液压成形
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液压成形
充液拉伸：在凹模中充满了液体，利用凸模（带动板料） 进入凹模时所建立的反向液压而成形的方法。 特点： 1.由于反向液压的作用，使板料与凸模紧紧贴合，所以拉 伸件内测精度提高；同时，由于产生“摩擦保持效果”， 缓 和了板料在凸模圆角处的径向应力，提高了传力区的承载 能力； 2.在凹模圆角处，板料不直接与凹模接触，而是与液体接 触，所以此处无摩擦应力； 3.由于反向液压的作用，使板料的变形处于压应力值较高 的应力状态，提高了变形能力； 4.成形过程中，凹模圆角半径由大变小，降低材料通过凹 模圆角时的弯曲变形阻力，提高了成形性能。 5.零件表面不易划伤；
5）简单圆凹模成形复杂件 如对内表面要求很高的灯罩，以往采用旋压法加工只能 是抛物面、锥面等轴对称件，采用充液拉伸法可加工异型 面。此外，适合加工航空领域用零部件、汽车零部件等 充液拉伸新工艺 1）带径向液压的充液拉伸法 板周多了径向压力，降低传力区负荷，从而增加了变形 程度，同时双面润滑液有利于提高变形程度。 2）外周带液压的充液反拉伸 该法拉伸超深筒形件极为有效。 3）充液变薄拉伸 分为反向、正向及双向变薄拉伸。 4）充液内孔翻边 此方法可以直接得到很高的竖边。
液压胀形 用液体取代凸模在凹模内成形，用于大中型零 件的胀形。胀形时的液体压力可按下式计算： 对于管状零件： 2t0 p= σ D 式中：
p − 液压力；t0 − 壁厚；D − 管件内径；σ − 变形抗力。 对于球形件： 2t0 σ p= R 式中：R − 球的半径。
几种典型的液压胀形工艺 1.T形管液压胀形 通常用于管接头的制作，当胀出高度较大时，应在 管轴向加推力，以提高变形程度。 2.波纹管液压胀形 用可移动半环模，原始节距可按零件母线的展开长 度初步估算。 3.薄壁封头类零件液压胀形 4.球形容器整体无模胀形 传统方法是先成形、后焊接，新方法是先焊接、后 胀形。
3.拉伸 以聚氨酯（放在容框内）作为凹模（或凸模），仅制 作一刚性凸模便可进行拉伸。限于压边情况，只适用于 浅拉伸。一些专用聚氨酯成形设备可用于复杂件、深拉 伸件，其拉伸变形程度高于普通拉伸，类似于充液拉伸 时的效果。 4.胀形 胀形是聚氨酯成形的典型工艺之一，虽然胀形时的内 压力不如液压均匀，但其工装简单方便，故广泛用于小 件生产中。 通常先将聚氨酯做成零件的大致形状，然后通过刚性 凸模压缩聚氨酯，使坯料变形。
聚氨酯成形 利用聚氨酯在加压时所表现出来的高粘性流体性质，把 它作为凸模或凹模的板料成形方式。 聚氨酯取代传统天然橡胶，其优点在于： 1）硬度高，弹性大，但使用状态及形状对其压缩应力、 应变曲线影响较大； 2）抗拉强度与负荷能力强； 3）抗疲劳性好，耐油性与抗老化性高，寿命长； 4）容易机械加工。 聚氨酯成形工艺 1.冲裁 冲孔料厚小于1.5mm时，断面比较光洁；料厚大于1.5mm 时，断面粗糙。与金属模冲裁相比，塌角虽大，但几乎无 毛刺。一般孔间距不小于10~20倍料厚，与板边距取10倍 料厚或大于孔径之半。也可实现管件侧壁冲孔。
4）凹模圆角半径：数值越大，成形极限越高；但当其值 较小时，易与凹模圆角形成密封，使液压升高。 5）凸模圆角半径：数值越大，成形极限越高，但达到某 一值时，继续增大对成形极限无影响。 充液拉伸工艺 1）筒形件的充液拉伸 采用不锈钢材料，一次可拉伸的拉伸比高达3.36，而普 通拉伸为2.31，减少了拉伸道次或直接一次成型。 2）凸模圆角为零的筒形件充液拉伸 SPCC板材用充液拉伸法成功地拉伸成清角筒件，其拉伸 比可达2.4左右。 3）锥形件拉伸 可一次性拉伸铝、不锈钢等材料的圆锥形、方锥形件。 4）带反向预胀形的成形 此法可提高成形深度，而且壁厚均匀，已成功拉伸出深 锥形件。
最小冲孔直径Dmin（mm）与聚氨酯压力p（Pa）、料 τ 厚t0（mm）及材料抗剪或抗拉强度 τ 、 有关，可用下式 σ 估算：
b
Dmin
4×10 t0σ b = p
4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.弯曲 用聚氨酯作凹模的V形弯曲，板料始终承受背压，弯曲 件几乎没有回弹和翘曲，避免划伤和冲击痕迹。 弯曲时，凸模宽度不能超过聚氨酯橡胶模垫宽度的75﹪， 聚氨酯橡胶模垫的高度要大于压入深度的3倍。 弯边时，为避免压力不足，应保证最小边宽。 当聚氨酯压力p≤30Mpa时，铝合金（LY12）最小边宽可 取为b≥ 1.6mm+2.5t0；不锈钢可取b≥ 5mm+4.5t0.
