内高压成形技术现状与发展趋势

介绍了内高压成形原理，工艺分类、优点、应用范围和适用材料，综述了国外内高压成形在工业领域尤其汽车工业的应用情况，给出了用内高压成形制造的典型结构件、枝杈管件、异形管件和空心轴类件。详细介绍了国内研制的400MPa内高压成形机参数及在该设备上试制的铝合金管件、不锈钢管件、空心阶梯轴和轿车后轴纵臂等内高压成形件。最后指出内高压成形需要深入研究的课题和发展趋势。     

内高压成形技术现状与发展趋势

介绍了内高压成形原理、工艺分类、优点、应用范围和适用材料，综述了国外内高压成形在工业领域尤其汽车工业的应用情况，给出了用内高压成形制造的典型结构件、枝杈管件、异形管件和空心轴类件。详细介绍了国内研制的400MPa内高压成形机参数及在该设备上试制的铝舍金管件、不锈钢管件、空心阶梯轴和轿车后轴纵臂等内高压成形件。最后探讨了内高压成形需要深入研究的课题和发展趋势。     

轿车副车架内高压成形

用内高压成形技术在国内首次成功地试制出全尺寸轿车副车架样件,经检测尺寸满足设计要求。通过合理的弯曲工艺,避免了角部过度减薄引起内高压成形过程中开裂。采用典型截面二维数值模拟和整体零件三维数值模拟相结合的方法,给出了合理的预成形坯形状,控制壁厚分布和避免终成形合模时在分模面上管材被压出。通过该零件研制,基本掌握用内高压成形制造副车架的关键技术。     

轿车转向节臂零件内高压成形工艺研究

研究了某型号轿车转向节臂零件的内高压成形工艺,并成功试制出样件。样件横截面主要为矩形空心截面,且沿轴线截面形状尺寸变化很大,因此需要采用管材通过预成形和终成形两个工序来完成。在预成形中,通过内部液压和轴向力的合理匹配,使最大膨胀量达到70％的预成形件;然后在终成形模具中进行压弯、合模和内高压成形,获得壁厚、外形尺寸均满足设计要求的最终零件形状。由于管材截面连续,无焊接边,因此整体刚度、强度均比冲压焊接件有所提高,并有助于提高疲劳强度。     

轿车底盘前梁内高压成形试验研究

内高压成形的弯曲轴线多边形空心变截面结构件能够满足减重、节约空间以及提高强度和刚度的要求,使其成为汽车制造业以及航空航天领域的理想结构件.但弯曲轴线多边形截面构件内高压成形的不均匀变形问题是影响开裂及壁厚分布不均匀的一个重要原因.本文以轿车底盘前梁为例,采用实验方法研究了弯曲轴线多边形截面构件内高压成形的不均匀变形问题,分析了各种开裂缺陷产生的原因,给出圆角大小和成形压力之间的关系及成形件的壁厚分布.研究结果表明,弯曲工序引起的壁厚减薄和增厚导致的坯料不均匀以及复杂截面的周向变形不均匀,是导致内高压开裂及壁厚分布不均匀的主要原因,通过合理的预成形形状可以有效控制内高压成形的变形均匀性,成形出壁厚分布均匀的合格零件.     

浅谈某车型纵管梁的内高压成形工艺

介绍了内高压成形原理,并以某车型前副车架纵管梁为例,分析了制件的结构特点和截面变化,重点介绍了该零件的内高压成形工艺方案的确定过程。     

日本内高压成形技术进展(英文)

文章回顾了自2003年于日本举行的第一届内高压成形国际会议(TUBEH YDRO2003)后该技术在日本的发展概况。近年来,铝合金热态内高压成形技术得到了较快的发展,利用该技术生产的汽车副车架试制成功,并已应用在轿车上;移动模具的出现提高了内高压胀形极限,使T形三通管制管的成形高度显著提高。文中还讨论了在内高压成形工艺优化、拼焊管内高压成形、锥形管内高压成形、高强钢管内高压成形、液压冲孔、成形极限图及内高压成形设备方面的进展。     

空心双拐曲轴内高压成形加载路径优化的研究

内高压成形技术是一种利用液体作为传力介质，通过控制内压力和轴向推力来达到成形空心零件目的的先进制造技术，在航空、航天、汽车等轻量化领域获得了广泛的应用。管材的内高压成形过程十分复杂，成形结果与诸多因素有关，其中内压力及轴向进给的加载路径及其匹配关系对成形结果影响尤为显著，如何找出诸多影响因素对内高压成形的影响规律并进行合理的优化是内高压成形面临的重要问题。首先利用均匀设计法设计BP神经网络训练样本与检测样本。其次,分析BP神经网络和遗传算法，并进行融合，基于MATLAB语言编写BP神经网络的算法程序及遗传算法程序，对空心双拐曲轴内高压成形加载路径工艺参数进行了优化，得到其最优成形参数。并通过DynaForm软件仿真验证了结果的准确性，从而完成对管材内高压成形加载路径的参数优化，进一步提高了管材内高压成形的成形质量。     

汽车前指梁多工步成形模拟及试验研究

基于有限元分析软件eta/DYNAFORM,对汽车前指梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。在弯曲成形工步中,研究了管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中主要分析了预制坯形状对前指梁内高压成形的影响;在内高压成形工步中,研究了优化后的预制坯形状对最终成形零件成形缺陷的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。研究结果表明:预制坯形状是决定前指梁内高压能否顺利成形的重要因素;通过改变预成形模具的结构形式,可以得到合理的预制坯形状,避免内高压成形过程中缺陷的产生。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

