第四講：板料成形技術(shù)

1、板料精密成形工藝及理論板料精密成形工藝及理論 魏青松魏青松 副教授副教授 博士生導(dǎo)師博士生導(dǎo)師聯(lián)系電話(huà)：87558155Email:wqs_（）精沖工藝的類(lèi)型及其發(fā)展（）精沖工藝的類(lèi)型及其發(fā)展相對(duì)于普通沖裁而言，精密沖裁就是采用各種不同的沖相對(duì)于普通沖裁而言，精密沖裁就是采用各種不同的沖裁方法，直接用板料沖制出尺寸和形狀精度高、沖切面平整、裁方法，直接用板料沖制出尺寸和形狀精度高、沖切面平整、光潔的精密沖裁件。從最早的沖裁件修邊（也稱(chēng)整修）到現(xiàn)光潔的精密沖裁件。從最早的沖裁件修邊（也稱(chēng)整修）到現(xiàn)在推廣用于生產(chǎn)的強(qiáng)力齒圈壓板精沖以及在推廣用于生產(chǎn)的強(qiáng)力齒圈壓板精沖以及P117P117表表所列的各

2、種所列的各種精沖方法，其共同目的，都是要獲取沖切面平整光潔、尺寸精沖方法，其共同目的，都是要獲取沖切面平整光潔、尺寸與形狀精度高的平板沖裁件。與形狀精度高的平板沖裁件。已開(kāi)發(fā)研試的各種精沖方法已開(kāi)發(fā)研試的各種精沖方法已開(kāi)發(fā)研試的各種精沖方法（續(xù)）已開(kāi)發(fā)研試的各種精沖方法（續(xù)）精沖技術(shù)的發(fā)展歷史精沖技術(shù)的發(fā)展歷史nFritz Schiess Fritz Schiess 于于1919 1919 年開(kāi)始研究，至年開(kāi)始研究，至19231923年年3 3月月9 9日由德國(guó)專(zhuān)利局日由德國(guó)專(zhuān)利局批準(zhǔn)了他申請(qǐng)的批準(zhǔn)了他申請(qǐng)的金屬零件的液壓沖裁與沖壓裝置金屬零件的液壓沖裁與沖壓裝置技術(shù)專(zhuān)利。技術(shù)專(zhuān)利。n1924

3、 1924 年年 Fritz Schiess Fritz Schiess 在德國(guó)建立了精沖模制造車(chē)間并于在德國(guó)建立了精沖模制造車(chē)間并于19251925年生年生產(chǎn)出第一個(gè)精沖件。產(chǎn)出第一個(gè)精沖件。n此后到此后到 19501950年，該技術(shù)一直秘密地用于鐘表制造業(yè)。年，該技術(shù)一直秘密地用于鐘表制造業(yè)。19521952年瑞士年瑞士出現(xiàn)了第一個(gè)研究與開(kāi)發(fā)精沖技術(shù)的專(zhuān)業(yè)公司，即出現(xiàn)了第一個(gè)研究與開(kāi)發(fā)精沖技術(shù)的專(zhuān)業(yè)公司，即Heinrich Schmid Heinrich Schmid 公司，該公司首先設(shè)計(jì)并制造出軸桿傳動(dòng)機(jī)械式三動(dòng)精沖壓力機(jī)。公司，該公司首先設(shè)計(jì)并制造出軸桿傳動(dòng)機(jī)械式三動(dòng)精沖壓力機(jī)。n19

4、56 1956 年該公司制造了第一臺(tái)全液壓三動(dòng)精沖壓力機(jī)。年該公司制造了第一臺(tái)全液壓三動(dòng)精沖壓力機(jī)。n19571957年該項(xiàng)技術(shù)從秘密走向公開(kāi)，瑞士又相繼成立了幾個(gè)精沖專(zhuān)業(yè)年該項(xiàng)技術(shù)從秘密走向公開(kāi)，瑞士又相繼成立了幾個(gè)精沖專(zhuān)業(yè)公司，為強(qiáng)力齒圈壓板精沖技術(shù)在公司，為強(qiáng)力齒圈壓板精沖技術(shù)在 1958 1958 年以后的推廣及發(fā)展注入了年以后的推廣及發(fā)展注入了新活力，該技術(shù)很快推廣到法國(guó)、意大利、英國(guó)與美國(guó)。新活力，該技術(shù)很快推廣到法國(guó)、意大利、英國(guó)與美國(guó)。精沖技術(shù)的發(fā)展歷史精沖技術(shù)的發(fā)展歷史n19601960年后，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出全液壓三動(dòng)專(zhuān)用精沖壓力機(jī)并投年后，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出全液壓三動(dòng)專(zhuān)用精沖壓力機(jī)并投放

