汽車行業(yè)內(nèi)高壓成形技術(shù)

時(shí)間：2015-06-16作者：廣東思豪內(nèi)高壓科技有限公司瀏覽：4

	汽車行業(yè)內(nèi)高壓成形技術(shù)


	主要分析了內(nèi)高壓成形鋼管在汽車行業(yè)等行業(yè)的運(yùn)用,內(nèi)高壓成形的原理,內(nèi)高壓成形所涉及的材料。
  內(nèi)高壓成形概念：
  內(nèi)高壓成形屬于金屬管材沖壓領(lǐng)域的成形，利用液體壓力使異型管件在預(yù)設(shè)的型腔內(nèi)成形，管材內(nèi)部增壓和軸向加力補(bǔ)充材料，然后把管材壓入到模具型腔使其成形為所需工件通過內(nèi)高壓成形制成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的單一整體構(gòu)件,提高零件的強(qiáng)度和抗沖擊性能，降低零件的重量，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。管材液壓成形使用的壓力較高（一般不**過400MPa），又稱內(nèi)高壓成形（Internal High Pressure Forming). 通常液力成形分為3中，一種是殼液力成形。*二是板液力成形。它是一種以輕量化和一體化為特征的一種空心變截面輕體構(gòu)件的**制造技術(shù)


內(nèi)高壓成型液壓機(jī)領(lǐng)域用途：主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，如衛(wèi)生潔具部門銅管結(jié)垢，排氣系統(tǒng)管件，汽車底盤管件，可以用內(nèi)高壓成形整體制造。
1、【兩通、三通、多通管件內(nèi)高壓成型】2、【管材水脹內(nèi)高壓成型液壓機(jī)】3、【汽車管件、汽車底盤管件 、汽車消音器、**設(shè)備內(nèi)高壓成型】4、【金屬內(nèi)高壓成型液壓機(jī)】5、【波紋管內(nèi)高壓成型】6 【杯壺中孔肚大內(nèi)高壓漲型】早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)為鋼質(zhì)管接頭和銅質(zhì)管接頭的制造設(shè)計(jì)出和提供了**臺(tái)壓力機(jī)。內(nèi)高壓成形適用于制造航空航天及汽車行業(yè)所使用的沿構(gòu)件軸線有變化的圓形截面、矩形截面或異型截面空心構(gòu)件。


內(nèi)高壓水脹設(shè)備適合下列產(chǎn)品列表分類:
 1 不銹鋼管件T型,T型、L型和多通各工業(yè)管件、水龍頭、波紋管等
 2 空調(diào)銅管件、合金管件、復(fù)合材料管件、異型管件等
 3 汽車排氣管消音器、汽車底盤管件、汽車水箱等
 4 發(fā)動(dòng)機(jī)和設(shè)計(jì)組件
 5 各類杯、壺、蓋、瓶、中空兩端小中間肚大的產(chǎn)品等
 6 航空、航天管件產(chǎn)品、**產(chǎn)品等




液壓脹形技術(shù)參數(shù)：適合材料厚度(壁厚)長(zhǎng)度、外徑
   管件壁厚::0.3-10mm  
   管件長(zhǎng)度:50-6000mm，非標(biāo)定制
   產(chǎn)品外徑:6-2000mm


水脹高壓:40MPa-300MPa 水脹模具為客戶量身定做


機(jī)械結(jié)構(gòu)：
YB98可分為5大部分:
1.機(jī)身主體部份; 2.油缸液壓站部分;  3.增壓缸部分;  4.水泵系統(tǒng)部分; 5. 液壓電氣系統(tǒng)部分及增加功能部(觸摸屏顯示及 plc控制,可以數(shù)控調(diào)整系統(tǒng)壓力和水脹內(nèi)高壓力及時(shí)間).
（1）機(jī)身采用三梁四柱立式結(jié)構(gòu)，立柱采用**壓預(yù)緊；主缸、滑塊在上，增壓缸進(jìn)行水脹力控制，安裝固定于下梁底面；同步缸安放于機(jī)器后部；左右鎖模缸進(jìn)行左右鎖模及封水，固定于下梁左右兩側(cè)，下缸起**出作用，固定安裝于下梁下面。
 2）滑塊導(dǎo)向的潤(rùn)滑采用注油潤(rùn)滑。
（3）主缸噸位由主缸單缸實(shí)現(xiàn)，水脹噸位由推進(jìn)缸實(shí)現(xiàn)。
（4）機(jī)器T型槽由我司按常規(guī)要求設(shè)計(jì)。
（5）油箱置于機(jī)架右側(cè)，油泵入口配我司常規(guī)油液過濾器


