通過(guò)預(yù)先的脹形來(lái)對(duì)試件底部變形進(jìn)行調(diào)整,提高板材的應(yīng)變硬化程度,使成形后零件獲得足夠的剛度、強(qiáng)度、抗彎、抗凹等性能,這種工藝稱(chēng)為預(yù)脹充液拉深。本文興迪源機(jī)械帶來(lái)預(yù)脹充液拉深成形的原理及壁厚分布規(guī)律 。
一、預(yù)脹充液拉深成形的原理：
隨著DP鋼、TRIP鋼等高強(qiáng)鋼板的應(yīng)用,普通拉深存在變形不均勻、不充分的問(wèn)題,無(wú)法充分發(fā)揮材料的應(yīng)變硬化性能。通過(guò)預(yù)先的脹形來(lái)對(duì)試件底部變形進(jìn)行調(diào)整,提高板材的應(yīng)變硬化程度,使成形后零件獲得足夠的剛度、強(qiáng)度、抗彎、抗凹等性能,這種工藝稱(chēng)為預(yù)脹充液拉深。其實(shí)質(zhì)是在充液室流體介質(zhì)的初始?jí)毫ψ饔孟?使板材發(fā)生脹形,并通過(guò)模具的約束得到預(yù)定形狀,之后在一定液室壓力下板材隨凸模運(yùn)動(dòng)進(jìn)行充液拉深成形。
以下將以平底筒形件預(yù)脹充液拉深為例進(jìn)行闡述：
圖8-28所示為預(yù)脹充液拉深成形過(guò)程。首先凸模下行到離板材上表面h的位置停止,施加壓邊力,然后向充液室加壓到預(yù)賬壓力,使得板材發(fā)生脹形。
隨后在此壓力下,凸模運(yùn)動(dòng)至與壓邊圈持平。最后調(diào)節(jié)液室壓力,凸模繼續(xù)下行直至零件拉深完成。
圖8-28預(yù)脹-充液拉深成形原理圖
(a)預(yù)脹;(b)拉深。
二、預(yù)脹充液拉深的壁厚分布規(guī)律：
預(yù)脹充液拉深成形過(guò)程中,預(yù)脹變形量直接影響著后續(xù)充液拉深的變形過(guò)程。預(yù)脹變形量過(guò)小時(shí),應(yīng)變強(qiáng)化效果相對(duì)較小。預(yù)脹變形量過(guò)大時(shí),凸模與壓邊圈的間隙內(nèi)容易產(chǎn)生材料堆積,進(jìn)而形成折疊缺陷。
對(duì)于DP590雙相鋼平底筒形件預(yù)脹充液拉深,當(dāng)相對(duì)預(yù)脹高度為30%時(shí),壓平過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生折疊缺陷。當(dāng)相對(duì)預(yù)脹高度小于25%時(shí),可以成形合格平底筒形件,對(duì)應(yīng)的平底筒形件試件及其壁厚分布如圖8-29所示。
可以看出,不同預(yù)脹高度的預(yù)脹充液拉深試件壁厚分布規(guī)律相似。試件底部壁厚相對(duì)均勻,底部靠近圓角區(qū)域由于壓平過(guò)程中的壓縮變形,壁厚相應(yīng)增大。與傳統(tǒng)的充液拉深壁厚分布類(lèi)似,最大減薄區(qū)仍是凸模圓角處。直壁區(qū)壁厚逐漸增大,直至靠近法蘭區(qū)壁厚最大。當(dāng)相對(duì)預(yù)脹高度為25%時(shí),平底筒形件圓角處壁厚最小,減薄率達(dá)到14.5%;底部壁厚相差不大,減薄率為11.5%。
圖8-29預(yù)脹充液拉深平底筒形試件及其壁厚分布
(a)試件;(b)壁厚分布 。
底部靠近圓角(距離中心3/4)處壁厚增厚率為3%;直壁末端壁厚最大,增厚率為17%。同普通充液拉深平底筒形件相比,預(yù)脹充液拉深成形使底部減薄率增加11%,而試件直壁和圓角處壁厚未發(fā)生明顯改變。隨著相對(duì)預(yù)脹高度增加試件底部壁厚逐漸減小,其他區(qū)域壁厚分布相近,說(shuō)明平底筒形件底部壁厚減小主要來(lái)自于預(yù)脹過(guò)程中的減薄。
【興迪源機(jī)械板材充液液壓成形設(shè)備優(yōu)勢(shì)】
興迪源機(jī)械板材充液成形設(shè)備采用液體作為傳力介質(zhì)代替剛性凸?；虬寄鬟f載荷，使坯料在傳力介質(zhì)作用下貼靠凸?；虬寄Ｒ詫?shí)現(xiàn)金屬板材零件的成形。設(shè)備整體采用三梁四柱式結(jié)構(gòu)，并將壓邊缸和拉伸缸復(fù)合在一起，主缸與副液壓缸相互配合，實(shí)現(xiàn)難變形材料、復(fù)雜形狀、較大拉深比的鈑金類(lèi)零件的精確、高效成形。
XD-SHF系列板材充液成形設(shè)備是我司自主創(chuàng)新、研制開(kāi)發(fā)出的具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液態(tài)介質(zhì)柔性成形設(shè)備，用于鈑金類(lèi)零件的高精度成形，在國(guó)內(nèi)具有先進(jìn)水平。板材充液成形設(shè)備所加工的零件具有回彈小、尺寸精度高、表面質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)，廣泛適用于航空航天、石油、核電、汽車(chē)、大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域。比如飛機(jī)上口框零件的預(yù)制坯，臺(tái)階型非對(duì)稱(chēng)油底殼拉深，盒形件的帶背壓拉深以及汽車(chē)減震器托盤(pán)等成形。
