内高压成形

时期学习总结来总公司工作已有3个多月，自我感觉学习不够刻苦、认真，但也有了一些是在长春所学不到的收成。

除能力方面熟悉了很多学到了一些，针对内高压项目的基础性学习在各方面也有了必然进步，现总结如下：一内高压知识学习1 大体原理：内高压成形工艺是通过轴向补料与内部加压的复合作用，将管材压入型腔以取得所需要的工件形状。

2 要紧结构：内高压成形设备由6部份组成：1）合模压力机，提供合模力，在加压成形期间将上下模具闭合锁死；2）水平缸，提供轴向进给补料和管端密封；3）高压源，即增压器，提供高压液体；4）液压动力系统，提供水平缸，增压器或合模压力机驱动；5）水压系统，实现工件乳化液快速充填、增压器高压腔补液、乳化液循环过滤；6）运算机操纵系统，水平缸与增压器联合，保证轴向进给与内压的精准匹配关系。

3 技术参数：最大合模力1000-5000吨，最高内压400MPa-600 MPa，最大轴向力150吨，内压操纵精度，位移操纵精度，工零件最大长度1000mm。

4 内高压件分类：第一类为变径管件，轴线为直线或弯曲度很小的二维曲线，截面形状多为圆形或矩形，因管件或截面周长差较大，成形时轴向需要补料；第二类，零件的轴线为二维或三维曲线零件，截面形状为矩形、多边形或异形，成形时轴向不需要补料；第三类为三通管、四通管或多通管件，其中难度较大是非对称的Y型三通管件。

5 典型件工艺分析——副车架（1）零件材料和设备轿车副车架零件是一个轴线为空间曲线的空心变截面结构件，截面沿轴线转变大，具有18个不同形状和尺寸的截面形状，典型截面有矩形、梯形等不同形状。

管材规格：直径为63，壁厚为，材料为20号钢。

实际测量最大外径为，最小外径为，最大壁厚为，最小壁厚为，误差最大值为。

材料的屈服强度为360Mpa,抗拉强度为500Mpa,延伸率25%，K=637Mpa，n=。

（2）设备和模具管材弯曲是在数控弯管机上进行的。

内高压成型实验室在50000kN合模机上进行，该压力机上配有400Mpa高压源。

基于DYNAFORM的内高压成形中预成形工艺改进I. 引言A. 研究背景B. 研究目的C. 研究意义II. DYNAFORM的内高压成形技术A. DYNAFORM内高压成形的理论基础B. DYNAFORM内高压成形工艺流程C. DYNAFORM内高压成形工艺缺陷分析III. 预成形工艺在内高压成形中的应用A. 预成形工艺概述B. 预成形工艺在内高压成形中的应用优势C. 实验验证IV. DYNAFORM内高压成形中预成形工艺改进A. 现有工艺存在的问题B. 针对问题的改进方案设计C. 改进方案的实验验证V. 结论与展望A. 实验结果分析B. 成形件性能分析C. 研究开展的意义和价值VI. 参考文献第一章：引言A. 研究背景随着工业技术的不断发展，各种先进的成形工艺被广泛应用于制造业中，其中内高压成形是一种高效、高精度的成形工艺。

