管件高壓液力成形技術(shù)的發(fā)展綜述

樊黎霞，王世哲，楊晨，胡雨伸

(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京210094)

0 簡(jiǎn)介

在過(guò)去十幾年中，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)驅(qū)使汽車(chē)制造商采取各種技術(shù)來(lái)降低自己產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染，提升其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而汽車(chē)結(jié)構(gòu)輕量化是節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)最直接有效的措施。實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的主要有兩種方法［1－5］：1)采用高強(qiáng)度鋼或輕型材料;2)采用先進(jìn)的制造工藝。管件高壓液力成形技術(shù)就是這樣一種先進(jìn)的制造方法，該技術(shù)是隨著高壓密封技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。目前，歐美國(guó)家?guī)缀跛写蟮钠?chē)生產(chǎn)商都在采用管件高壓液力成形技術(shù)來(lái)取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并且應(yīng)用的品種越來(lái)越多，范圍越來(lái)越廣。

1 技術(shù)原理和運(yùn)用

管件高壓液力成形工藝是一種在管材內(nèi)充入高壓液體使管材漲形，從而獲得所需管件的制造方法，必要時(shí)采用沖頭在管材兩端壓縮管件的方法，對(duì)成形變薄區(qū)進(jìn)行補(bǔ)料以防管件過(guò)度變薄而破裂。圖1是典型的“T”型三通接頭的液壓成形工藝。管件高壓液力成形工藝十分適合于制造一些截面沿軸線變化的管件。如果管件的軸線不是直線，一般還需對(duì)管材進(jìn)行預(yù)彎，以便管材放入模腔內(nèi)。除了高壓液力成形工藝外，一般還需對(duì)成形后的管件進(jìn)行沖孔、裁切等一些后續(xù)加工才能成形生產(chǎn)出完整的零件。

圖1 T形三通的液壓成形工藝

管件高壓液力成形工藝已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生潔具、汽車(chē)等行業(yè)。在衛(wèi)生潔具行業(yè)的應(yīng)用主要有：接頭、把手和各類(lèi)三通等。在汽車(chē)行業(yè)，高壓液力成形件的應(yīng)用更為廣泛，像排氣歧管、發(fā)動(dòng)機(jī)托架、橫梁、副車(chē)架、后橋殼、儀表梁等汽車(chē)結(jié)構(gòu)件都可采用高壓液力成形工藝來(lái)制造。

管件高壓液力成形技術(shù)能在汽車(chē)行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)榕c沖壓焊接件相比其具有的許多優(yōu)勢(shì)［1－5］：1)性能好、安全性高;2)質(zhì)量輕、節(jié)約能源;3)簡(jiǎn)化工藝、提高效率;4)節(jié)約材料、降低成本。以發(fā)動(dòng)機(jī)托架為例(圖2)，液壓成形工藝只需直管預(yù)彎、預(yù)成形、液壓漲形三步工藝，而沖壓焊接的發(fā)動(dòng)機(jī)托架是由6片沖壓件焊接而成的，其工序遠(yuǎn)多于液壓成形工藝所需的工步。據(jù)統(tǒng)計(jì)，管件高壓液力成形件比沖壓焊接件的成本平均低15% ～20%。

圖2 高壓液力成形和沖壓焊接的發(fā)動(dòng)機(jī)托架［5］

2 成形設(shè)備

完整的管件高壓液力成形工藝所涉及到的設(shè)備有：切管機(jī)、彎管機(jī)、高壓液力成形機(jī)、熱處理設(shè)備、清洗設(shè)備等。其中高壓液力成形機(jī)是整套工藝最為關(guān)鍵也是最昂貴的設(shè)備。一臺(tái)高壓液力成形機(jī)主要包括以下部分［2，5］：

1)開(kāi)模鎖模裝置：主要為成形模具的開(kāi)合提供動(dòng)力，并在成形時(shí)候能安全有效地鎖住模具，一般主要由壓力機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。