基于Dynaform的轿车引擎盖板冲压成形仿真的研究

介绍了轿车引擎盖零件冲压成形仿真的研究背景,论述了板料冲压成形数值模拟的理论和主要步骤。在Dynaform中对轿车引擎盖零件进行了冲压成形过程的仿真,证明了仿真设计方法具有实用性;通过反复模拟,找出了合理的工艺参数,有利于优化冲压成形的过程及其结果。     

内高压成形理论与技术的新进展

介绍哈尔滨工业大学在内高压成形基础理论、关键技术及工业应用等方面取得的重要进展。在基础理论方面,利用平面应力屈服椭圆描述典型内高压成形过程中应力状态及壁厚变化趋势;揭示变径管内高压成形过程中壁厚分布规律以及多边形截面环向的壁厚分布特点;指明整形阶段圆角充填时存在极限圆角半径;发明了用于测量管材环向力学性能的管材环向拉伸实验方法。在工艺关键技术方面,针对航空航天领域对大直径薄壁复杂管件的需求,发明了Y型薄壁三通管两步成形方法、双层管充液弯曲方法,试制出超薄Y型三通管、整体不锈钢进气道及弯管零件。在工业应用方面,研制了合模力最大达55 MN的工业生产用大型内高压成形机,并成功地用于轿车底盘零件大批量生产。     

汽车前梁内高压成形工艺分析

传统汽车前梁的制造一般是板料冲压成形,它的缺点是成形工序多,模具结构复杂。内高压成形汽车前梁具有工艺简单,生产费用低,成形零件强度与刚度高的优点。采用有限元分析方法对汽车前梁内高压成形过程进行了模拟分析,研究了预弯曲形状和内高压压力对零件成形质量的影响。结果表明:坯料形状对零件胀形质量有重要影响,完全预弯成形后零件胀形质量较好;内高压压力过大会使零件破裂,过小会造成胀形不足;当内高压压力为70 MPa时,可成形出质量较好的零件。     

汽车发动机排气歧管的内高压成形技术

研究了Y型三通管的内高压成形工艺过程,分析了成形过程中过渡区起皱及支管破裂等缺陷产生的原因,从而为实际生产中的Y型三通管内高压成形工艺设计提供了相关指导。利用所成形的Y型三通管制造了汽车发动机排气歧管样件,为内高压成形技术在汽车行业的推广应用奠定了理论与实验基础。     

摩托车启动主动齿轮的精密成形

通过合理分配变形程度、控制金属流动，设计出精密成形工艺的合理中间预制坯，并采用温锻制坯与冷挤压相结合的复合成形工艺，成功地进行了启动主动齿轮精锻件的生产。精锻件不仅表面光洁、尺寸精度高、外表面的后续加工余量小，而且冷挤压成形的锯齿状内齿无需后续加工就可以装配使用。因此，精密成形具有显著的节能、节材效果，经济效益十分显著。     

汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

压力臂扭曲成形新工艺及其级进模的设计

在改善旧工艺的过程中，将组装的产品转化为单一的压力臂产品。针对压力臂的技术要求，确定了合理的排样方案，阐述了该级进模设计特点及要点，同时，还介绍了两种扭曲成形装置，可供类似多工位级进模的设计、制造作参考。产品质量达到设计要求，较大地提高了生产效率，降低了生产成本。     

某车型内高压成形结构后副车架产品与工艺开发北大核心CSCD

为实现乘用车底盘副车架轻量化和低成本设计,基于某车型冲焊结构后副车架,全新开发内高压成形结构后副车架。利用产品有限元仿真技术验证了内高压成形结构后副车架的耐久性和强度满足要求。针对内高压成形纵梁,提出一种一模S型双件出件的低成本化工艺设计方式,实现一模双出,提升了制造效率,实现材料利用率从91.0%提升至93.5%。利用工艺成形有限元仿真技术验证了内高压成形纵梁一模S型双件成形件具有良好的可制造性,其最大减薄率为18.0%,满足要求,并制定了全工序工艺方案。通过产品和工艺有限元的仿真技术驱动了结构轻量化、低成本化和可制造性设计,利用成本模型详细评估了两种结构的成本差异。完成了总成样件试制和总成台架试验,验证了内高压成形结构后副车架产品和工艺开发的可行性,实现了减重15.1%、制造成本降低15.8%。     

内接头锻件成形工艺分析与模具设计

提出了采用预成形和正反挤成形生产内接头新工艺，通过有限元模拟和分析确定了合理的预制坯形状和尺寸，设计了内接头预成形和正反挤成形模具。     

防锈铝变径管内高压成形过程数值模拟

内高压成形技术具有诸多的优点如零件具有重量轻、刚度好、零件数量少、可减少后续机械加工和组装焊接量及成本低等, 广泛应用于宇航、汽车等工业. 采用数值模拟技术对防锈铝内高压成形过程中材料的合理流动趋势及其对最终成形结果的影响进行了分析, 并与实验结果进行了比较. 结果表明低塑性材料-防锈铝成形过程中皱纹的形成及形状是关键, 影响到成形的结果, 应采用合理的工艺参数来控制皱纹的形成.     

内高压成形起皱行为的研究

对内高压成形起皱过程进行了理论分析、数值模拟和实验研究．分析了加载路径、成形区长径比等因素对皱纹数量和工件成形效果的影响．结果表明：不是所有的皱纹都是失效形式，在某些情况下，管料起皱后仍然可以成形，关键是获得有益皱而不是死皱，通过起皱在成形区聚料是一种有效的预成形方法，该方法拓宽了内高压成形区间．