内高压成形过程中，通过在管道内注入高压流体，使成形的金属件受到内部的均匀压力，从而获得高精度的成形效果。

然而，内高压成形过程中也存在一些缺陷，如管道膨胀、成形件的壁厚变化不均等问题。

因此，预成形工艺成为解决这些问题的一种有效方法。

B. 研究目的本论文旨在研究预成形工艺在DYNAFORM内高压成形中的应用和改进。

首先，回顾DYNAFORM内高压成形技术的理论基础和工艺流程，分析其中存在的问题与缺陷。

其次，探讨预成形工艺在内高压成形中的应用优势，并进行实验验证。

最后，针对现有工艺存在的问题，提出改进方案，并进行实验验证，为进一步推广DYNAFORM内高压成形工艺提供技术支持和参考。

C. 研究意义本论文的研究对于深入了解DYNAFORM内高压成形技术和预成形工艺的应用和改进具有重要意义。

内高压成形作为一种高效、高精度的成形技术，在制造业中具有广泛的应用前景。

通过本论文对预成形工艺的研究和应用，不仅可以充分发挥其在内高压成形中的优势，同时为进一步推广内高压成形技术提供了有效的技术支持和参考。

汽车后桥壳内高压成形工艺及胀型模具设计汽车后桥壳是几何形状较为复杂的零件，目前汽车桥壳的主要生产方式是铸造和冲压焊接。

铸造工艺对材料和能源太过浪费，零件的力学性能较差;冲压焊接工艺的焊缝质量难保证，材料利用率较低。

利用液压胀形工艺成形整体桥壳能克服以上缺陷，节约材料和能源，同时工序少、材料利用率高。

本文研究汽车后桥壳鼓包部分的液压胀型工艺。

針对汽车后桥壳特点，采用半滑动式液压胀形工艺，能够有效降低合模压力的整体式的滑动模块，同时固定模块可防止飞边的出现，也考虑了取件问题。

本设计的亮点是整体式的滑动模块具备分担大部分的管坯胀形力，降低设备吨位的作用;设计的预胀形模具和终胀形模具滑动模块部分能够共用，减少模具开发制造费用。

标签：汽车桥壳;半滑动式;液压胀形;模具设计汽车桥壳属于大型复杂异型截面零件，它保护着内部的主减速器，差速器，半轴等零件，并承受着车身重量与车轮传来的力矩。

其作用及性能，要求既有足够的强度和刚度，又要尽量减轻质量;而且在保证桥壳使用要求的前提下，力求结构简单，制造方便，以利于降低成本。

车桥主要有两种生产方式：铸造和冲压焊接。

铸造可以制造出形状较为复杂的车桥，但铸造件重量大，消耗材料和能源多，较为浪费。

冲压-焊接成形工艺较好，废品率低，重量轻，强度高，并且成本较低[1]。

但冲压焊接工艺工序多，费材耗能，焊缝长，对焊缝质量要求较高。

而利用液压胀形工艺生产桥壳则材料利用率高，节省能源和材料，加工工序较少，且加工效率高，易实现机械化、自动化[2]。

壁厚合理，应力分布较好，刚度高，重量轻。

本设计就是要依据图1-1所给的后桥壳相关尺寸，材料为20号碳钢无缝管。

图1-1为设计中桥壳为轻型车后桥壳，鼓包部分的最大直径为440mm，最小直径68mm，长度为1953mm，桥壳壁厚为10mm，均匀管径为127mm。

为了减少变形过程中变形量过大导致径缩胀形失败，选取了直径为127mm，厚度为10mm的管胚，这样可以保证大部分材料不流动就可以满足桥壳设计要求。

目录第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2管材内高压成形基本原理 (1)1.3管材内高压成形的适用领域 (3)第二章管材内高压成形的影响因素 (4)2.1轴向应力的影响 (4)2.2内压力大小的影响 (4)2.3摩擦系数的影响 (5)2.4起皱的影响 (6)第三章管材内高压成形的设备关键技术 (7)第五章管材内高压成形的工程研发案例 (9)第六章管材内高压成形的展望 (11)第一章绪论1.1研究背景近年来，汽车轻量化是汽车制造业的重要发展趋势。

由于世界能源的紧张和环保问题的日趋严重，汽车工业面临着严峻的挑战：减轻汽车自身重量，提高行驶速度，降低能耗。

除了采用轻体材料以外，汽车轻量化的另一个主要途径是以“空代实”。

这就求促使人们不得不改进传统工艺，创造出适应新经济时代要求的新工艺。

通过合理的结构设计，许多零部件都能采用标准的管材，通过液压成形技术成形结构很复杂的单一整体结构件，代替承受弯曲和扭转载荷的构件，既节省了材料，又发挥了材料的最大效能。

在汽车工业中管材液压成形作为一个非常重要的成形技术已得到了广泛应用，主要用于生产汽车动力系统、排气系统、汽车底盘以及一些结构件。

汽车用排气管件大多为形状比较复杂、轴线有很大变化的零件。

传统成形工艺除铸造成形外，主要采用冲压两个半壳而后组焊成形，或采用管坯进行数控弯曲、扩管、缩管加工而后组焊成形。

这样制造的零件模具费用高、生产周期长、成本高，不适应当前汽车行业在减轻自重、降低成本、提高市场竞争力等方面的要求。

而采用内高压技术制造排气管件可以较精确地控制零件的尺寸精度，便于在后续工序中与其他零件进行装配，且能够进一步减轻系统重量，减少焊缝数量，内表面光滑，排气阻力小，使成形后的产品质量和寿命得到进一步提高。