5、國(guó)際市場(chǎng)。放國(guó)際市場(chǎng)。n日本從日本從19601960年開(kāi)始開(kāi)發(fā)精沖技術(shù)，年開(kāi)始開(kāi)發(fā)精沖技術(shù)，19621962年在生產(chǎn)中得到年在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。應(yīng)用。n19621962年第一次發(fā)表精沖理論，年第一次發(fā)表精沖理論，19631963年中國(guó)翻譯在年中國(guó)翻譯在機(jī)械機(jī)械譯叢譯叢雜志上發(fā)表。雜志上發(fā)表。n19651965年中國(guó)原機(jī)械科學(xué)研究院機(jī)電研究所、西安交通大年中國(guó)原機(jī)械科學(xué)研究院機(jī)電研究所、西安交通大學(xué)與西安儀表廠(chǎng)合作研制和開(kāi)發(fā)精沖技術(shù)，同年投入生產(chǎn)。學(xué)與西安儀表廠(chǎng)合作研制和開(kāi)發(fā)精沖技術(shù)，同年投入生產(chǎn)。精沖技術(shù)的發(fā)展歷史精沖技術(shù)的發(fā)展歷史n19651965年西安儀表廠(chǎng)從瑞士引進(jìn)一臺(tái)年西安儀表廠(chǎng)從瑞士引

6、進(jìn)一臺(tái)800kN800kN軸桿式三動(dòng)精軸桿式三動(dòng)精沖機(jī)，生產(chǎn)儀表零件。沖機(jī)，生產(chǎn)儀表零件。n日本于日本于19641964年引進(jìn)瑞士的技術(shù)專(zhuān)利制造精沖機(jī)，年引進(jìn)瑞士的技術(shù)專(zhuān)利制造精沖機(jī)，19661966年年制出制出500kN500kN臥式精沖機(jī)，臥式精沖機(jī)，19671967年又制出年又制出4000kN4000kN、8000kN8000kN全液壓精沖機(jī)。全液壓精沖機(jī)。n中國(guó)于中國(guó)于19661966年后停滯了年后停滯了1010年。年。n1960-19701960-1970年，精沖件生產(chǎn)已擴(kuò)展到辦公機(jī)械、照相機(jī)、年，精沖件生產(chǎn)已擴(kuò)展到辦公機(jī)械、照相機(jī)、縫紉機(jī)、計(jì)算機(jī)、通訊儀器、電氣開(kāi)關(guān)、收音機(jī)等；同時(shí)

7、，縫紉機(jī)、計(jì)算機(jī)、通訊儀器、電氣開(kāi)關(guān)、收音機(jī)等；同時(shí)，進(jìn)入汽車(chē)、摩托車(chē)、拖拉機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)械、紡織機(jī)械和進(jìn)入汽車(chē)、摩托車(chē)、拖拉機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)械、紡織機(jī)械和自行車(chē)等零件的制造行業(yè)。自行車(chē)等零件的制造行業(yè)。精沖技術(shù)的發(fā)展歷史精沖技術(shù)的發(fā)展歷史n19711971年后，瑞士精沖公司發(fā)展迅猛。年后，瑞士精沖公司發(fā)展迅猛。n19681968年，日本發(fā)明了對(duì)向凹模精沖技術(shù)，并于年，日本發(fā)明了對(duì)向凹模精沖技術(shù)，并于19731973年開(kāi)年開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用。始在生產(chǎn)中應(yīng)用。n19761976年，中國(guó)于瑞士開(kāi)始技術(shù)交流，翻譯年，中國(guó)于瑞士開(kāi)始技術(shù)交流，翻譯使用精沖手使用精沖手冊(cè)冊(cè)。n19761976年后，武漢年后，