2)模具：把零件需要的外形傳遞給管件。

3)增壓系統(tǒng)：用于產(chǎn)生高壓液體，主要由液壓泵、壓力放大器、電磁閥、壓力傳感器、控制平臺(tái)等組成。

4)液壓缸和沖頭：用于高壓密封和軸向補(bǔ)料。

5)工藝控制系統(tǒng)：主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、傳感器等組成。

管件高壓液力成形生產(chǎn)線主要采用壓力機(jī)來(lái)為開(kāi)閉模和鎖模提供驅(qū)動(dòng)力。衡量壓力機(jī)的主要參數(shù)有鎖模力、工作平臺(tái)尺寸等參數(shù)。管件高壓液力成形工藝所需鎖模力的大小主要由管件的尺寸、壁厚、材料參數(shù)以及局部幾何特征(如圓角)的尺寸等參數(shù)決定。常用于管件高壓液力成形的壓力機(jī)噸位大部分在幾千噸左右，少數(shù)高達(dá)1萬(wàn)噸。目前，管件高壓液力成形工藝存在的一個(gè)較大問(wèn)題是生產(chǎn)節(jié)拍較慢。由于在每個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍中閉模、開(kāi)模、沖液占用了不少時(shí)間，所以設(shè)計(jì)快速高效的新型開(kāi)模/閉模機(jī)構(gòu)以及開(kāi)發(fā)快速的沖液系統(tǒng)是提高管件高壓液力成形工藝節(jié)拍的有效途徑。

管件高壓液力成形工藝中，管件的成形主要依靠高壓液體來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以液體的增壓和控制尤為重要，它們是通過(guò)增壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。增壓缸通過(guò)高低壓缸中活塞面積的不同，使高壓缸中的壓力比低壓缸中的壓力提高數(shù)十倍，其精確控制通過(guò)伺服液壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，管件高壓液力成形的液體壓力最大可達(dá)1 000 MPa，但在多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)中，成形壓力小于400 MPa。當(dāng)壓力超過(guò)400 MPa時(shí)，增壓系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本將顯著提高，并且系統(tǒng)的使用壽命也明顯降低。

軸向沖頭的作用主要有兩個(gè)：1)對(duì)管件兩端進(jìn)行高壓密封;2)軸向壓縮管件，讓材料流入成形區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)成形區(qū)的補(bǔ)料。在軸向補(bǔ)料時(shí)，沖頭對(duì)管件的軸向壓縮量應(yīng)該和成形壓力匹配起來(lái)以形成有效的加載路徑，否則，很容易導(dǎo)致工藝失效，如漲裂和起皺等。

由于工業(yè)運(yùn)用中常用的液壓系統(tǒng)壓力一般很少超過(guò)35 MPa，所以管件高壓液力成形設(shè)備所需的一些高壓元器件都是非標(biāo)準(zhǔn)零件，需要設(shè)備供應(yīng)商自己制造，這對(duì)管件高壓液力成形設(shè)備的制造商提出了很高的要求。目前，技術(shù)成熟且可靠的管件高壓液力成形機(jī)制造商比較少，主要集中在歐洲和北美地區(qū)，如德國(guó)的Sehuler公司和 SPS公司、瑞典的 AP＆T公司、美國(guó)的ITC interlaker和Hydro Dynamic公司。國(guó)內(nèi)從事管件高壓液力成形設(shè)備制造的研究機(jī)構(gòu)有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)苑世劍教授［4］的課題組在雙動(dòng)壓力機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了一個(gè)合模力為1 000 t，成形壓力最大為400 MPa的管件高壓液力成形機(jī)［3，4］，他們?cè)谠摍C(jī)器上成功開(kāi)發(fā)了多種汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的高壓液力成形工藝。南京理工大學(xué)樊黎霞教授［6，7］的課題組在管件高壓液力成形設(shè)備和工藝開(kāi)發(fā)方面做了大量深入的工作，研制成功了HM系列緊湊型高壓液力成形機(jī)(圖3)，該系列成形機(jī)的成形壓力為100～400 MPa、合模力為 1 000～ 5 000 t，其中 HM100已用于汽車(chē)儀表梁類(lèi)的大批量生產(chǎn)，HM300也已用于后車(chē)架橫梁和扭臂的大批量生產(chǎn)。

圖3 南京理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的HM系列緊湊型管件高壓液力成形機(jī)［6，7］