1.2管材内高压成形基本原理内高压成形(Internal High Pressure Forming)是以管材作坯料，通过管材内部施加超高压液体和轴向进给补料把管坯压入到模具型腔使其成形为所需工件。

内高压成型工艺内高压成型工艺是一种常见的塑料成型工艺，通过将高温高压的流体塑料注入模具中，使其在模具内形成所需的形状，然后冷却固化，最后取出成品。

内高压成型工艺具有成型速度快、成型精度高、产品表面光滑等优点，被广泛应用于汽车、家电、电子、建筑等领域。

内高压成型工艺的核心是模具的设计和制造。

模具是内高压成型的关键工具，在成型过程中起到承载和塑形的作用。

模具的设计需要考虑产品的形状、尺寸、材料特性等因素，以确保成型后的产品符合要求。

同时，模具的制造需要采用高精度加工设备和工艺，以保证模具的精度和寿命。

在内高压成型过程中，首先需要将塑料料粒加热至熔融状态，形成熔体。

然后，将熔体注入模具中，通过模具的形状和结构使熔体充满整个模腔。

在注入过程中，需要控制注射速度和压力，以确保熔体填充充分且均匀。

注入完成后，需要保持一定的压力，使熔体在模具内冷却和固化。

最后，打开模具，取出成品。

内高压成型工艺可以实现复杂形状和细节的成型，因此被广泛应用于汽车行业。

例如，汽车车身的内饰件、仪表盘、门板等都可以通过内高压成型工艺来制造。

内高压成型可以保证产品的精度和强度，同时具有良好的外观质量，满足汽车对外观和功能的要求。

除了汽车行业，内高压成型工艺还在其他领域有着广泛的应用。

在家电行业，空调壳体、洗衣机外壳等产品都可以使用内高压成型工艺来制造。

在电子领域，电视机外壳、电脑外壳等产品也可以通过内高压成型来实现。

在建筑领域，一些装饰材料、管道等也可以采用内高压成型工艺来生产。

内高压成型工艺相对于其他成型工艺具有一定的优势。

首先，成型速度快，可以大大提高生产效率。

其次，成型精度高，可以生产出尺寸精确的产品。

此外，内高压成型工艺还可以生产出表面光滑、质量稳定的产品，满足市场对产品质量的要求。

内高压成型工艺是一种重要的塑料成型工艺，具有广泛的应用前景。

通过不断改进工艺和技术，可以进一步提高成型效率和产品质量，满足市场对高品质产品的需求。

内高压成型模具结构
内高压成型模具结构主要包括以下几个部分：
1. 上下模：上下模是内高压成型模具的主要组成部分，用于固定管材并承受高压液体和轴向力的作用。

2. 密封冲头：密封冲头用于密封管材的两端，防止高压液体外泄。

3. 水平冲头：水平冲头用于在成形阶段向管材内推进补料，使管材外壁充分贴覆到模具型腔。

4. 过度区圆角：过度区圆角是指模具型腔内与管材截面形状相匹配的圆角区域。

在整形阶段，提高压力使过度区圆角完全贴靠模具而成形为所需的工件。

通过上述模具结构的合理设计，可以确保内高压成型工艺的顺利实施，制造出截面更加复杂的管状部件，并提高零件的强度、刚度和尺寸精确性。

特种塑性成形一内高压成形（塑性成形工艺大作业）1内高压成形工艺简介及应用实例 (1)1.1内高压成形技术 (1)1.2应用实例........................................................2.1.2.1汽车工业 (2)1.2.2航空航天 (3)2应力、应变特点及变形规律分析 (3)2.1内高压成形工艺流程 (3)2.2应力、应变特点.................................................. 4.2.2.1充形阶段 (5)2.2.2成形阶段 (5)2.2.3整形阶段 (6)2.3成形区间及加载路线 (6)3成形设备 (8)4常见缺陷形式及预防措施 (9)4.1 屈曲.......................................................... .9..4.2起皱............................................................ 9.4.3开裂 (10)4.3.1弯曲管壁厚分布规律 (10)4.3.2过渡区开裂的应力分析 (11)5内高压成形的特点 (12)6.研究现状、发展趋势及主要研究机构 (13)6.1研究现状....................................................... 1.36.2发展趋势 (14)6.3国内主要研究机构 (14)参考文献 (15)1内高压成形工艺简介及应用实例在节能减排的大形势下，汽车和飞机等运输工具结构轻量化设计的概念应运而生。