2.油缸液壓站部分;
（1）液壓控制系統(tǒng)地面放置于機(jī)身右側(cè)
（2）液壓站油泵入口裝吸油過濾器、油箱注油口裝空氣濾清器。
（3）液壓控制系統(tǒng)液壓元件集中布置。
（4）油路管路采用**液壓軟膠管隔震。
（5）動(dòng)力裝置（油泵電機(jī)組）提供壓機(jī)工作的主壓力和工作速度。
（6）方向閥及壓力閥等:著名品牌。
（7）主油缸及推進(jìn)缸采用活塞式油缸。




3.水泵系統(tǒng)部分; 
220V電動(dòng)機(jī)、水泵、溢流閥、壓力繼電器及水箱、水管組成。       


4. 液壓電氣系統(tǒng)部分


（1）有獨(dú)立的控制柜，電器柜上裝觸摸屏，用來(lái)對(duì)各種參數(shù)的設(shè)定。
（2）設(shè)有集中操作控制臺(tái)，控制臺(tái)面板上布有工作狀態(tài)指示燈、顯示儀表和必要的操作按鈕及選擇開關(guān)。
設(shè)急停、半自動(dòng)、手動(dòng)、雙手按鈕五個(gè)按鈕以方便操作。其中半自動(dòng)、手動(dòng)采用鑰匙控制選擇方式。
（3）電氣控制采用PLC控制系統(tǒng)。
（4）電氣系統(tǒng)穩(wěn)定工作條件：電源：220V/380V±10%；環(huán)境溫度：-5℃ —45℃，相對(duì)濕度：50—90%，控制電源220V。
（5）電氣元件：PLC或同等檔次及以上品牌；其他電器件著名品牌




5.增壓缸部分;       
活塞式推進(jìn)缸和柱塞式水缸連接而成，配有高壓水管連接擠水底板.




內(nèi)高壓成型液壓機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：
1、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)捷性等方面比傳統(tǒng)的沖壓焊接方式優(yōu)越得多。
2、節(jié)約材料,減輕重量、內(nèi)高壓件減輕重量到30%-50%
3、提高疲勞強(qiáng)度
4、降低生產(chǎn)成本和模具費(fèi)用30%
5、降低生產(chǎn)成本，提高了工作效率
6、該機(jī)壓力穩(wěn)定、重復(fù)定位精度高、噪聲小、能耗低
7、降低生產(chǎn)成本，提高了工作效率。
8、精度高、噪聲小、能耗低。
9、減少了零件數(shù)，可減少模具數(shù)量
成型特點(diǎn)：
1、產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)靈活，工藝過程簡(jiǎn)捷
1、成型的產(chǎn)品成本低且成型性好，配料較好選擇無(wú)縫管、拉拔管（DOM）激光焊管（成型性較佳）
2、模具成本比傳統(tǒng)模具少約50%
3、與傳統(tǒng)的沖壓技術(shù)相比液壓成形只需一步就可成形相同零件
4、變合模力設(shè)計(jì)，成形零件壁厚均勻，減薄少。
5、采用二通插裝閥控制，能實(shí)壓力、位移實(shí)時(shí)的精確控制