8、武漢733733廠(chǎng)在開(kāi)式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)上安裝廠(chǎng)在開(kāi)式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)上安裝液壓裝置，精沖電傳打字機(jī)零件成功。液壓裝置，精沖電傳打字機(jī)零件成功。n19771977年，原一機(jī)部北京機(jī)電所設(shè)計(jì)的精沖液壓模架在天年，原一機(jī)部北京機(jī)電所設(shè)計(jì)的精沖液壓模架在天津第三開(kāi)關(guān)廠(chǎng)投入使用。津第三開(kāi)關(guān)廠(chǎng)投入使用。n19781978年，哈爾濱鍛壓機(jī)床廠(chǎng)研制出年，哈爾濱鍛壓機(jī)床廠(chǎng)研制出250kN250kN，內(nèi)江鍛壓機(jī)，內(nèi)江鍛壓機(jī)床廠(chǎng)研制出床廠(chǎng)研制出1000kN1000kN全液壓三動(dòng)精沖壓力機(jī)。全液壓三動(dòng)精沖壓力機(jī)。精沖技術(shù)的發(fā)展歷史精沖技術(shù)的發(fā)展歷史n19811981年中國(guó)研制出年中國(guó)研制出6300kN6300kN精

9、沖壓力機(jī)，國(guó)際最先進(jìn)達(dá)精沖壓力機(jī)，國(guó)際最先進(jìn)達(dá)到到25000kN25000kN。n19851985年后，強(qiáng)力齒圈壓板精沖技術(shù)更加完善，工藝技術(shù)年后，強(qiáng)力齒圈壓板精沖技術(shù)更加完善，工藝技術(shù)上升到一個(gè)新的高度。上升到一個(gè)新的高度。 精沖件最大外廓尺寸：精沖件最大外廓尺寸：800mm800mm 精沖件最大料厚精沖件最大料厚t tmaxmax：鋁板鋁板t tmaxmax =25mm =25mm 鋼板鋼板t tmaxmax =16mm( =16mm(b b500MPa)500MPa) t tmaxmax =20mm( =20mm(b b420MPa)420MPa)精沖技術(shù)的發(fā)展前景精沖技術(shù)的發(fā)展前景p精

10、沖材料方面的發(fā)展精沖材料方面的發(fā)展p鋼板精沖取決于其機(jī)械性能、化學(xué)成分、金相組織及外觀(guān)質(zhì)量。鋼板精沖取決于其機(jī)械性能、化學(xué)成分、金相組織及外觀(guān)質(zhì)量。對(duì)鋼而言，屈強(qiáng)比對(duì)鋼而言，屈強(qiáng)比 s s/b b60%60%，延伸率盡可能高，球化退化后，延伸率盡可能高，球化退化后 b b500MPa500MPa是其可否精沖的基本條件。為了突破上述極限，精是其可否精沖的基本條件。為了突破上述極限，精沖高強(qiáng)度厚鋼板，開(kāi)發(fā)精沖性能好的高強(qiáng)度微量合金細(xì)晶粒鋼獲沖高強(qiáng)度厚鋼板，開(kāi)發(fā)精沖性能好的高強(qiáng)度微量合金細(xì)晶粒鋼獲得突破。得突破。p由于高強(qiáng)度微量合金細(xì)晶粒鋼良好的使用性能，愈來(lái)愈多地用于由于高強(qiáng)度微量合金細(xì)晶粒鋼良好

11、的使用性能，愈來(lái)愈多地用于精沖件生產(chǎn)。原材料的初始強(qiáng)度及其在精沖過(guò)程中的冷作硬化可精沖件生產(chǎn)。原材料的初始強(qiáng)度及其在精沖過(guò)程中的冷作硬化可獲得沖切面硬度很高的精沖件，而且沖切面無(wú)裂紋與其它缺陷。獲得沖切面硬度很高的精沖件，而且沖切面無(wú)裂紋與其它缺陷。p精沖零件結(jié)構(gòu)工藝性及其擴(kuò)展精沖零件結(jié)構(gòu)工藝性及其擴(kuò)展p精沖早已不限于平板零件的沖裁，已向各種立體成形零件延伸。精沖早已不限于平板零件的沖裁，已向各種立體成形零件延伸。包括：彎曲、拉伸、翻邊、壓形、冷擠、沉孔等精沖工藝。精沖包括：彎曲、拉伸、翻邊、壓形、冷擠、沉孔等精沖工藝。精沖已從純沖裁進(jìn)入板料沖壓的所有工藝作業(yè)。因此，稱(chēng)為精密沖壓已從純沖裁進(jìn)入