3 管件高壓液力成形工藝

3.1 常規(guī)管件高壓液力成形工藝

比較典型也是歷史上最早的管件高壓液力成形工藝是“T”形三通管的漲形工藝。20世紀(jì)40年代，美國(guó)人Grey采用高壓液體來(lái)成形T形銅接頭。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著高壓密封技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，管件高壓液力成形技術(shù)先后用于了X形管接頭和Y形管接頭的成形(圖4)。Ray等［8］采用有限元軟件 Ls－Dyna模擬并成功地發(fā)開(kāi)了“X”和“T”管接頭的高壓液力成形工藝，建立了兩個(gè)零件的加載路徑，并比較了有限元模擬和實(shí)驗(yàn)獲得的壁厚分布，兩者的結(jié)果十分一致。Suwat等［9］研究了“Y”形三通管的高壓液力成形工藝，發(fā)現(xiàn)初始管材長(zhǎng)度對(duì)支管的最大成形高度有著重要的影響，相對(duì)較短的管材可以漲出更高的支管。

圖4 X 形、T形 和 Y 形管接頭［8，9］

3.2 熱態(tài)高壓液力成形工藝

實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化另外一個(gè)有效途徑是采用輕合金材料，像鋁合金和鎂合金等材料。但是這類(lèi)材料的常溫塑性比鐵要差很多，需要提高其成形溫度才能漲出所需的形狀。目前主要以油或惰性氣體為介質(zhì)對(duì)管材和模具進(jìn)行加熱。由于需要對(duì)模具和管材進(jìn)行加熱，所以熱態(tài)高壓液力成形工藝所需要的時(shí)間要比常溫高壓液力成形工藝的時(shí)間長(zhǎng)，模具的設(shè)計(jì)上也更為復(fù)雜。Keigler等［10］采用氮?dú)庾鳛榧訜峤橘|(zhì)，把成形溫度提高到了450℃，采用5 MPa的氣壓成形出了如圖5所示的零件。苑世劍等［11］研究了5A02鋁合金管材熱態(tài)液壓成形的特性，發(fā)現(xiàn)5A02鋁合金管的最佳成形溫度為200℃ ～230℃。目前，熱態(tài)高壓液力成形工藝還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，如果要投入工業(yè)應(yīng)用，還需對(duì)加熱方法、溫度分布、熱態(tài)下的摩擦條件、隔熱、密封等問(wèn)題進(jìn)行深入研究。

圖5 高溫氣壓成形出的零件［10］

3.3 管材雙面高壓液力成形工藝

根據(jù)延性斷裂機(jī)理，材料開(kāi)裂的原因是微觀裂紋在內(nèi)應(yīng)力作用下發(fā)生塑性變形形成許多空洞空隙，這些空洞合并導(dǎo)致開(kāi)裂發(fā)生。拉伸型的內(nèi)應(yīng)力會(huì)加速延性材料的破裂，壓縮型的內(nèi)應(yīng)力能抑制材料的破裂。受到該機(jī)理的啟發(fā)，Smith［2］等和Jain等［13］提出了雙面高壓液力成形工藝，即不光在管材內(nèi)部注入高壓液體，在管材的外面也引入比內(nèi)壓小的壓力來(lái)支撐管材的漲形，這樣能抑制管材的開(kāi)裂，提高材料的膨脹率。Smith等［2］采用6種失效準(zhǔn)則來(lái)評(píng)估雙面高壓液力成形工藝的可成形性，指出了Cockcroft模型、Ghosh模型和應(yīng)力成形極限圖3種失效準(zhǔn)則可有效評(píng)估管件高壓液力成形工藝的可成形性。王曉松等［14］設(shè)計(jì)一種管件高壓液力成形的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究外壓對(duì)角部填充的影響，發(fā)現(xiàn)角部半徑隨著外壓的升高而減少，角部填充率也提高了，這主要是因?yàn)橥鈮和七t了漲裂的發(fā)生。