內(nèi)高壓成形工藝，原理，特點(diǎn)：
以采用內(nèi)高壓成形工藝加工T型管接頭為例來(lái)說明內(nèi)高壓成形工藝的基本原理,水脹取代了油脹。開始管坯放在下模上，然後模具閉合，管坯兩端由密封壓頭密封，接向管坯內(nèi)腔注滿壓力介質(zhì)，然后通過水的流動(dòng)性和**高壓擠壓，把水的作用力在管壁上使管件產(chǎn)生變形，根據(jù)模具設(shè)計(jì)，擠壓成模具內(nèi)腔的輪廓形狀。
較後打開模具，取出產(chǎn)品。 介質(zhì)的流動(dòng)性根據(jù)客戶的產(chǎn)品而定。在不同的形狀。擠壓水的受力方向往往也是不同的。讓管壁產(chǎn)生連續(xù)塑性變化，只管擴(kuò)脹的幅度要大的多。因?yàn)閺澒艿男螤钏牧魍ㄐ砸彩盏搅俗璧K，所以難度也比較大。
通常在脹形過程中出現(xiàn)四種不同現(xiàn)象：**是折曲。*二是皺紋，*三是破裂 ，*四是折迭。影響整個(gè)因素是因?yàn)槟＞吆退膲毫刂茮]有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在管材的材料極限值內(nèi)，產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生失效狀況。


內(nèi)高壓成型過程：
 管材內(nèi)高壓成形過程。由水脹模具由上模和下模構(gòu)成。下模固定在工作臺(tái)上，如果是彎管通過彎管機(jī)解決前期工藝先將管坯彎曲到要求的形狀，在成形工藝中成為預(yù)成形，脹形過程又專門的成型水脹機(jī)設(shè)備，然后放人下模腔內(nèi)，接著鎖模，充液高壓成型。




管件內(nèi)高壓成形技術(shù)取代傳統(tǒng)的沖壓技術(shù)后，水脹內(nèi)高壓成形的優(yōu)勢(shì)提高零件的脹形后的產(chǎn)品強(qiáng)度和抗沖擊性能，降低零件的重量，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控內(nèi)高壓成形油壓機(jī)，主缸鎖模力可以達(dá)到萬(wàn)kN，增壓器較大壓力為350MPa。提高了國(guó)內(nèi)中小企業(yè)的生產(chǎn)效率。采用左右側(cè)缸同步控制，精度可以達(dá)到0.2mm以內(nèi)?，F(xiàn)如今在汽車配件行業(yè)大大的使用，用于橫向軌道、汽車副車架、車頂框架、及排氣管等。工業(yè)管件行業(yè)的三通接口，兩通接口，Y形接口。根據(jù)客戶的產(chǎn)品需要，給客戶提供彎管機(jī)設(shè)備，擴(kuò)孔機(jī)設(shè)備。內(nèi)高壓成形主要技術(shù)在與**高壓密封和程序系統(tǒng)控制。內(nèi)高壓成形制造的典型結(jié)構(gòu)件、枝杈管件、異形管件和空心軸類件。思豪液壓在國(guó)內(nèi)汽車主機(jī)廠及零部件廠研制了多臺(tái)生產(chǎn)用大型內(nèi)高壓成形機(jī)。


隨著時(shí)代發(fā)展**高壓動(dòng)密封技術(shù)和**高壓計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的突破，我司在成形技術(shù) 較高壓力可達(dá)到400MPa。一件產(chǎn)品意見模具，一次整體成形，成品零件精度高。多年來(lái)我們?cè)谝毫Τ尚喂こ涕_展了內(nèi)高壓成形機(jī)理、工藝、模具及設(shè)備的相關(guān)研究。根據(jù)不同產(chǎn)品材料和成形極限，應(yīng)力應(yīng)變等工藝基礎(chǔ)理論。不斷提高模具精度，機(jī)體的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品脹形的壁厚控制，以及在高壓封水的穩(wěn)定性和同步精度的控制管件技術(shù)。目前，以及在汽車消音器，排氣管，鋁合金管件的廠家進(jìn)行了大批量生產(chǎn)。


內(nèi)高壓成形原理和分類按零件種類可以分為三種
**種為不銹鋼、銅管、鋁管等材質(zhì)的兩通、三通管、四通管或多通管件，其中難度較大是非對(duì)稱的Y型三通管件。
第二類為變徑管件，軸線為直線或彎曲度很小的二維曲線，截面形狀多為圓形或矩形，因管件或截面周長(zhǎng)差較大，成形時(shí)軸向需要補(bǔ)料；
第三類，零件的軸線為二維或三維曲線零件，截面形狀為矩形、多邊形或異形，成形時(shí)軸向不需要補(bǔ)料；