12、板料沖壓的所有工藝作業(yè)。因此，稱(chēng)為精密沖壓更確切。更確切。p精沖料厚的范圍已達(dá)到精沖料厚的范圍已達(dá)到0.5-25mm0.5-25mm，精沖材料強(qiáng)度，精沖材料強(qiáng)度 b b已突破已突破 600MPa600MPa而達(dá)到而達(dá)到900MPa 900MPa ；p精沖件結(jié)構(gòu)尺寸的限制也隨模具的高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨材料精沖件結(jié)構(gòu)尺寸的限制也隨模具的高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨材料的應(yīng)用不斷突破。的應(yīng)用不斷突破。精沖技術(shù)的發(fā)展前景精沖技術(shù)的發(fā)展前景p精沖模具的發(fā)展精沖模具的發(fā)展p精沖模向精沖模向“高精度、高效率、高壽命高精度、高效率、高壽命” ” 及大型化方向發(fā)展，促及大型化方向發(fā)展，促進(jìn)了精沖工藝應(yīng)用的普及和擴(kuò)展

13、。進(jìn)了精沖工藝應(yīng)用的普及和擴(kuò)展。精沖技術(shù)的發(fā)展前景精沖技術(shù)的發(fā)展前景p精沖設(shè)備及其自動(dòng)化精沖設(shè)備及其自動(dòng)化p精沖設(shè)備是指一個(gè)完整的精沖設(shè)備是指一個(gè)完整的精沖機(jī)組精沖機(jī)組，包括：開(kāi)卷機(jī)、校平機(jī)（或，包括：開(kāi)卷機(jī)、校平機(jī)（或隨機(jī)校平裝置）、送料裝置、自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)、主機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)系隨機(jī)校平裝置）、送料裝置、自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)、主機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、主機(jī)與模具保險(xiǎn)系統(tǒng)、出件裝置、廢料切斷及卸料系統(tǒng)、成統(tǒng)、主機(jī)與模具保險(xiǎn)系統(tǒng)、出件裝置、廢料切斷及卸料系統(tǒng)、成品沖件分選及輸送系統(tǒng)、自動(dòng)去毛刺裝置以及故障與事故報(bào)警系品沖件分選及輸送系統(tǒng)、自動(dòng)去毛刺裝置以及故障與事故報(bào)警系統(tǒng)、噪聲防護(hù)裝置、人身安全保護(hù)系統(tǒng)等等。統(tǒng)、

14、噪聲防護(hù)裝置、人身安全保護(hù)系統(tǒng)等等。1.1.用計(jì)算機(jī)輔助精沖機(jī)組以用計(jì)算機(jī)輔助精沖機(jī)組以自動(dòng)控制精沖過(guò)程自動(dòng)控制精沖過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全部工藝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全部工藝過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。上述全過(guò)程通過(guò)攝錄像并在由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。上述全過(guò)程通過(guò)攝錄像并在操作間或調(diào)度指揮室計(jì)算機(jī)熒屏上顯示出來(lái)。無(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)違規(guī)操作間或調(diào)度指揮室計(jì)算機(jī)熒屏上顯示出來(lái)。無(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)違規(guī)動(dòng)作，計(jì)算機(jī)都會(huì)捕追到第一手信息傳送給指揮機(jī)以便及時(shí)糾正。動(dòng)作，計(jì)算機(jī)都會(huì)捕追到第一手信息傳送給指揮機(jī)以便及時(shí)糾正。精沖技術(shù)的發(fā)展前景精沖技術(shù)的發(fā)展前景（2）液壓成形技術(shù)）液壓成形技術(shù)（）管材液壓成形（）管材液壓成形（）

15、液壓脹球（）液壓脹球（）板材液壓成形（）板材液壓成形管材液壓成形管材液壓成形p管材液壓成形起源于管材液壓成形起源于1919世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)主要用于管件的彎世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)主要用于管件的彎曲。曲。p由于相關(guān)技術(shù)的限制，在以后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，管材液由于相關(guān)技術(shù)的限制，在以后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，管材液壓成形只局限于實(shí)驗(yàn)室研究階段，在工業(yè)上并未得到廣泛壓成形只局限于實(shí)驗(yàn)室研究階段，在工業(yè)上并未得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。p但隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和高液壓技術(shù)的出現(xiàn)，管材但隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和高液壓技術(shù)的出現(xiàn)，管材液壓成形開(kāi)始得到大力發(fā)展。上世紀(jì)液壓成形開(kāi)始得到大力發(fā)展。上世紀(jì)9090年代年代, ,伴隨著汽車(chē)伴