4 材料和成形性能

4.1 常用材料

采用管件高壓液力成形工藝制造的零件在汽車(chē)、航空航天、衛(wèi)浴等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用，制造這些零件的材料主要有鐵合金、鋁合金、黃銅和紫銅等材料，前兩種材料主要用于汽車(chē)和航空航天行業(yè)，后兩種材料主要用于衛(wèi)浴等行業(yè)。為了進(jìn)一步減輕汽車(chē)的質(zhì)量，許多學(xué)者正在研究高強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋁合金的管件高壓液力成形工藝。

目前在工業(yè)運(yùn)用和試驗(yàn)研究中常用到的鐵合金材料主要有低碳鋼、滲碳鋼、熱處理鋼、奧氏體不銹鋼和高強(qiáng)度鋼等。屈服強(qiáng)度在200～400 MPa之間的低碳鋼主要用于汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的制造，像各類(lèi)后軸支架、發(fā)動(dòng)機(jī)托架和底盤(pán)結(jié)構(gòu)件等［15］。滲碳鋼和熱處理鋼可用于發(fā)動(dòng)機(jī)軸類(lèi)零件的制造［15］。奧氏體不銹鋼主要用于各類(lèi)管道零件，像SS304不銹鋼廣泛用于制造各類(lèi)管件接頭［16］和電器把手等零件。

用于管件高壓液力成形的鋼管主要有兩種：無(wú)縫鋼管和有縫鋼管。無(wú)縫鋼管是通過(guò)圓形胚料軋制出來(lái)的，其斷面上無(wú)接縫，有縫鋼管則是通過(guò)鋼板卷曲焊接而成。在管件高壓液力成形工藝中常用的管材直徑在20～140 mm之間，壁厚和直徑之比在0.06～0.012之間。市場(chǎng)上的鋼管在買(mǎi)回來(lái)時(shí)，一般有兩種狀態(tài)：退過(guò)火和沒(méi)退過(guò)火。由于軋制或卷曲成形的冷作硬化，沒(méi)退火的鋼管強(qiáng)度會(huì)高些，但成形性能比較低。在高壓液力成形工藝中使用縫鋼管，特別注意要把焊縫放在變形過(guò)程中應(yīng)力最小的地方，可以減少焊縫周?chē)鷧^(qū)域漲裂的危險(xiǎn)。

鎂合金因其比強(qiáng)度高(強(qiáng)度和質(zhì)量之比)在汽車(chē)結(jié)構(gòu)輕量化上擁有良好運(yùn)用前景，但這類(lèi)材料的常溫塑性比較差，很難在室溫下對(duì)其塑性加工。一般都要把溫度提升到200℃以上才能成形出良好的零件。

4.2 管材成形性能測(cè)試

管材的制造工藝像軋制和卷曲焊接本身就是一種塑性成形工藝，會(huì)使加工后的管材冷作硬化，所以管材的機(jī)械性能與其胚料會(huì)有很大的差別，一般不能用胚料的材料性能(板材)來(lái)衡量和評(píng)估管材的可成形性。下面介紹4種專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量管材成形性能的試驗(yàn)。

1)角部填充試驗(yàn)(圖6.a)：常用于液壓成形中各種摩擦和潤(rùn)滑測(cè)試［17］。

2)管材端部擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)(圖6.b)：用一個(gè)錐形沖頭擠壓管端直到管端拉裂，管端截面拉裂時(shí)的膨脹率可以用于評(píng)估材料的成形性能。

3)液壓漲形試驗(yàn)(圖6.c)：管件兩端被模具固定后，對(duì)管材進(jìn)行高壓膨脹，直至其破裂，漲形高度反映了材料的成形性能。該試驗(yàn)也是一種常用的管材應(yīng)力應(yīng)變曲線測(cè)量方法［18］，由于管材在雙向拉應(yīng)力的作用下不易縮頸失穩(wěn)，所以該方法獲得的應(yīng)變范圍比單向拉伸試驗(yàn)獲得的應(yīng)變要大得多。

4)拉伸試驗(yàn)(圖6.d和6.e)：是一種常用的材料試驗(yàn)，可以獲得彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、應(yīng)力應(yīng)變曲線等機(jī)械性能數(shù)據(jù)。當(dāng)試樣從管材上切下后，需校直試樣后才能作拉伸試驗(yàn)［19］。如果要測(cè)定管材的周向應(yīng)力，可以考慮采用周向拉伸試驗(yàn)［20］。拉伸試驗(yàn)的一個(gè)缺點(diǎn)是試樣會(huì)很快縮頸后斷裂，所以測(cè)到得應(yīng)變范圍比較小。