实现结构轻量化有两条主要途径，即材料和结构途径。

材料途径：采用铝合金、镁合金、钛合金和复合材料等轻质材料；结构途径：采用空心变截面、变厚度薄壁壳体、整体等结构。

根据统计，对于一定的减重目标，在航天航空领域，米用轻质材料减重的贡献大约为2/3,结构减重的贡献大约为1/3;而在汽车领域，则主要采用结构减重的途径。

航空铝合金常规成形方法包含铸造，锻造，焊接，挤压，轧制等方法。

然而，随着航空铝合金应用范围的不断扩大，航空结构件日渐复杂，各种特种成形方法不断出现。

今天，材料+小编带你来盘点航空铝合金特种成形方法的各种方法。

爆炸成形炸药可以释放巨大的能量，虽然大多数炸药的爆炸都带有毁灭性，但如果合理的利用炸药的能量就可以制造我们需要的产品零件。

常用爆炸成形法方法是模具和工件都浸没在水中，金属板材由一环形夹固定在模具内，将模具形腔内的空气抽去使其成为真空状态，炸药放置在工件和形腔之间。

同时炸药与工件保持一定的距离，炸药放置在深水里面，爆炸时产生的冲击波通过水传到工件，并使工件在模具形腔内成形，这种高能率成形方法还能用于厚度比较大的板材。

如北美航空公司用爆炸加工法生产了“土星”宇宙火箭助推器用的直径10m(33ft)的2014铝合金球形封头瓜瓣零件，航空通用动力公司也用此法生产了厚度为3.175mm(0.125in)直径1371mm(54in)的AMS6434高强度钢封头。

中国研制了最大厚度40～50mm、直径3m的大形封头。

金属爆炸加工引人注目之处在于：能源不受限制，设备投资少，应用非常广泛。

譬如，可以把炸药做成各种形状，以适应待成形零件轮廓所需要的爆炸压力分布。

可以方便地改变炸药的放置位置或选用不同品种的炸药将压强从几千兆帕降低到一般压力加工的数值。

如果要求增大能量，只须增加炸药量即可。

爆炸成形示意图如下所示：爆炸成形周期长，适合尺寸较大且不尽相同的小批量零部件的生产。

爆炸成形的模具可以选用便宜或易成形材料，但也可以制成可长久使用的模具，模具材料包括：铝、木材、混泥土、塑料铁和钢。

如果用弹性模量低的材料（如塑料）制作的模具，在成形过程中将大大降低金属板的回弹量，从而保证成形工件更高的精度。

炸药的用量取决于系统类型和成形部件所需的压力大小，爆炸时所产生的冲击波向各方向传播，而大部分冲击波的能量没有被工件吸收。

另外有一种罐装弹药或桶装弹药的密闭系统，这种系统通常用于制造比喷射系统更小的零件，所有的能量都作用在模腔的内壁上，罐装弹药所释放的能量迫使金属板材按照模腔内壁形状成形。

产品与技术充液成型与内高压成型复合生产线研究安徽江淮汽车股份有限公司 马国礼 夏咪咪 王平 崔礼春充液成型主要用于铝合金等传统成型困难的轻质材料的拉延生产，内高压成型主要用于管类件胀形及冲孔生产，上述两种生产设备及工艺具备多个共同点，如高压源、大吨位压机、液体介质等。