16、隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展以及對(duì)汽車(chē)輕量化、高質(zhì)量和環(huán)保的要求，管工業(yè)的發(fā)展以及對(duì)汽車(chē)輕量化、高質(zhì)量和環(huán)保的要求，管材液壓成形受到人們重視，并得到廣泛應(yīng)用。材液壓成形受到人們重視，并得到廣泛應(yīng)用。 管材液壓成形的原理管材液壓成形的原理p首先，將原料首先，將原料( (直管或預(yù)先彎曲鋼管直管或預(yù)先彎曲鋼管) )放入底模，然后管件兩端的沖頭放入底模，然后管件兩端的沖頭在液壓缸的作用下壓入，將管件內(nèi)部密閉，沖頭內(nèi)有液體通道，液體在液壓缸的作用下壓入，將管件內(nèi)部密閉，沖頭內(nèi)有液體通道，液體不斷流入管件；此時(shí)，上模向下移動(dòng)與下模共同形成封閉的模腔；最不斷流入管件；此時(shí)，上模向下移動(dòng)與下模共同形成封閉的模腔；最后，

17、高壓泵與閥門(mén)控制液體壓力不斷增大，沖頭向內(nèi)推動(dòng)管件后，高壓泵與閥門(mén)控制液體壓力不斷增大，沖頭向內(nèi)推動(dòng)管件, ,管壁管壁逐漸貼近模具變形逐漸貼近模具變形, ,最終得到所需形狀的產(chǎn)品。最終得到所需形狀的產(chǎn)品。p如果零件較為復(fù)雜，還需在成形前進(jìn)行預(yù)成形如果零件較為復(fù)雜，還需在成形前進(jìn)行預(yù)成形將管坯彎曲或沖壓將管坯彎曲或沖壓成與最終零件較為近似的形狀，接下來(lái)退火以消除預(yù)成形所帶來(lái)的殘成與最終零件較為近似的形狀，接下來(lái)退火以消除預(yù)成形所帶來(lái)的殘余應(yīng)力；在管坯最終成形后，還需要進(jìn)行一些后處理，如切除廢料或余應(yīng)力；在管坯最終成形后，還需要進(jìn)行一些后處理，如切除廢料或表面處理等。表面處理等。 管材液壓成形的關(guān)

18、鍵問(wèn)題管材液壓成形的關(guān)鍵問(wèn)題p管材液壓成形的關(guān)鍵問(wèn)題是怎樣控制材料的流動(dòng)，以保證管材液壓成形的關(guān)鍵問(wèn)題是怎樣控制材料的流動(dòng)，以保證得到合格的零件，這主要取決于液體壓力的控制。得到合格的零件，這主要取決于液體壓力的控制。p如果有軸向加載，還同軸向加載大小以及兩者之間的匹配如果有軸向加載，還同軸向加載大小以及兩者之間的匹配關(guān)系有關(guān)。關(guān)系有關(guān)。p成形中常見(jiàn)的缺陷主要是折曲起皺和破裂，需優(yōu)化加載策成形中常見(jiàn)的缺陷主要是折曲起皺和破裂，需優(yōu)化加載策略，計(jì)算機(jī)對(duì)液體壓力和軸向推力進(jìn)行精確控制，從而加略，計(jì)算機(jī)對(duì)液體壓力和軸向推力進(jìn)行精確控制，從而加工出合格的零件。工出合格的零件。p除此之外，影響成形還有潤(rùn)