圖6 管材成形性能的試驗(yàn)

5 工藝分析和數(shù)值模擬

管件高壓液力成形的主要工藝參數(shù)有：材料屬性(流動(dòng)應(yīng)力、屈服應(yīng)力、各向異性參數(shù)、延伸率等)、加載路徑(成形壓力Vs補(bǔ)料量)、摩擦和潤(rùn)滑參數(shù)、溫度、模具和零件的尺寸參數(shù)等，每個(gè)工藝參數(shù)都會(huì)影響成形零件的品質(zhì)。許多學(xué)者對(duì)以工藝參數(shù)的影響展開(kāi)了研究。Carleer［21］等研究了管件高壓液力成形工藝后發(fā)現(xiàn)：1)隨著材料硬化指數(shù)n的提高，液壓漲形所需的壓力會(huì)降低，成形后的管件的厚度分布更均勻;2)周向各向異性指數(shù)r會(huì)影響漲形壓力，而軸向各向異性指數(shù)會(huì)影響最大漲形高度。Kridri等人［22］的研究指出管材壁厚的增加會(huì)導(dǎo)致成形壓力和鎖模力的增加。

在所有的工藝參數(shù)中加載路徑(成形壓力Vs補(bǔ)料量)是高壓液力成形工藝中最為重要的參數(shù)，加載路徑的設(shè)計(jì)直接決定了高壓液力成形工藝的成敗。高壓液力成形工藝典型的3種失效模式與加載路徑有關(guān)。如果成形壓力升高過(guò)快，材料來(lái)不及補(bǔ)充，管件就會(huì)漲裂。如果軸向補(bǔ)料太多，管件就應(yīng)為軸向壓力太大而起皺或屈曲［－5］。如圖7所示，只有當(dāng)加載路徑落在灰色的區(qū)域內(nèi)時(shí)才能成形出無(wú)缺陷的零件。

目前，加載路徑的設(shè)計(jì)主要依靠經(jīng)驗(yàn)、有限元模擬和試驗(yàn)獲得。加載路徑的設(shè)計(jì)方法主要有：

1)把高壓液力成形工藝分為兩個(gè)階段：成形階段和校形階段。兩階段的加載路徑都是線性曲線，這兩段直線依次通過(guò)屈服點(diǎn)、漲裂點(diǎn)和校形壓力點(diǎn)，這三點(diǎn)分別根據(jù)屈服應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度計(jì)算獲得［23］。

圖7 液壓成形工藝窗口圖

2)用有限元模擬管件沒(méi)有軸向約束下的漲形過(guò)程，從模擬結(jié)果中提取管件兩端向中間的位移值［24］，把該位移放大一定的倍數(shù)后作為初始加載路徑。

3)加載路徑優(yōu)化法，把加載路徑分成經(jīng)過(guò)幾個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)的分段線性曲線，設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)后，對(duì)設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化獲得合適的加載路徑。

一般來(lái)說(shuō)，管件高壓液力成形的工藝分析方法都是建立在確定性理論上，即所有的工藝參數(shù)都被認(rèn)為具有恒定值，但在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程，各種工藝參數(shù)都存在一定的不確定性，即會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，如材料的力學(xué)性能、幾何尺寸和工藝條件等。這些不確定因素可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)波動(dòng)、幾何尺寸失真以及模具使用壽命降低等，進(jìn)而造成工藝的不穩(wěn)定。因而有必要識(shí)別和量化這些隨機(jī)工藝參數(shù)，并在工藝設(shè)計(jì)中充分考慮這些工藝參數(shù)的隨機(jī)性帶來(lái)的影響。Kim等［25］以應(yīng)力成形極限圖為衡量準(zhǔn)則建立了管件漲形工藝的可靠性模型。楊晨等［26］以角部填充半徑為衡量準(zhǔn)則建立了管件高壓液力成形工藝中角部填充的可靠性模型，采用蒙特卡洛模擬試驗(yàn)法計(jì)算了給定加載路徑的工藝失效概率，并在此可靠性模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化了角部填充的工藝參數(shù)。