单独生产线的建设费用高，利用其共同点，经过分析确认两种工艺所对应的主要设备可以复合在一套设备中。

该复合生产线能够满足前期小批量实验生产，可以有效节约投资，提高设备利用率。

一、引言随着雾霾天气增多，日益扩大的环境污染成为人们关注的焦点。

汽车作为常见污染源的一种，得到人们特别的关注，尤其对汽车环保的要求日益加强。

汽车企业从各方面出发，努力实现汽车对环境污染的降低。

其中轻量化技术的普遍应用，是解决这些问题的关键途径。

所谓轻量化，就是通过使用轻质材料、优化结构设计等方法来达到减重目的一种先进制造技术。

轻量化有两个主要途径：一是材料途径，就是采用铝合金、镁合金、钛合金和复合材料等轻质材料；二是结构途径，采用空心变截面、变厚度薄壁件等优化结构。

本文分别从这两个方面入手，分析实现这两种不同成型类型产品的复合型生产工艺和设备。

二、成型原理1．充液成型充液成型是一种利用液体作为传力介质，代替刚性的凹模或凸模直接作用于板材进行成型的方法。

其根据加压方式的不同分为两种：被动式和主动式，其原理如图1所示，被动式充液成型：流体作为辅助手段，先在凹模内充满液体，放上拉深坯料，施加一定的压边力，凸模下行进行拉深，同时启动液压系统使液体保持一定的压力，直到拉深结束，然后抬起凸模、压边圈，取出成型零件；主动式充液成型：流体作为主动加压方式，夹持装置与板材之间一般有密封装置，以防止液体的外泄。

对于被动式充液成型技术，即板材充液拉深成型技术，由于流体压力介质辅助成型，可增加变形坯料与拉深凸模之间的有益摩擦，克服拉深凸模圆角部位坯料的破裂，提高零件的成型性及成型极限，具有节省工序、简化模具结构、降低成本、提高尺寸精度等优点。

特种塑性成形—高压成形（塑性成形工艺大作业）目录1高压成形工艺简介及应用实例 (1)1.1高压成形技术 (1)1.2应用实例 (2)1.2.1汽车工业 (2)1.2.2航空航天 (3)2应力、应变特点及变形规律分析 (3)2.1 高压成形工艺流程 (3)2.2应力、应变特点 (4)2.2.1充形阶段 (5)2.2.2成形阶段 (5)2.2.3整形阶段 (6)2.3 成形区间及加载路线 (6)3成形设备 (8)4常见缺陷形式及预防措施 (9)4.1 屈曲 (9)4.2 起皱 (9)4.3 开裂 (10)4.3.1弯曲管壁厚分布规律 (10)4.3.2 过渡区开裂的应力分析 (11)5高压成形的特点 (12)6. 研究现状、发展趋势及主要研究机构 (13)6.1 研究现状 (13)6.2 发展趋势 (14)6.3国主要研究机构 (14)参考文献 (15)1高压成形工艺简介及应用实例在节能减排的大形势下，汽车和飞机等运输工具结构轻量化设计的概念应运而生。

实现结构轻量化有两条主要途径，即材料和结构途径。

材料途径：采用铝合金、镁合金、钛合金和复合材料等轻质材料；结构途径：采用空心变截面、变厚度薄壁壳体、整体等结构。

根据统计，对于一定的减重目标，在航天航空领域，采用轻质材料减重的贡献大约为2/3，结构减重的贡献大约为1/3；而在汽车领域，则主要采用结构减重的途径。

然而，高压成形是适应结构轻量化发展起来的一种先进制造技术。

1.1高压成形技术高压成形(Internal High Pressure Forming)是以管材作坯料，通过管材部施加高压液体和轴向补料把管材压入到模具型腔使其成形为所需形状的工件。

由于使用乳化液（在水中添加少量的防腐剂等组成）作为水传力介质，又称为管材液压成形（Tube Hydroforming）或水压成形。

按成形零件的种类，高压成形分为三类：（1）变径管高压成形；（2）弯曲轴线构件高压成形；（3）多通管高压成形。

车辆工程技术38车辆技术1　汽车车身设计技术1.1　车身的设计开发流程 当前主流汽车厂商通常将整车开发过程分为多个阀门进行管控，并对每个阀门制定了通过原则，以确保每个阶段开发活动满足要求，可以进入到下一个阶段。