19、滑條件、工件和模具材料性能除此之外，影響成形還有潤(rùn)滑條件、工件和模具材料性能以及表面質(zhì)量等。提高工件和模具的表面質(zhì)量，加上良好以及表面質(zhì)量等。提高工件和模具的表面質(zhì)量，加上良好的潤(rùn)滑條件可以減小材料流動(dòng)的摩擦力，有助于成形。的潤(rùn)滑條件可以減小材料流動(dòng)的摩擦力，有助于成形。 管材液壓成形的應(yīng)用管材液壓成形的應(yīng)用 寶馬汽車(chē)后橋?qū)汃R汽車(chē)后橋 管材液壓成形的應(yīng)用管材液壓成形的應(yīng)用 寶馬汽車(chē)的排氣系統(tǒng)零件液壓脹球液壓脹球p液壓脹球技術(shù)為哈爾濱工業(yè)大學(xué)王仲仁教授首創(chuàng)，此技術(shù)液壓脹球技術(shù)為哈爾濱工業(yè)大學(xué)王仲仁教授首創(chuàng)，此技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)產(chǎn)生于上世紀(jì)8080年代，曾先后獲得省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)及年代，曾先后獲得省

20、科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)及國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。同時(shí)，在第國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。同時(shí)，在第1818屆北美加工研究會(huì)上，液壓屆北美加工研究會(huì)上，液壓脹球被列為五項(xiàng)新成果之首。脹球被列為五項(xiàng)新成果之首。p相對(duì)于傳統(tǒng)的球形容器加工工藝，此技術(shù)具有縮短生產(chǎn)周相對(duì)于傳統(tǒng)的球形容器加工工藝，此技術(shù)具有縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高成形質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。且利用此技術(shù)期，降低生產(chǎn)成本，提高成形質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。且利用此技術(shù)不要大型壓力機(jī)和模具。不要大型壓力機(jī)和模具。 因此，此技術(shù)已逐漸成為制造球形容器的主流技術(shù)。因此，此技術(shù)已逐漸成為制造球形容器的主流技術(shù)。 液壓脹球的基本原理液壓脹球的基本原理p其基本原理是用單曲率殼體或板料，經(jīng)過(guò)焊接后組裝成一其

21、基本原理是用單曲率殼體或板料，經(jīng)過(guò)焊接后組裝成一個(gè)封閉的多面殼體或單曲率殼體；在殼體中充入傳壓介質(zhì)，個(gè)封閉的多面殼體或單曲率殼體；在殼體中充入傳壓介質(zhì)，使之發(fā)生塑性變形并逐步脹形成為球形容器。使之發(fā)生塑性變形并逐步脹形成為球形容器。p理論依據(jù)：（理論依據(jù)：（1 1）力學(xué)上的趨球原理，即曲率半徑不同的）力學(xué)上的趨球原理，即曲率半徑不同的殼體在趨球彎矩的作用下將逐漸趨于一致；（殼體在趨球彎矩的作用下將逐漸趨于一致；（2 2）金屬材）金屬材料存在塑性變形的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，當(dāng)某一區(qū)域的變形過(guò)為料存在塑性變形的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，當(dāng)某一區(qū)域的變形過(guò)為集中，則該區(qū)域?qū)l(fā)生變形強(qiáng)化，塑性變形轉(zhuǎn)移至它處。集中，則該區(qū)

22、域?qū)l(fā)生變形強(qiáng)化，塑性變形轉(zhuǎn)移至它處。液壓脹球的主要工序液壓脹球的主要工序a.下料下料b.彎曲彎曲c.組裝焊接組裝焊接d.液壓脹形液壓脹形液壓脹球成形兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)液壓脹球成形兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)p傳壓介質(zhì)的加載：包括液壓泵的流量、加載速度以及保壓傳壓介質(zhì)的加載：包括液壓泵的流量、加載速度以及保壓時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，在成形初期可使用大流量和大的加載速時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，在成形初期可使用大流量和大的加載速度；但在成形末期，必須降低流量和加載速度。在成形過(guò)度；但在成形末期，必須降低流量和加載速度。在成形過(guò)程中，當(dāng)壓力達(dá)到適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，還須保持一段時(shí)間，利于程中，當(dāng)壓力達(dá)到適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，還須保持一段時(shí)間，利于球殼成形。球殼成

23、形。p焊接質(zhì)量：決定著成形的成功與否。焊接質(zhì)量不好會(huì)造成焊接質(zhì)量：決定著成形的成功與否。焊接質(zhì)量不好會(huì)造成成形過(guò)程中焊接處開(kāi)裂。因此在成形前需對(duì)焊接處進(jìn)行表成形過(guò)程中焊接處開(kāi)裂。因此在成形前需對(duì)焊接處進(jìn)行表面探傷，一旦發(fā)現(xiàn)焊接處有裂紋，需及時(shí)修補(bǔ)。面探傷，一旦發(fā)現(xiàn)焊接處有裂紋，需及時(shí)修補(bǔ)。液壓脹球技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)液壓脹球技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用建筑液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用容器液壓脹球的應(yīng)用液壓脹球的應(yīng)用板材液壓成形板材液壓成形p板材液壓成形則是