內(nèi)高壓極限膨脹的零件尺寸和工藝因素：


1>較大界面的部位、成型區(qū)長(zhǎng)度 
2>零件的形狀 ，非對(duì)稱均勻的結(jié)構(gòu)極限膨脹率是地獄對(duì)稱產(chǎn)品的形狀結(jié)構(gòu)
3>管件的厚度 
4>加載的曲線 通過同步控制提高極限膨脹率


傳統(tǒng)制造業(yè)大多采用沖床沖壓成型然后進(jìn)行一半一半方式進(jìn)行整體焊接，所以內(nèi)高壓成形的優(yōu)勢(shì)**這里 。可以根據(jù)模具進(jìn)行不同方向的送料和補(bǔ)料成形沿構(gòu)件軸線截面有變化的空心構(gòu)件。
它的優(yōu)勢(shì)降低產(chǎn)品的整體重量，節(jié)約了原始材料，內(nèi)高壓成形件比沖壓件減輕20%-40%，空心階梯軸類可以減輕40%-50%，實(shí)現(xiàn)一模一產(chǎn)品，降低了沖壓模具成本。比如汽車配件工藝流程都達(dá)到6項(xiàng)，如果采用水脹模具一次脹形速度快，精度高，而且*焊接。。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%；內(nèi)高壓成形的汽車配件主要包括：適用材料包括碳鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金及鎳合金的底盤類零件：副車架、后軸、  縱梁和保險(xiǎn)杠等，座椅框、上邊梁和**梁等，岐管和排氣管件、車體構(gòu)件：儀表盤支梁、散熱器支架、凸輪軸  和驅(qū)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)：控制臂和轉(zhuǎn)向桿。


根據(jù)產(chǎn)品的需要是否要進(jìn)行退火處理，大多是適用于冷擠壓成型的材料。對(duì)對(duì)稱和非對(duì)稱的材料，曲線的零件，設(shè)計(jì)和壓力都是不同的， 由于形狀的不對(duì)稱，成形過程中兩端的補(bǔ)料量不同，控制方面也相對(duì)復(fù)雜。


下列介紹了不同異形管材內(nèi)高壓成型水脹設(shè)備用途介紹：


yb98銅管內(nèi)高壓成形機(jī)水脹**三通機(jī) 該系列水脹擠壓三通機(jī)特別適用于 五金行業(yè)的青銅、紫銅的直通管，T型管，Y型管，L 型管等形狀的一次內(nèi)高壓擠壓成型，一次一件或多個(gè)，也適用于各種銅質(zhì)產(chǎn)品的中空零件和復(fù)雜曲面的管件的制造。擠壓介質(zhì)采用普通可循環(huán)使用的乳化水，取代了傳統(tǒng)的膠脹和鉛脹，成型效率快，精度高，能根據(jù)客戶的產(chǎn)品要求，訂造不同的精密水脹模具。機(jī)器設(shè)備采用人機(jī)界面智能觸摸屏，操縱方便，參數(shù)精度高，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。




yb98系列內(nèi)高壓系列不銹鋼金屬波紋管內(nèi)高壓成形不銹鋼水壓環(huán)形波紋管成型設(shè)備屬于較薄壁管的液壓復(fù)合脹形，是軟模成型技術(shù)的一種。適用于汽車波紋管的一次鋁成形，鋁波紋管成型。脹型工藝：液壓脹形主要有兩個(gè)步驟，脹形的第一步，管材兩端和成型模具都固定不動(dòng)，較薄壁管在模具的限制和管內(nèi)的液體壓力的作用下進(jìn)行徑向膨脹，成形模具在管材上軸向定位。第二步成形，管材在內(nèi)壓力和軸向壓力的復(fù)合作用下，進(jìn)一步進(jìn)行脹形。根據(jù)金屬成形原理，金屬在塑性成形過程中體積不變，波紋管徑向擴(kuò)脹需要的材料通過管材軸向縮短來(lái)補(bǔ)充，而軸向加壓的脹形就是促進(jìn)這種材料轉(zhuǎn)移的順利進(jìn)行。脹形可以提高材料的脹形程度，可以成形波紋深度較深的波紋管，可以提高波紋管的成形率。取代了傳統(tǒng)工藝成為金屬波紋管成形的管件技術(shù)。




