管件液压成形技术应用现况与发展趋势

放大  缩小 日期:2012-03-03     评论:0      
核心提示:因应运输工具轻量化、高性能、省能源之发展趋势,自1990年代起管件液压成形 (Tube Hydroforming) 或称管件内高压成形(Internal H
因应运输工具轻量化、高性能、省能源之发展趋势,自1990年代起管件液压成形 (Tube Hydroforming) 或称管件内高压成形(Internal High Pressure Forming) 技术受到工业界及学术界极大瞩目而蓬勃发展,目前已成为国际间汽车产业主流制造技术之一,包括:德国双B、VW、AUDI、OPEL,美国GM、FORD、CHRYSLER,日本TOYOTA、HONDA、NISSAN、SUBARU、MAZDA、MITSUBISHI,韩国KIA、Hyundai等均已投入生产或试量产,主要应用为底盘件、车身结构件与排气系统零组件,在其它产业应用亦不断扩大中,前景十分广阔。管件液压成形金刚石技术具有:减轻重量/节省能源、产品一体型化、刚性佳、提高产品性能/精度及创新性,且在生产过程中可减少半成品零件数量,减少焊接、机械加工与产品组装道次等后加工处理,有效降低生产成本、缩短加工周期等优点。本文将针对管件液压成形的加工原理、优点、国内外产业应用现况、技术发展动向及产业发展趋势进行探讨。

1. 技术原理

        管件液压成形技术,适用于异厚异形之中空结构管件,顾名思义是先将管材置于具形状的模具中,藉由管件内部加入高压流体(目前主要以水为主),搭配轴向施加
金刚石压力补偿管料,把管料压入到模具腔体内成形。其成形所需之液

压力一般约2000Bar,特殊状况下甚至高达4000Bar。适用材料和应用范围:具备优良的可延伸性为液压成形法的关键,原则上适用于冷间成形加工的材料均适用于管件液压成形技术,目前主要以:碳钢、特殊钢、不锈钢、铝合金、铜合金等为主。

2. 技术特点

应用管件内高压技术可达到减少结构件零件数目、焊接道次并缩短组配时间,达成减轻重量及降低成本之目标,其优点因
金刚石产品之不同而有所不同,相较于传统生产技术的优势包括:

1.减轻重量:与车削、搪孔相比,管件液压成形之空心轴类可减轻40%~50%,有些甚至可达75%;若与冲压
金刚石焊接件相比,汽车上用管件液压成形的空心结构件可减少20%~30%。

2.减少半成品零件数量:在成形过程中可一次加工出如
金刚石引擎托架、顶盖板架、门框等大型复杂的3D几何形状的工件。与冲压焊接件相比,副车架零件由6个减少到1个;散热器支架零件由17个减少到10个。

3.降低模具费用:管件液压成形件通常仅需要一套模具,而冲压焊接件由多个冲压件焊接而成,因此需要多套冲压模具。

4.减少后续机械加工和组装焊接量:以散热器支架为例,焊接点由174个减少到20个,制造道次由13道减少到6道,生产效率提高66%。

5.提高强度、刚性及疲劳强度:成形过程中液体具冷却作用,使工件被"冷作强化",获得比一般冲压加工更高的工件强度。以散热器支架为例,垂直方向提高39%;水平方向提高50%。

6.降低生产成本:Schuler Hydroforming公司对已应用的产品进行分析,管件液压成形件比冲压焊接件成本平均降低15%~20%,模具费用降低20%~30%。

 
标签: 液压成型
 
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