24、從管件液壓成形推廣而來(lái)。板材液壓成形則是從管件液壓成形推廣而來(lái)。p美國(guó)、德國(guó)和日本相繼于上世紀(jì)五、六十年代開(kāi)發(fā)出了橡美國(guó)、德國(guó)和日本相繼于上世紀(jì)五、六十年代開(kāi)發(fā)出了橡皮囊液壓成形技術(shù)。但由于橡皮囊易損壞需經(jīng)常更換，皮囊液壓成形技術(shù)。但由于橡皮囊易損壞需經(jīng)常更換， 并且成形時(shí)需很高壓力以消除法蘭部位的起皺，在實(shí)際生并且成形時(shí)需很高壓力以消除法蘭部位的起皺，在實(shí)際生產(chǎn)中并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。產(chǎn)中并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。p后來(lái)日本學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，去除了橡皮囊，開(kāi)發(fā)出對(duì)后來(lái)日本學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，去除了橡皮囊，開(kāi)發(fā)出對(duì)向液壓拉深技術(shù)。向液壓拉深技術(shù)。板材液壓成形的原理板材液壓成形的原理 在板材液壓成形中

25、，應(yīng)用最為廣在板材液壓成形中，應(yīng)用最為廣泛、也最為成熟的是對(duì)向液壓拉泛、也最為成熟的是對(duì)向液壓拉深技術(shù)。將板料放置于凹模上，深技術(shù)。將板料放置于凹模上，壓邊圈壓緊板料壓邊圈壓緊板料, ,使凹模型腔形成使凹模型腔形成密封狀態(tài)。當(dāng)凸模下行進(jìn)入型腔密封狀態(tài)。當(dāng)凸模下行進(jìn)入型腔時(shí)，型腔內(nèi)的液體由于受到壓縮時(shí)，型腔內(nèi)的液體由于受到壓縮而產(chǎn)生高壓，最終使毛坯緊緊貼而產(chǎn)生高壓，最終使毛坯緊緊貼向凸模而成形。向凸模而成形。板材液壓成形的原理板材液壓成形的原理板材液壓成形的原理板材液壓成形的原理板材液壓成形的現(xiàn)場(chǎng)板材液壓成形的現(xiàn)場(chǎng)板材液壓成形的現(xiàn)場(chǎng)板材液壓成形的現(xiàn)場(chǎng)板料液壓成形的應(yīng)用板料液壓成形的應(yīng)用板料液壓成

26、形的應(yīng)用板料液壓成形的應(yīng)用板料液壓成形的應(yīng)用板料液壓成形的應(yīng)用板料液壓成形的應(yīng)用板料液壓成形的應(yīng)用板材液壓成形的新進(jìn)展板材液壓成形的新進(jìn)展p對(duì)現(xiàn)有工藝的引申和擴(kuò)展。例如周向液壓拉深技術(shù)以及板對(duì)現(xiàn)有工藝的引申和擴(kuò)展。例如周向液壓拉深技術(shù)以及板材成對(duì)液壓成形技術(shù)等。周向液壓拉深技術(shù)是在對(duì)向拉深材成對(duì)液壓成形技術(shù)等。周向液壓拉深技術(shù)是在對(duì)向拉深的基礎(chǔ)上將液體介質(zhì)引導(dǎo)至板材外周邊，對(duì)板材產(chǎn)生徑向的基礎(chǔ)上將液體介質(zhì)引導(dǎo)至板材外周邊，對(duì)板材產(chǎn)生徑向推力，使板材更易向凹模內(nèi)流動(dòng)；實(shí)現(xiàn)雙面潤(rùn)滑，減小了推力，使板材更易向凹模內(nèi)流動(dòng)；實(shí)現(xiàn)雙面潤(rùn)滑，減小了板材流動(dòng)阻力，進(jìn)一步提高成形極限。周向液壓拉深的拉板材流動(dòng)阻