缺点： 1）设备比普通冲床复杂、昂贵，使用、维护、保养比较 困难； 2）由于充液需要时间，故生产率较低。 适用范围：生产批量不大、质量要求较高的深筒件、锥 形、抛物线形等复杂曲面零件及盒形件的成形。 影响充液拉伸的因素： 影响充液拉伸的因素： 1）加压方式：自由增压与强制增压； 2）压边力：起皱、拉裂；充液拉伸时的压边力过小时，也 会产生断裂，因为摩擦效果不足。压边力过高，可导致一 些软材料在凹模圆角处反向胀裂。一般取刚性压边圈与凹 模面之间的间隙为1.1倍的料厚左右； 3）溢流阀所调定的压力p：随着液压力调高，成形极限增 大；但压力过高时，易在凹模圆角处产生反向胀裂，同 时，从经济角度来说不合理。
充液拉伸：在凹模中充满了液体，利用凸模（带动板料） 进入凹模时所建立的反向液压而成形的方法。 特点： 1.由于反向液压的作用，使板料与凸模紧紧贴合，所以拉 伸件内测精度提高；同时，由于产生“摩擦保持效果”， 缓 和了板料在凸模圆角处的径向应力，提高了传力区的承载 能力； 2.在凹模圆角处，板料不直接与凹模接触，而是与液体接 触，所以此处无摩擦应力； 3.由于反向液压的作用，使板料的变形处于压应力值较高 的应力状态，提高了变形能力； 4.成形过程中，凹模圆角半径由大变小，降低材料通过凹 模圆角时的弯曲变形阻力，提高了成形性能。 5.零件表面不易划伤；
5）简单圆凹模成形复杂件 如对内表面要求很高的灯罩，以往采用旋压法加工只能 是抛物面、锥面等轴对称件，采用充液拉伸法可加工异型 面。此外，适合加工航空领域用零部件、汽车零部件等 充液拉伸新工艺 1）带径向液压的充液拉伸法 板周多了径向压力，降低传力区负荷，从而增加了变形 程度，同时双面润滑液有利于提高变形程度。 2）外周带液压的充液反拉伸 该法拉伸超深筒形件极为有效。 3）充液变薄拉伸 分为反向、正向及双向变薄拉伸。 4）充液内孔翻边 此方法可以直接得到很高的竖边。
液压胀形 用液体取代凸模在凹模内成形，用于大中型零 件的胀形。胀形时的液体压力可按下式计算： 对于管状零件： 2t0 p= σ D 式中：
p − 液压力；t0 − 壁厚；D − 管件内径；σ − 变形抗力。 对于球形件： 2t0 σ p= R 式中：R − 球的半径。
几种典型的液压胀形工艺 1.T形管液压胀形 通常用于管接头的制作，当胀出高度较大时，应在 管轴向加推力，以提高变形程度。 2.波纹管液压胀形 用可移动半环模，原始节距可按零件母线的展开长 度初步估算。 3.薄壁封头类零件液压胀形 4.球形容器整体无模胀形 传统方法是先成形、后焊接，新方法是先焊接、后 胀形。
3.拉伸 以聚氨酯（放在容框内）作为凹模（或凸模），仅制 作一刚性凸模便可进行拉伸。限于压边情况，只适用于 浅拉伸。一些专用聚氨酯成形设备可用于复杂件、深拉 伸件，其拉伸变形程度高于普通拉伸，类似于充液拉伸 时的效果。 4.胀形 胀形是聚氨酯成形的典型工艺之一，虽然胀形时的内 压力不如液压均匀，但其工装简单方便，故广泛用于小 件生产中。 通常先将聚氨酯做成零件的大致形状，然后通过刚性 凸模压缩聚氨酯，使坯料变形。