內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車管狀副車架 上的應(yīng)用，汽車底盤管件內(nèi)高壓成型油壓機(jī)**機(jī)械系列，對(duì)汽車大型底盤，消音器，復(fù)雜彎管一次脹型。內(nèi)高壓成形多年來(lái)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于排氣零件的制造，其中絕大部分涉及較其復(fù)雜的形狀。汽車管件經(jīng)過水脹內(nèi)高壓脹形之后，使用候命較長(zhǎng)，重量較輕，材料的使用成本和效益都較高，開發(fā)的時(shí)間段。在如今社會(huì)效率才是**。單個(gè)內(nèi)高壓成形件組成的排氣系統(tǒng) (零件規(guī)格: 材質(zhì): 1.4301 / 1.4828 / 1.4893 / 1.4509 / 1.4512; 直徑: 25 – 60  mm; 壁厚: 1.0 - 2.5 mm; 初始管長(zhǎng): 250 – 1250 mm)。汽車車架的制造領(lǐng)域，降低了對(duì)材料的需求，從而降低客戶的采購(gòu)和生產(chǎn)成本，以前都是幾個(gè)焊接件焊接而成。如今精度高了。從彎管，壓邊，脹形等工藝流程。
內(nèi)高壓成形方法主要用于車架和軌道的制造，內(nèi)高壓成形產(chǎn)品已經(jīng)在汽車引擎零件領(lǐng)域形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，較輕的基本結(jié)構(gòu)件與復(fù)雜的和高應(yīng)力功能元件結(jié)合在一起。從視覺上體驗(yàn)感較好。例如我司現(xiàn)在和本田，東風(fēng)汽車，奧迪，寶馬都有合作。內(nèi)高壓成形使整體生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零件成為可能，即無(wú)焊縫?，F(xiàn)在在行業(yè)中不斷擴(kuò)大中，減輕重量，節(jié)省能源，產(chǎn)品一體型化。提高精度。減少加工流程降低成本，車減重10%,油耗降低6%～8%,廢氣排放減少5%～6%。如今,國(guó)外乘用車均每十年減重8%～9%,商用車減重10%～15%,未來(lái)十年里轎車還將減重20%。
汽車前梁內(nèi)高壓成形工藝分析：
     傳統(tǒng)汽車前梁的制造一般是板料沖壓成形,它的缺點(diǎn)是成形工序多,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。內(nèi)高壓成形汽車前梁具有工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)費(fèi)用低,成形零件強(qiáng)度與剛度高的優(yōu)點(diǎn)。采用有限元分析方法對(duì)汽車前梁內(nèi)高壓成形過程進(jìn)行了模擬分析,研究了預(yù)彎曲形狀和內(nèi)高壓壓力對(duì)零件成形質(zhì)量的影響。
 造成內(nèi)高壓成形產(chǎn)品次品率較高的主要原因成形區(qū)長(zhǎng)度過大，初期內(nèi)壓不足，軸向力過大，成形出去就形成了皺紋。技術(shù)不過關(guān)內(nèi)高壓過高，變形不均勻。為了避免這些成形時(shí)候出現(xiàn)的問題，我們?cè)谶x擇管材的長(zhǎng)度一定要合理，調(diào)整參數(shù)設(shè)置。調(diào)節(jié)側(cè)缸的同步性，或者管件要進(jìn)行退火處理。


除上述之外，較關(guān)心的還是內(nèi)高壓成形材料及工藝參數(shù)問題：
我們一般成形用的是什么樣的管材呢，主要對(duì)機(jī)器的參數(shù)確定，在成形過程中的摩擦和潤(rùn)滑。材料分累1 低碳鋼、雙向鋼，他們的強(qiáng)度可以達(dá)到290-900個(gè)兆帕。
不銹鋼管、鋁合金 鈦合金。不管是工業(yè)管件還是汽車管件 對(duì)管材的要求也非常嚴(yán)格。我們要保證結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，成形性能，直徑和壁厚的精度還包括清潔度的要求。 無(wú)縫管力學(xué)性能一直較好，成形也均勻。電阻焊管，成形性能好，可**選用。
從6個(gè)工藝動(dòng)作過程可以分為：1、 初始?jí)毫?2 開裂壓力  3 成形壓力  4 軸向進(jìn)給力 5 合模力  6  補(bǔ)料量。


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