27、力，進(jìn)一步提高成形極限。周向液壓拉深的拉深比可達(dá)到深比可達(dá)到3.33.3，高于一般的液壓拉深所能達(dá)到的拉深比。，高于一般的液壓拉深所能達(dá)到的拉深比。p另一方面則是技術(shù)的改進(jìn)。由于壓邊力在成形中起著重要另一方面則是技術(shù)的改進(jìn)。由于壓邊力在成形中起著重要的作用，對(duì)于不規(guī)則零件，在成形時(shí)法蘭處材料的流動(dòng)情的作用，對(duì)于不規(guī)則零件，在成形時(shí)法蘭處材料的流動(dòng)情況是不一樣的。為了控制法蘭不同區(qū)域材料的流動(dòng)，研制況是不一樣的。為了控制法蘭不同區(qū)域材料的流動(dòng)，研制出了多點(diǎn)壓邊系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有多個(gè)液壓缸出了多點(diǎn)壓邊系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有多個(gè)液壓缸, ,每個(gè)液壓缸每個(gè)液壓缸獨(dú)立控制一個(gè)區(qū)域的壓邊力，達(dá)到不同區(qū)域所需壓邊力

28、不獨(dú)立控制一個(gè)區(qū)域的壓邊力，達(dá)到不同區(qū)域所需壓邊力不同的目的。同的目的。（3）金屬板料數(shù)字化成形）金屬板料數(shù)字化成形p市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)要求企業(yè)不僅能快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化，而且能市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)要求企業(yè)不僅能快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化，而且能不斷地通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，推出新產(chǎn)品引導(dǎo)市場(chǎng)；不斷地通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，推出新產(chǎn)品引導(dǎo)市場(chǎng)；p傳統(tǒng)成形工藝模具的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程周期長(zhǎng)、費(fèi)用高；傳統(tǒng)成形工藝模具的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程周期長(zhǎng)、費(fèi)用高；p金屬板料的數(shù)字化成形，為新車(chē)型的開(kāi)發(fā)提供了一種先進(jìn)金屬板料的數(shù)字化成形，為新車(chē)型的開(kāi)發(fā)提供了一種先進(jìn)手段。手段。國(guó)內(nèi)外概況國(guó)內(nèi)外概況1 1 旋壓成形是最常用的板料無(wú)模成形技術(shù)之一旋壓成形是最常用的板料無(wú)

29、模成形技術(shù)之一2 2 CNC CNC成形錘漸進(jìn)成形法成形錘漸進(jìn)成形法3 多點(diǎn)成形法多點(diǎn)成形法4 金屬板料數(shù)控漸進(jìn)成形金屬板料數(shù)控漸進(jìn)成形沖頭工件彈性下模一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和塑性成形技術(shù)基礎(chǔ)之上的先一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和塑性成形技術(shù)基礎(chǔ)之上的先進(jìn)制造技術(shù)，其特點(diǎn)是采用進(jìn)制造技術(shù)，其特點(diǎn)是采用快速原型制造快速原型制造 技術(shù)（技術(shù)（Rapid Rapid PrototypingPrototyping簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)RPRP）分層制造分層制造（Layered ManufacturingLayered Manufacturing）的思想，將復(fù)雜的三維形狀沿的思想，將復(fù)雜的三維形狀沿Z Z軸方向

30、切片（離散化），即分軸方向切片（離散化），即分解成一系列二維斷面層，并根據(jù)這些斷面輪廓數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)解成一系列二維斷面層，并根據(jù)這些斷面輪廓數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)控制一臺(tái)三軸聯(lián)動(dòng)成形機(jī)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)工具頭，以走等高線(xiàn)的方控制一臺(tái)三軸聯(lián)動(dòng)成形機(jī)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)工具頭，以走等高線(xiàn)的方式，對(duì)金屬板料進(jìn)行局部地塑性加工。即，無(wú)須制造模具，用式，對(duì)金屬板料進(jìn)行局部地塑性加工。即，無(wú)須制造模具，用漸進(jìn)成形的方式，將金屬板料加工成所需要的形狀。漸進(jìn)成形的方式，將金屬板料加工成所需要的形狀。金屬板料的數(shù)字化成形金屬板料的數(shù)字化成形基本原理一基本原理一 被加工板材 成形工具導(dǎo)柱夾板支架托板底座將板料放置于托板將板料放置于托板上，