聚氨酯成形 利用聚氨酯在加压时所表现出来的高粘性流体性质，把 它作为凸模或凹模的板料成形方式。 聚氨酯取代传统天然橡胶，其优点在于： 1）硬度高，弹性大，但使用状态及形状对其压缩应力、 应变曲线影响较大； 2）抗拉强度与负荷能力强； 3）抗疲劳性好，耐油性与抗老化性高，寿命长； 4）容易机械加工。 聚氨酯成形工艺 1.冲裁 冲孔料厚小于1.5mm时，断面比较光洁；料厚大于1.5mm 时，断面粗糙。与金属模冲裁相比，塌角虽大，但几乎无 毛刺。一般孔间距不小于10~20倍料厚，与板边距取10倍 料厚或大于孔径之半。也可实现管件侧壁冲孔。
4）凹模圆角半径：数值越大，成形极限越高；但当其值 较小时，易与凹模圆角形成密封，使液压升高。 5）凸模圆角半径：数值越大，成形极限越高，但达到某 一值时，继续增大对成形极限无影响。 充液拉伸工艺 1）筒形件的充液拉伸 采用不锈钢材料，一次可拉伸的拉伸比高达3.36，而普 通拉伸为2.31，减少了拉伸道次或直接一次成型。 2）凸模圆角为零的筒形件充液拉伸 SPCC板材用充液拉伸法成功地拉伸成清角筒件，其拉伸 比可达2.4左右。 3）锥形件拉伸 可一次性拉伸铝、不锈钢等材料的圆锥形、方锥形件。 4）带反向预胀形的成形 此法可提高成形深度，而且壁厚均匀，已成功拉伸出深 锥形件。
最小冲孔直径Dmin（mm）与聚氨酯压力p（Pa）、料 τ 厚t0（mm）及材料抗剪或抗拉强度 τ 、 有关，可用下式 σ 估算：
b
Dmin
4×10 t0σ b = p
4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.弯曲 用聚氨酯作凹模的V形弯曲，板料始终承受背压，弯曲 件几乎没有回弹和翘曲，避免划伤和冲击痕迹。 弯曲时，凸模宽度不能超过聚氨酯橡胶模垫宽度的75﹪， 聚氨酯橡胶模垫的高度要大于压入深度的3倍。 弯边时，为避免压力不足，应保证最小边宽。 当聚氨酯压力p≤30Mpa时，铝合金（LY12）最小边宽可 取为b≥ 1.6mm+2.5t0；不锈钢可取b≥ 5mm+4.5t0.
缺点： 1）设备比普通冲床复杂、昂贵，使用、维护、保养比较 困难； 2）由于充液需要时间，故生产率较低。 适用范围：生产批量不大、质量要求较高的深筒件、锥 形、抛物线形等复杂曲面零件及盒形件的成形。 影响充液拉伸的因素： 影响充液拉伸的因素： 1）加压方式：自由增压与强制增压； 2）压边力：起皱、拉裂；充液拉伸时的压边力过小时，也 会产生断裂，因为摩擦效果不足。压边力过高，可导致一 些软材料在凹模圆角处反向胀裂。一般取刚性压边圈与凹 模面之间的间隙为1.1倍的料厚左右； 3）溢流阀所调定的压力p：随着液压力调高，成形极限增 大；但压力过高时，易在凹模圆角处产生反向胀裂，同 时，从经济角度来说不合理。