fā)展的必然要求，而內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車輕量化領(lǐng)域發(fā)揮著十分重要的作用。內(nèi)高壓成形技術(shù)具有一次成形的特點(diǎn)，對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件而言，可以減少許多的焊接工序，同時也減少了一些不必要的質(zhì)量問題，降低了生產(chǎn)的成本。內(nèi)高壓成形的零件具有很好的剛度，在各行各業(yè)均有很好的應(yīng)用。本文通過有限元分析軟件Dynaform 對某T 形管件的內(nèi)高壓成形過程進(jìn)行有限元分析，研究其成形過程中的問題，并得到最優(yōu)的成形方案，為實(shí)際的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
零件結(jié)構(gòu)分析
圖1 為T 形管件的三維模型。該管材結(jié)構(gòu)對稱，厚度均勻、較薄，整體成形工藝較為簡單。其長度為60mm，厚度均勻?yàn)?.6mm，圓管截面A-A 部分與C-C 左右對稱， 為外徑23.7mm，內(nèi)徑20.5mm 的環(huán)形， 長度約為14mm，截面B-B 周長為97.80mm，長度約為32mm，T 形管件截面示意圖，如圖2 所示。
圖1 T 形管件的三維模型
三段截面位置
A-A 截面 B-B 截面
圖2 T 形管件截面示意圖
按照要求材料選用屈服鋼Q235，屈服強(qiáng)度為235MPa，膨脹率為105%，其含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，適用于類T 形管零件的成形。整體成形存在成形困難區(qū)（圖1），該區(qū)域的外倒圓角和內(nèi)倒圓角較小，加之受摩擦力的影響，脹形過程中金屬流動困難，需在軸向增加進(jìn)給量，以補(bǔ)充該部分料的缺失，使管材整體成形厚度分布均勻。
可以選用內(nèi)高壓脹形成形，實(shí)際生產(chǎn)中考慮加工余量，管材長度應(yīng)給予加長，整個工序可為：下料→內(nèi)高壓脹形→切割整形。
展開 導(dǎo)讀：本文描述了用三維建模和有限元仿真軟件模擬橫梁成形的過程， 通過模擬現(xiàn)場參數(shù)，重現(xiàn)現(xiàn)場起皺問題，分析問題所在，再通過預(yù)成形型面和整體工藝的優(yōu)化，模擬出合格的成形結(jié)果。最后在現(xiàn)實(shí)中用優(yōu)化的工藝，試驗(yàn)做出了合格的零件。本文對復(fù)雜管式零件充液成形消除起皺現(xiàn)象具有一定的借鑒意義。
液壓成形技術(shù)是塑性加工領(lǐng)域的一項成形新技術(shù)，其中管材內(nèi)高壓成形由于能提供結(jié)構(gòu)輕量化的零件，是近年來塑性成形的一個亮點(diǎn)，所成形的材料已由低碳鋼管擴(kuò)展到不銹鋼管和鋁合金管及鎂合金管，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車零件和航空航天用零件的制造。內(nèi)高壓成形的基礎(chǔ)理論、工藝和設(shè)備的研究，已經(jīng)在轎車關(guān)鍵零件的批量生產(chǎn)和國防型號重要零件的研制中得到實(shí)際應(yīng)用。隨著汽車、航空、航天和機(jī)械行業(yè)對結(jié)構(gòu)整體化和輕量化的需求越來越高。近十年來，液壓成形技術(shù)尤其是內(nèi)高壓成形技術(shù)在我國得到迅速發(fā)展，逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)中制造復(fù)雜異形截面輕體構(gòu)件的一種先進(jìn)成形技術(shù)。在汽車結(jié)構(gòu)輕量化中，采用輕質(zhì)材料減重的貢獻(xiàn)大約為 1/3，結(jié)構(gòu)減重的貢獻(xiàn)大約為 2/3。當(dāng)材料一定時， 減重的主要方法是設(shè)計合理的輕體結(jié)構(gòu)。對于承受彎扭載荷為主的結(jié)構(gòu)，采用空心變截面構(gòu)件，既可以減輕質(zhì)量又可以充分利用材料的強(qiáng)度。
汽車底盤車架一般由縱梁和橫梁組成。橫梁是汽車半獨(dú)立懸掛中的一個重要組成部分，其結(jié)構(gòu)簡單，占用空間較小，多用于前驅(qū)轎車的后懸掛系統(tǒng)。其中橫梁不僅用來保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和承受縱向載荷， 而且還可以支撐汽車上的主要部件。某汽車零部件廠在生產(chǎn)汽車橫梁（圖1）時，采用管材預(yù)壓預(yù)成形， 終壓終成形的工藝方式（圖 2），但在預(yù)成形階段， 由于型面要從中間的深 V 凹陷過渡到上表面平面，預(yù)壓時型面平面區(qū)域會被深 V 凹陷部分帶料，也變成凹陷形狀，而這凹陷在終成形內(nèi)高壓脹形中，多余的料無處可去，堆積形成皺褶，如圖 3 所示。
展開 
內(nèi)高壓成形的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
內(nèi)高壓成形的最新內(nèi)容
、內(nèi)高壓成形技術(shù)與裝備、緊固與連接技術(shù)（焊接、鉚接、粘接）、激光切割與焊接技術(shù)、智能機(jī)器人生產(chǎn)線與先進(jìn)制造裝備等；
