内高压成形工艺及其汽车轻量化实用案例

转载：随着汽车，航空 、航天等工业的不断发展 ，轻量化结构因节省材料、降低能耗和减轻污染等

显得日益重要 ，并成为现代制造技术的发展方向之一。

    而实现结构轻量化有 3条主要途径 ：

(1) 采用轻体材料 ，如铝合金、镁合金、钛合金等；

(2) 采用高强度材料，如高强度刚等；

(3) 采用先进制造工艺 ，如内高压成形技术等。

    其中液压成形技术主要用来加工管件，使之成形为具有异型截面的构件 ，来代替实心构件，

在不提高材料成本的前提下，既可减轻质量又可充分利用材料的强度和刚度 。随着超高压动密

封技术和超高压计算机控制技术的不断发展和完善 ，管件液压成形技术逐渐发展起来，且13趋

成熟 ，已成为金属塑性成形加工领域研究 ，并在欧洲 、北美 、 日本 、韩国等国家的大型企

业中得到了广泛的应用。

内高压成形适用于：

(金属中空成型、减轻重量、提高强度和韧性、环保节能、提高效率10-50倍，每台日产10000-20000件)

1. 航空、航天、海洋船舶潜艇等军工行业，如应用航空发动机和波纹管等。

2. 高校实验室金属材料成形等专业实验使用。如异型界面管件成型。

3. 汽车上零部件行业：凸轮轴、副车架、保险杠、散热器壳、控制臂。

4. 金属管材成形行业。如不锈钢两通、三通、弯头等。

5. 供暖、制冷铜管。如T型，Y型，爪型铜管成型。

6.卫浴行业：民用水龙头管件、异形弯管件等

7.民用五金日用制品行业:金银杯、壶、罐、盖、内胆、工艺柱、饰品等

1 原 理

管件液压成形是以金属管材为毛坯，借助专用设备向密封的管坯内注入液体介质，使其产生

内高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料 ，在两种外力的作用下，管坯材料塑

性变形，并最终与模具型腔内壁贴合 ，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件引，

液压成形原理如 图 1所示

当零件 轴线不 是直线 、模腔分模 面处截面小于管坯截 面时 ，需进行弯管 、冲压等

预工艺 ，以便管坯能顺利置入模腔中，如有必要 ，在液压成形之前还需进行退火处理 。

2 优缺点及应用

与传统的冲压焊接工艺相比 (如图 2所示)，管件液压成形工艺具有以下优点

（1）减轻零件质量 ，节约材料 ；

（2）提高零件的强度和刚度，特别是疲 劳强度 ；

（3）减少零件数量，节约模具成本 ；

（4）零件整体成形，可减少后续机械加工和组装焊接量 ，简化生产流程 ，提高生产效率；

（5）提高加工精度，减少装配误差积累，可提高产品质量 ；

（6）降低生产成本 ；

（7）结构形状设计更趋灵活、优化。

         a. 冲压焊接工艺                                  b.液压成形工艺

图2 不同加工工艺比较分析

现在各大汽车公司相继建成了液压成形生产线 ，投入了大量的人力和物力对液压成形技术展开研究 ，

汽车行业所采用的液压成形件越来越多。

发动机                     凸轮轴 、曲轴、排气歧管、催化转化器等

                           副车架 、发动机托架、梯形架、保险杠、车架纵梁、

底盘                       横梁、散热器壳、后桥壳、转向管柱、操纵杆、控制

                           臂 、管接头等

车身                                  仪表板梁、座椅框架、车顶纵梁、横梁、A立柱B立柱、

                图3 液压成形工艺的应用实例