通过预先的胀形来对试件底部变形进行调整,提高板材的应变硬化程度,使成形后零件获得足够的刚度、强度、抗弯、抗凹等性能,这种工艺称为预胀充液拉深。本文兴迪源机械带来预胀充液拉深成形的原理及壁厚分布规律 。

　　一、预胀充液拉深成形的原理：

　　随着DP钢、TRIP钢等高强钢板的应用,普通拉深存在变形不均匀、不充分的问题,无法充分发挥材料的应变硬化性能。通过预先的胀形来对试件底部变形进行调整,提高板材的应变硬化程度,使成形后零件获得足够的刚度、强度、抗弯、抗凹等性能,这种工艺称为预胀充液拉深。其实质是在充液室流体介质的初始压力作用下,使板材发生胀形,并通过模具的约束得到预定形状,之后在一定液室压力下板材随凸模运动进行充液拉深成形。

　　以下将以平底筒形件预胀充液拉深为例进行阐述：

　　图8-28所示为预胀充液拉深成形过程。首先凸模下行到离板材上表面h的位置停止,施加压边力,然后向充液室加压到预账压力,使得板材发生胀形。

　　随后在此压力下,凸模运动至与压边圈持平。最后调节液室压力,凸模继续下行直至零件拉深完成。
 

　　图8-28预胀-充液拉深成形原理图

　　(a)预胀;(b)拉深。

　　二、预胀充液拉深的壁厚分布规律：

　　预胀充液拉深成形过程中,预胀变形量直接影响着后续充液拉深的变形过程。预胀变形量过小时,应变强化效果相对较小。预胀变形量过大时,凸模与压边圈的间隙内容易产生材料堆积,进而形成折叠缺陷。

　　对于DP590双相钢平底筒形件预胀充液拉深,当相对预胀高度为30%时,压平过程中就会产生折叠缺陷。当相对预胀高度小于25%时,可以成形合格平底筒形件,对应的平底筒形件试件及其壁厚分布如图8-29所示。

　　可以看出,不同预胀高度的预胀充液拉深试件壁厚分布规律相似。试件底部壁厚相对均匀,底部靠近圆角区域由于压平过程中的压缩变形,壁厚相应增大。与传统的充液拉深壁厚分布类似,最大减薄区仍是凸模圆角处。直壁区壁厚逐渐增大,直至靠近法兰区壁厚最大。当相对预胀高度为25%时,平底筒形件圆角处壁厚最小,减薄率达到14.5%;底部壁厚相差不大,减薄率为11.5%。
 

　　图8-29预胀充液拉深平底筒形试件及其壁厚分布

　　(a)试件;(b)壁厚分布 。

　　底部靠近圆角(距离中心3/4)处壁厚增厚率为3%;直壁末端壁厚最大,增厚率为17%。同普通充液拉深平底筒形件相比,预胀充液拉深成形使底部减薄率增加11%,而试件直壁和圆角处壁厚未发生明显改变。随着相对预胀高度增加试件底部壁厚逐渐减小,其他区域壁厚分布相近,说明平底筒形件底部壁厚减小主要来自于预胀过程中的减薄。

　　【兴迪源机械板材充液液压成形设备优势】

　　兴迪源机械板材充液成形设备采用液体作为传力介质代替刚性凸模或凹模传递载荷，使坯料在传力介质作用下贴靠凸模或凹模以实现金属板材零件的成形。设备整体采用三梁四柱式结构，并将压边缸和拉伸缸复合在一起，主缸与副液压缸相互配合，实现难变形材料、复杂形状、较大拉深比的钣金类零件的精确、高效成形。

　　XD-SHF系列板材充液成形设备是我司自主创新、研制开发出的具有独立知识产权的液态介质柔性成形设备，用于钣金类零件的高精度成形，在国内具有先进水平。板材充液成形设备所加工的零件具有回弹小、尺寸精度高、表面质量好等优势，广泛适用于航空航天、石油、核电、汽车、大型柴油发动机等领域。比如飞机上口框零件的预制坯，台阶型非对称油底壳拉深，盒形件的带背压拉深以及汽车减震器托盘等成形。