◆其他相關(guān)單位：汽車工程服務(wù)、汽車測試與質(zhì)量控制、汽車管路系統(tǒng)、汽車尾氣凈化與污染治理、汽車電子產(chǎn)品、汽車清洗設(shè)備、汽車維修診斷、汽車服務(wù)用品等；科研院所、結(jié)構(gòu)設(shè)計、行業(yè)組織、創(chuàng)新專利技術(shù)（合作）、第三方檢測與認(rèn)證機(jī)構(gòu)、媒體網(wǎng)站、其他輕量化解決方案服務(wù)商等。
汽車的輕量化是目前的趨勢，舒勒在全球領(lǐng)域以“內(nèi)高壓成形”、“熱沖壓”和“碳纖維復(fù)合材料成形”技術(shù)領(lǐng)域扮演主要的角色，無論對于電動汽車還是傳統(tǒng)的燃油車，更加輕量化的零部件可以應(yīng)用于更加廣泛的車輛。
目前大家關(guān)注的汽車輕量化涉及先進(jìn)高強(qiáng)鋼材料，鋁鎂合金材料和高性能復(fù)合材料等。
對于內(nèi)高壓成形來說，個人認(rèn)為結(jié)構(gòu)變形是必不可少的，模具在較大內(nèi)壓及合模力雙重載荷下，其結(jié)構(gòu)勢必存在變形風(fēng)險，特別是存在側(cè)向力時，產(chǎn)品出現(xiàn)分模痕很難消除。
內(nèi)高壓結(jié)構(gòu)受力分析
小節(jié)：模具結(jié)構(gòu)變形受力仿真、個人認(rèn)為其作用在沖壓模具領(lǐng)域應(yīng)該是除成形仿真之外最為重要的一項仿真了，把傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)評判轉(zhuǎn)變到數(shù)據(jù)量化支持。
、內(nèi)高壓成形、輥壓機(jī)、旋壓機(jī)、下料設(shè)備如鋸床（圓盤鋸、帶鋸床）、鉆孔及打孔設(shè)備、具、棒料剪床、三D打印等；
5，自動化、智能化裝置：自動開卷、校平、校直、喂料、傳送、送料、落料、上下料、搬運(yùn)堆垛、沖壓機(jī)器人、助力機(jī)械手、工業(yè)機(jī)器人及自動化生產(chǎn)線等；
6，工裝&模具：鍛造模具、沖壓模具、汽車成形模具、鈑金模具、工裝及其它成形模具等；
7，金屬表面處理：清洗設(shè)備、激光清洗機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光噴碼機(jī)
、內(nèi)高壓成形、輥壓機(jī)、旋壓機(jī)、下料設(shè)備如鋸床（圓盤鋸、帶鋸床）、鉆孔及打孔設(shè)備、具、棒料剪床、三D打印等；
5，自動化、智能化裝置：自動開卷、校平、校直、喂料、傳送、送料、落料、上下料、搬運(yùn)堆垛、沖壓機(jī)器人、助力機(jī)械手、工業(yè)機(jī)器人及自動化生產(chǎn)線等；
6，工裝&模具：鍛造模具、沖壓模具、汽車成形模具、鈑金模具、工裝及其它成形模具等；
7，金屬表面處理：清洗設(shè)備、激光清洗機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光噴碼機(jī)
而管材液壓成形使用的壓力較高，又稱為內(nèi)高壓成形。
三種液壓成形技術(shù)的比較
注：板料液壓成形使用的介質(zhì)多為液壓油，最大成形壓力一般不超過100MPa。殼體液壓成形使用的介質(zhì)為純水，最大成形壓力一般不超過50MPa。內(nèi)高壓成形使用的介質(zhì)多為乳化液，工業(yè)生產(chǎn)中使用的最大成形壓力一般不超過400MPa。
1 雙螺旋及線簧接觸結(jié)構(gòu)
安費(fèi)諾在電動車以及混合動力車中電機(jī)控制、電機(jī)驅(qū)動等部位中的大電流連接器的接觸結(jié)構(gòu)解決方案是采用雙螺旋結(jié)構(gòu)
<p>液壓泵輸送液壓油回到油箱中的攪拌而產(chǎn)生的。氣泡進(jìn)入液壓系統(tǒng)中，導(dǎo)致油液氧化、變質(zhì)，更主要的是空氣可壓縮性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油液，因此混入空氣的液壓油彈性模量大大縮小，液壓缸運(yùn)動不再連續(xù)均勻，閥、缸、馬達(dá)容易產(chǎn)生空穴損壞，會導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，管路及設(shè)備振動,也就是氣濁現(xiàn)象。</p><p>本案例基于COMSOL軟件的電動力學(xué)和兩相流相關(guān)理論，仿真了高壓油內(nèi)氣泡的清除過程，模擬結(jié)果如圖所示：</p><p><
福特新蒙迪歐車型A柱上部采用DP1000鋼管內(nèi)高壓成形，實(shí)現(xiàn)減重2.1kg。B柱加強(qiáng)板采用兩個內(nèi)高壓成形件，優(yōu)化了側(cè)碰性能。
FGH97(FGH4097)合金為鎳基γ'相沉淀強(qiáng)化型粉末冶金高溫合金，基體為γ 相，是我國研制的新型粉末高溫合金，該合金在650 ～750℃溫度區(qū)間具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的渦輪盤、篦齒盤等關(guān)鍵熱端部件的制造。
熱等靜壓(HIP-Hot Isostatic Pressing)工藝是一種以氮?dú)?、氬氣等惰性氣體為傳壓介質(zhì)，一定的溫度和壓力共同作用于密閉容器中的制品