全新整车设计开发一般分为预研立项阶段、概念设计阶段、详细设计阶段、设计验证阶段、生产认证与量产阶段。

每个阀门点都有相应的核心工作和通过原则，只有满足相应的要求，才能进入下一个阀点。

各个开发阶段相互交叉、同步进行，通过项目管理团队对整车开发质量、成本、进度进行协调管控。

车身设计开发是整车开发的一个重要组成部分，遵循整车开发流程并贯穿整车开发的全过程。

1.2　车身平台化模块化 随着汽车行业竞争加剧以及消费者对汽车品质要求的不断提高，各大汽车厂商推出新车型的速度不断加快。

车身平台化、模块化开发的运用，不但可以大幅缩短研发的周期、降低开发成本，提升规模效益，而且可以有效降低技术风险、提高产品可靠性。

基于新的平台发展规划策略，丰田、大众、通用、日产等主流汽车企业越来越多的新车型逐步上市，增强了市场竞争力并取得了良好的经济效益。

国内自主品牌也从早期的完全逆向开发逐渐进入到正向开发阶段，并开始重视并加大平台化研究。

1.3　车身新结构新材料的运用 （1）车身新结构。

车身概念设计阶段通常会根据总布置和造型进行主体架构的设计构想，再进行详细结构设计。

概念设计阶段运用先进的仿真分析方法，不需要详细的3D几何模型就可构建前期概念有限元模型，进行大量有较大差异的方案分析并逐渐优化，按照先整体后局部的设计思路，在概念设计阶段确定车身整体框架结构。

通过大量典型的闭环结构应用并配合接头的优化设计使整个车身框架构成一个整体，载荷的传递更顺畅更直接，可以大大提高车身弯扭刚度，疲劳耐久和碰撞性能。

（2）车身新材料。

汽车车身用钢通常分为低碳钢（LSS）、普通高强度钢（HSS）、先进高强度钢（AHSS）、超高强度钢（UHSS）和热成型钢（PHS）五类，其中以相变强化为主的钢板统称为先进高强度钢板，通常强度范围为500-1500MPa，具有轻质、碰撞性、疲劳强度和成型性能好等优势，在白车身轻量化设计中广泛应用[1]。

内高压成型设备的形变机理与成型工艺分析内高压成型设备是一种常用于金属成型的工艺装备，通过在金属材料内部施加高压力，使其发生塑性变形，从而实现物体的成型。

本文将对内高压成型设备的形变机理与成型工艺进行分析，以便更好地理解和应用这种成型方法。

首先，我们来了解一下内高压成型设备的形变机理。

内高压成型通过施加高压力使金属材料产生塑性变形，这是由于金属材料的塑性本质决定的。

金属材料具有可塑性，即在一定条件下能够发生形状和尺寸的可逆变化。

在内高压成型过程中，金属材料受到高压力的作用，原子间的力发生改变，使得原子间的晶格结构发生塑性变形。

通过改变内部晶格的形态，金属材料得以在内部形成所需的形状，并通过外力的作用而保持该形状。

内高压成型设备的成型工艺包括以下几个关键步骤：模具设计、填充材料选择、压力控制和冷却处理。

首先是模具设计。

模具是内高压成型的重要组成部分，直接决定了成型产品的形状和尺寸。

模具应具备高压承受能力和良好的密封性，以保证金属材料能够在其内部形成所需形状。

在模具设计过程中，需要考虑到成型产品的结构特点，合理安排模具的形状和尺寸，以提高成型的效率和质量。

填充材料的选择也是一个重要的环节。

填充材料在内高压成型中起到填充模具空腔的作用，其性能将直接影响成型产品的质量。

常用的填充材料有铝、铜、镁等金属材料。

在选择填充材料时，需要考虑其塑性和热导性能，以满足成型工艺的要求。

压力控制是内高压成型的核心环节。

在成型过程中，施加的压力应适中，过大会导致金属材料的脆性断裂，过小则无法形成所需形状。

压力控制的关键在于找到一个合适的平衡点，既能保证形状的准确性，又能避免成型材料的失效。

随着设备技术的不断发展，自动化压力控制系统的应用也越来越广泛，有效提高了成型的精度和稳定性。

最后是冷却处理。

在内高压成型后，成型产品需要进行冷却处理，以保持其所需的形状和性能。

冷却处理可以通过自然冷却或加速冷却的方式进行。

自然冷却时间较长，但成型产品的性能稳定性较好；而加速冷却可以通过水冷或风冷等方式进行，可以缩短冷却时间，但易导致成型产品的内部应力较大，需要进行进一步的应力消除处理。