壁厚设计，将结构件由管件液压胀形后形成结构复杂 的整体式结构。达到既减少产品质量，又减少二次操 作（如焊接、连接等）与装配工作。
（２）提高产品质量。管材经液压胀形后，强度和
《模具制造）２００９年第５期
·冲模技术·
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［２】孙友松，刘艳．材料加工技术创新汽车轻量化［Ｊ】＿锻压技 术，２００７，（１０）
【３】韩英淳，于多年，马若丁．汽车轻量化中的管材液压成形技
术【Ｊ］．汽车工艺与材料，２００３，（８） ［４］谭晶，赵振铎，孙胜．液压成形技术的最新进展［Ｊ］．锻压机
械，２００１，（２）
［５】吴有生，夏巨谌，胡国安．板料液压成形技术的发展动态及
后的零件精度高、表面质量好、加工成本也较普通工 艺低。
板材液压成形分为两大类：液体代替凸模和液体 代替凹模。液体代替凸模时，板料在液压的作用下直 接被压入凹模，并紧贴凹模成形；液体代替凹模时，刚 性凸模将板料压人液压室，板料在液压的作用下紧贴 凸模而成形。前者只需控制液体压力和压边力；后者 在成形过程中液体压力、压边力和凸模行程。从参数 控制上看后者比前者要多，可是前者在成形时对板料 流动不太容易控制，且板料变薄量较后者大。其原理 图如图４所示。
《模具 万制方造）数）２据００９年第５期
４结束语 上面讲到的只是众多的摆块式弯曲模中的两种，
形形色色的其他形式的摆块式弯曲模具还有很多。 例如单摆块式的弯曲模，可以弯曲ｚ形、其他异形等。 可以说只要认真研究，由此及彼，举一反三，就可以挖 掘、推广出更多。
５参考文献
［１］李硕本．冲压工艺学［Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９８２． ［２】孙钲和．兵器冷冲压工艺与模具设计［Ｍ］．北京：兵器工业
Ｌａ，
（ｂ）
图４金属板料液压成形原理图
ａ——液体代替凸模ｂ——液体代替凹模
３．２．２金属板料液压成形的优点及影响因素 （１）提高成形极限、减少成形道次、精减了工装和
模具，降低成本。 （２）板料液压成形技术能显著地提高产品表面质
量；与传统的拉伸工艺相比，液压成型件的几何尺寸 精度更高、材料利用率更高、回弹减小及较好的残余 应力分布ｕ州。如图５所示。
出版社，１９９３． ［３］高鹏．多动作模具三例［Ｊ】．模具科技，１９８９，（１）皿≯
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１ 引言 伴随着汽车工业的发展，汽车产量和保有量逐渐
在实际成形过程中，由于加载路径的选择不当， 常出现起皱和破裂缺陷。因此，加载路径的选取成为 管材内液压成形的关键问题之一。两种缺陷的产生 都与管件失稳有关，管件在轴向压力和内压共同作用 下发生分散性失稳，除了取决于材料的机械性能外， 还与加载路径、应力状态、变形体形状、约束情况与失 稳条件等因素密切相关。实际生产中，零件壁厚要均 匀一致，避免出现各类缺陷，这就要求内压和轴向推 力的合理匹配。随着计算机控制技术和超高压液压 技术的不断进步，使得合理控制内压与轴向推力的匹 配关系成为可能。 ３．１．３ 内高压成形工艺的典型应用
好？ 从弯曲过程看，以半径为ｒ的圆心０沿ｙ轴逐渐下
降，而０角从一个较大值逐渐减少到零的过程。故在 图７中，设ａ（ｘ，Ｙ）在直角三角形ＯＡＢ中有：
Ｘ＝ｒ
则：ｐ＝以—了＝Ｙ∥＝ｒ·‘ｔａ可ｎＯ ＿＿研＝ｒ，ｓｅｃＯ
所以摆动凹模翻转边的曲线是一正割线。
图Hale Waihona Puke 摆块运动轨迹分析给定的。在同样冲压力的作用下，动力臂越长，折弯 力就越大。因此设计的任务之一就是根据折弯力的 大小确定好所需要的动力臂长度，任务之二是保证弯 曲过程中凹模曲边上总有一点同底板某一固定处接 触，以方便在该点附近设计一可更换的垫板。于是提 出一个数学问题：即凹模翻转边的形状以什么曲线为
Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｌｉｆｅ ａｎｄ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｅ－Ｃａｓｔｉｎｇ Ｄｉｅ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｍ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ
ｄｉｅｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｅ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａ ｆｒａｍｅ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｄｉｅｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｅ，ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｄｉｅｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｅ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｏｓｔｐｏｎｅ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｄｉｅｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｅ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｌｏｎｇ ｉｔｓ ｅｎｄｕｒａｎｃｅ ａｓ ｖｉｅｗｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｅ；ｄｉｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ；ｄｉｅ ｆａｉｌｕｒｅ