6 摩擦和潤(rùn)滑

由于管內(nèi)高壓液體作用，管件和模具之間的表面接觸壓力很高，導(dǎo)致摩擦力很大。摩擦力限制了材料的流動(dòng)，所以摩擦對(duì)管件的壁厚分布、極限膨脹率以及成形缺陷有著重要的影響。根據(jù)不同的摩擦條件，可以把管件高壓液力成形工藝中的摩擦分為如圖8所示的3種類(lèi)型：導(dǎo)向區(qū)、過(guò)度區(qū)和漲形區(qū)［27］。在導(dǎo)向區(qū)內(nèi)材料在壓縮力的作用下向成形區(qū)流動(dòng)，材料會(huì)變厚，材料表面收縮。在漲形區(qū)，材料主要受到雙向拉應(yīng)力作用，材料會(huì)變薄，材料表面會(huì)擴(kuò)張。這兩種區(qū)域不同的摩擦條件會(huì)直接影響潤(rùn)滑劑的選用。

圖8 液壓成形工藝中的三種摩擦區(qū)域［27］

管件高壓液力成形工藝中存在的多種摩擦條件使?jié)櫥瑒┠Σ料禂?shù)的測(cè)定變得復(fù)雜，國(guó)外許多學(xué)者對(duì)這問(wèn)題展開(kāi)了深入的研究。美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)和德國(guó)的一些學(xué)者分別針對(duì)3個(gè)摩擦區(qū)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試摩擦系數(shù)［28］。目前，導(dǎo)向區(qū)摩擦系數(shù)測(cè)試方法共有3種(圖9)。它們都是讓液壓作用下的管件滑行通過(guò)與管外經(jīng)相等的孔，通過(guò)測(cè)量滑行阻力和液體壓力來(lái)測(cè)定摩擦系數(shù)。俄亥俄州立大學(xué)的Ngaile等［29，30］開(kāi)發(fā)一種管件梨形截面漲形試驗(yàn)來(lái)測(cè)量漲形區(qū)的摩擦系數(shù)。在內(nèi)壓作用下，材料會(huì)流向梨形模腔的頂端，而不同的摩擦條件下，材料漲形高度不一致，摩擦系數(shù)低的潤(rùn)滑劑對(duì)應(yīng)的漲形高度高，所以可以根據(jù)漲形高度來(lái)評(píng)估摩擦系數(shù)。

圖9 導(dǎo)向區(qū)摩擦系數(shù)測(cè)試裝置

7 總結(jié)

管件高壓液力成形技術(shù)是一種先進(jìn)異型管件制造技術(shù)，它利用高壓液體使工件進(jìn)行塑性成形，特別適合截面形狀沿軸線連續(xù)變化的空心構(gòu)件的加工。與傳統(tǒng)的沖壓焊接工藝相比，管件高壓液力成形技術(shù)有許多優(yōu)勢(shì)，已逐漸替代沖壓焊接工藝來(lái)生產(chǎn)部分汽車(chē)結(jié)構(gòu)件，成為汽車(chē)輕量化制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。

本文對(duì)管件高壓液力成形技術(shù)的原理、典型工藝、工裝設(shè)備、材料和成形性能、工藝分析方法、摩擦和潤(rùn)滑等方面展開(kāi)了綜合闡述，比較全面地介紹了該工藝。介紹管件高壓液力成形工藝時(shí)，分別對(duì)常規(guī)高壓液力成形、熱態(tài)高壓液力成形、管材雙面高壓液力成形進(jìn)行了討論。在介紹材料和成形性能，分別探討了針對(duì)管材的材料試驗(yàn)拉伸、角部填充、管端脹形和液壓漲形試驗(yàn)。在介紹工藝分析方法時(shí)，闡述了加載路徑的設(shè)計(jì)方法和高壓液力成形工藝的分析方法。在介紹摩擦和潤(rùn)滑時(shí)，分別討論導(dǎo)向區(qū)和漲形區(qū)的摩擦測(cè)試試驗(yàn)。

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