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液壓成形技術(shù)特性分析
2019-03-12

與傳統(tǒng)的沖壓工藝相比,液壓成形工藝在減輕重量、減少零件數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度與強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本等方面具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),在工業(yè)領(lǐng)域尤其是汽車工業(yè)中得到了越來越多的應(yīng)用。在汽車工業(yè)及航空、航天等領(lǐng)域,減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量以節(jié)約運(yùn)行中的能量是人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo),也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。液壓成形(hydroforming)就是為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的一種先進(jìn)制造技術(shù)。液壓成形也被稱為“內(nèi)高壓成形”,它的基本原理是以管材作為坯料,在管材內(nèi)部施加超高壓液體同時(shí),對(duì)管坯的兩端施加軸向推力,進(jìn)行補(bǔ)料。在兩種外力的共同作用下,管坯材料發(fā)生塑性變形,并最終與模具型腔內(nèi)壁貼合,得到形狀與精度均符合技術(shù)要求的中空零件。

對(duì)于空心變截面結(jié)構(gòu)件,傳統(tǒng)的制造工藝是先沖壓成形兩個(gè)半片,然后再焊接成整體,而液壓成形則可以一次整體成形沿構(gòu)件截面有變化的空心結(jié)構(gòu)件。與沖壓焊接工藝相比,液壓成形技術(shù)和工藝有以下主要優(yōu)點(diǎn):

減輕質(zhì)量,節(jié)約材料。對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)托架、散熱器支架等典型零件,液壓成形件比沖壓件減輕20%~40%;對(duì)于空心階梯軸類零件,可以減輕40%~50%的重量。

減少零件和模具數(shù)量,降低模具費(fèi)用。液壓成形件通常只需要1套模具,而沖壓件大多需要多套模具。液壓成形的發(fā)動(dòng)機(jī)托架零件由6個(gè)減少到1個(gè),散熱器支架零件由17個(gè)減少到10個(gè)。

可減少后續(xù)機(jī)械加工和組裝的焊接量。以散熱器支架為例,散熱面積增加43%,焊點(diǎn)由174個(gè)減少到20個(gè),工序由13道減少到6道,生產(chǎn)率提高66%。

提高強(qiáng)度與剛度,尤其是疲勞強(qiáng)度,如液壓成形的散熱器支架,其剛度在垂直方向可提高39%,水平方向可提高50%。