特点和技术、经济优势，将广泛应用于汽车轻量化 中。用于加工生产各类强度高、自重轻、表面质量好 及几何尺寸要求高的汽车零部件。对推动汽车轻量 化的进程产生良好的经济社会效益。
液压成形技术目前主要应用在汽车工业，但其有 广阔的应用前景，可以推广到航空航天业、自行车行 业、家庭装饰业和家电行业等。可以预期在不久的将 来，液压成形技术将有更成熟、更广泛的应用。
应用［Ｊ］．金属成形工艺，２００２，（４） ［６】赵中里，韩静涛．汽车轻量化中的管材内高压成形技术
［Ｊ】－现代制造工程，２００５，（８）
［７】直妍，阳林，吴道建．液压成形技术在汽车工业中的应用 ［Ｊ】．锻压装备及制造技术，２００４，（５）
［８］Ｓ．Ｈ．Ｚｈａｎｇ，Ｚ．Ｒ．Ｗａｎｇ，Ｙ．Ｘｕ，Ｚ．Ｔ．Ｗａｎｇ，Ｌ．Ｘ．Ｚｈｏｕ．Ｒｅｃｅｎｔ
成形技术，且由于板料液压成形技术具有如上显著优 点，已广泛应用于制造汽车零部件。图６是Ａｕｄｉ公司 生产的侧面车架和油底壳Ｆ】［”，采用液压成形技术后， 减少了原先的组装和焊接工序。其次，模具成本大约 为传统工艺的１／３。
ａ）
（ｂ）
图６ Ａｕｄｉ公司生产产品
ａ——侧面车架ｂ——油底壳
４结束语 随着液压成形技术的不断发展及其独特的工艺
图１液压成形件在车身结构中的应用
３．１．１ 内高压成形基本原理嗍 内高压成形基本原理是以管材作为坯料，通过管
材内部施加超高压液体和轴向加力补料把管坯压人 到模具型腔使其成为所需的零件。它采用金属管材 为毛坯，在专用设备和模具上通过液体介质在管内产 生超高压，成形工作压力通常为２００～４００ＭＰａ，最高可 达１，０００ＭＰａ。在施加高内压的同时，轴向活塞对管坯 施加轴向的推力，进行补料。在两种外力的共同作用 下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁 贴合，得到形状与精度均复合技术要求的中空零件。
采用内高压成形技术，可制造各种沿轴线变化的 圆形、矩形或异性截面的空心结构汽车零件。例如：美 国福特公司的Ｍｏｎｄｅｏ轿车的发动机支架采用液压胀 形技术后，与传统的加工技术相比，具有显著的优势： ①零件数由６个减少为１个；②制造工序由３２道减少
为３道；③构件的质量由１２ｋｇ减少为８ｋｇ；④每件的成 本由２０英镑减少为１０英镑嘲。典型零件如图３所示。
２液压成形技术在轻量化中的应用状况【４】［５］ 汽车轻量化绝非是将汽车简单的小型化，在减轻
汽车自身重量的情况下，既要保证汽车原有的性能不 受影响，又要保证汽车的行驶安全性、耐撞性、抗震性 及舒适性。同时，汽车本身的造价不被提高，以免给消 费者带来经济压力。另一方面，汽车在行驶过程中其 行驶阻力由空气阻力、滚动阻力、加速阻力、爬坡阻 力。空气阻力主要与空气阻力系数ＣＤ、迎风面积等有 关。它与整车质量无关。而除空气阻力之外的另外３ 种阻力都与车身自重成正比例关系，所以减轻车身自 重，是减少上述三种阻力的重要因素，也是降低燃油消 耗的重要措施。液压成形技术是一门新型的金属成形 技术，广泛应用于汽车各车身结构件中（见图１）。
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图ｓ液压成形和拉伸成形中真圆度偏移量 ·１７·
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３．２．３板料液压成形工艺的典型应用１１１］ 液压成形技术是近１０年被广泛关注的一种近净
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刚度均得到提高，局部硬度也得到提高。因而，液压 胀形件产品质量明显高于冲压焊接件。
（３）产品设计灵活。由于液压胀形具有较强的成 形自由性。因而能使设计工作具有灵活性。
影响内高压成形工艺过程和产品质量的因素较 多，包括管件的材料性能、摩擦、密封、轴向推力、内压 等。其中，最主要的工艺因素有：内压、轴向推力及模 具几何尺寸。
３两种典型液压成形技术的成形原理及应用 ３．１内高压成形
·１６· 万方数据
图２管坯液压胀形成形原理图 ａ——闭模ｂ——充人液体介质ｃ——施加压力ｄ——开模
３．１．２ 内高压成形工艺的优点及影响因素１７】 管内高压成形技术与传统的冲压焊接加工工艺
相比具有如下优点： （１）减轻重量。通过有效的横截面设计和合理的
增加，汽车在给人们出行带来方便的同时，也导致了 油耗、安全、环保等３大问题。降低排放和油耗成为了 汽车工业最具挑战性的目标。有关研究数据表明，若 汽车整体质量降低１０％，燃油效率可提高６％～８％；若 滚动助力减少１０％，燃油效率可提高３％；若车桥、变 速器等机构的传动效率提高１０％，燃油效率可提高 ７％。由此可见，汽车轻量化带来的突出优点就是油耗 显著降低。汽车车身约占汽车总质量的３０％，空载情 况下，约７０％的油耗用在车身质量上。因此，车身的 轻量化对减少汽车自重，提高燃油整体经济性至关重 要【１］【２】。