文献综述
摘要:管件高压液力成形技术是一种先进异型管件制造技术, 它利用高压液体使管件塑性成形,特别适合加工沿轴线管件截面形状连续变化的空心构件,目前已广泛应用于汽车零件的轻量化制造中。本文比较全面地介绍了该工艺的技术原理、典型工艺、工装设备、材料及其成形性能、工艺分析方法、摩擦和润滑[1]等方面。
关键词:高压液力成形工艺,管件,塑性成形, 汽车结构件制造
1.简介
在过去十几年中,激烈的市场竞争和人们环保意思的不断增强驱使汽车制造商采取各种技术来降低自己产品对环境的污染,提升其产品的市场竞争力。而汽车结构轻量化是节能减排、环境保护最直接有效的措施。实现汽车轻量化的主要有两种方法[2]:1)采用高强度钢或轻型材料;2)采用先进的制造工艺。管件高压液力成形技术就是这样一种先进的制造方法,该技术是随着高压密封技术、计算机控制技术发展的发展而发展起来的。目前,欧美国家几乎所有大的汽车生产商都在采用管件高压液力成形技术生产的新产品来取代传统方式生产的零部件,并且应用的品种越来越多,范围越来越广。
2.技术原理和运用
管件高压液力成形工艺是一种在管材内充入高压液体使管材涨形,从而获得所需管件的制造方法,必要时采用冲头在管材两端压缩管件的方法,对成形变薄区进行补料以防管件过度变薄而破裂。图1是典型的“T”型三通接头的液压成形工艺。管件高压液力成形工艺十分适合于制造一些截面沿轴线变化的管件。如果管件的轴线不是直线,一般还需对管材进行预弯,以便管材放入模腔内。除了高压液力成形工艺外,一般还需对成形后的管件进行冲孔、裁切等一些后续加工才能成形生产出完整的零件。
管件高压液力成形工艺已广泛应用于卫生洁具、汽车等行业。该技术在卫生洁具行业的应用主要有:接头、把手和各类三通等。在汽车行业,高压液力成形件的应用更为广泛,像排气歧管、发动机托架、横梁、副车架、后桥壳、仪表梁等汽车结构件都可采用高压液力成形工艺来制造。
管件高压液力成形技术能在汽车行业获得了广泛的应用,因为与冲压焊接件相比其具有的许多优势[3]: 1) 性能好、安全性高;2) 重量轻、节约能源;3) 简化工艺、提高效率, 4) 节约材料、降低成本。以发动机托架为例 (图2),液压成形工艺只需直管预弯、预成形、液压涨形三步工艺,而冲压焊接的发动机托架是由六片冲压件焊接而成的,其工序远多于液压成形工艺所需的工步。据统计,管件高压液力成形件比冲压焊接件的成本平均低15%-20%。
