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管材内高压成形与板材液压成形有什么区别?

管材内高压成形利用管内液体压力使管壁向外变形;板材液压成形以板坯为原料,液体压力的作用方式随具体工艺而不同。两者的英文都可以叫 hydroforming,区别不仅在于使用管坯还是板坯,也在于怎样使金属变形。

摘要

管材内高压成形和板材液压成形都可能得到空心件,不能只凭成品外形判断工艺。区分两者,要看成形时用的是管坯还是板坯,以及液体压力怎样使坯料变形。选用哪种工艺,还取决于材料、孔口和连接要求,以及成品需要达到的质量。

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管材内高压成形从管坯开始

管材内高压成形时,液体从管内施加压力,使管壁向外变形,形成需要的轮廓。使用的管坯可以是直管,也可以已经经过预成形。成品不必保持直管的样子,也可以带有弯曲段或非圆形截面。Schuler:管材内高压成形

焊管可能先由带材制成,但进入内高压成形工序时,它已经是一根管。先把带材做成管,再用管内液体压力改变管壁形状,是前后两道工序;后一道仍属于管材内高压成形。

板材液压成形有多种方法

板材液压成形并不是一种固定的做法。例如,充液拉深把机械拉深与液体压力结合起来;液压拉深则利用加压液体使板坯成形。加工的都是板坯,液体压力发挥的作用却不同。Schuler:充液拉深、液压拉深

另一种方法是 Quintus 的 Flexform 液池成形,它通过柔性隔膜使板坯成形。这种隔膜结构属于 Flexform 的特点,其他板材液压成形方法不一定采用隔膜。Quintus:Flexform Fluid Cell Presses

这些板材工艺的主要区别,是液体压力怎样作用于板坯,以及是否同时进行机械拉深。选用哪一种,要结合所用板坯和零件的形状、质量要求。

板材液压成形有多种方法
区别管材内高压成形板材液压成形
起始坯料直管或经过预成形的管坯板坯,也有采用两张板坯的方法
液体压力用在哪里从管内向外推动管壁变形用于板坯成形,各种方法的施压方式不同
可以形成什么外形带弯曲段或非圆截面的管件壳体等零件,双板成形也可得到空心件
孔口与连接件不一定随主体一起成形,可能需要其他工序不一定随主体一起成形,可能需要其他工序

板坯也能成形空心零件

空心件不一定由管坯做成。双板成形把液体压力施加在两张板坯之间,使板坯变形,也能得到空心零件。Schuler:液压拉深中的双板成形

有些空心成品由成形主体和后来装上的部件组成,并不是整个组件一次成形。判断其制造方法时,要分别看主体采用的坯料和其他部件的连接方式,不能只看成品是否中空。

同样,孔、端口和连接件也不一定与主体轮廓在同一次成形中完成,可能还需要其他加工。不同做法见模内冲孔、成形后开孔与连接工序。

液压压力机也用于普通拉深

“液压”有时描述压力机的驱动方式,有时描述液体压力在零件成形中的作用。普通板材拉深也可以使用液压驱动的压力机,因此,机器由液压系统驱动,不等于零件采用了液压成形(hydroforming)。Schuler:拉深压力机

区别在于液体压力的用途:驱动压力机,还是参与管坯、板坯的成形。仅凭设备名称中有“液压”二字,不能把普通拉深归为液压成形。

为一个零件选工艺,还要看哪些要求

选工艺时,除了主体外形,还要考虑孔口和连接处怎样加工,以及材料和成品质量要求:

  • 要做的是一个成形单件,还是带孔口和连接件的完整组件。
  • 采用管坯还是板坯;尚未选定时,可根据零件要求比较。
  • 主体要形成什么轮廓,哪些位置要开孔或与其他部件连接。
  • 使用什么材料,成品需要达到哪些质量要求。

即使外形相似,材料、孔口、连接方式或质量要求不同,也可能需要不同工艺。成本比较也应包括这些加工,而不只是主体成形。

定制管件项目

水艺源提供管材内高压成形定制加工。需要制作管件时,可通过内高压成形加工服务提交零件图纸,并说明材料和成品要求。

常见问题

从带材制成的焊管,后续内高压成形算板材工艺吗?
不算。由带材制管是前一道工序;进入内高压成形时,坯料已经是管。再利用管内液体压力使它变形,属于管材内高压成形。
仅凭复杂外形,能选定液压成形方法吗?
不能。复杂外形既可能由管坯做成,也可能由板坯做成。选哪一种,还取决于材料、孔口与连接要求,以及成品需要达到的质量。

参考资料

Schuler 的资料介绍了管材成形、充液拉深、液压拉深及压力机;Quintus 的资料介绍了 Flexform 板材成形。孔口与连接工序可继续阅读正文链接的相关文章。

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