液(ye)壓成形分析及結(jie)果評判
2025.12.16
液壓成形(xing)過程複雜且影響(xiang)液壓成形性的因(yīn)素較❤️多，國内衆多(duō)專家在液壓成形(xing)CAE及缺陷預測方面(miàn)進行了深入的研(yan)究。韓聰、張偉玮、謝(xiè)文才等通過施加(jiā)不同的軸向壓力(li)及補料量，研究了(le)液壓成形扭力梁(liang)的起皺行為。郎利(lì)輝、田鵬、程鵬志等(deng)分析了預成✔️形模(mo)具形狀和充液成(cheng)形時加載路徑對(duì)扭力梁充液成形(xíng)質量的影響，結果(guǒ)表明：當預成形模(mo)具導向角度過小(xiao)📐時，管坯被擠壓内(nèi)凹變形時，圓角部(bù)位容易起皺；導向(xiàng)角度過⛹🏻♀️大時，管坯(pī)材料流🤟向凹模困(kùn)難，減薄嚴重；充液(yè)成形時補料初💘始(shi)液室壓力過🛀大，材(cái)料堆積在零件端(duān)部起皺嚴重。
液壓(yā)成形件常見缺陷(xiàn)
液壓成形件大都(dou)形狀複雜，材料強(qiáng)度高，在液壓成形(xing)過程👨❤️👨中變形複雜(za)，其最常見的成形(xing)缺陷有以下5類：⑴開(kai)裂。金屬材🏃料局部(bu)減薄超過其本身(shēn)的延伸極限時，制(zhì)件出現裂縫或暗(àn)裂。⑵起皺。液壓成形(xíng)後制件仍存在無(wu)法解決的皺紋，起(qi)皺産生的主要原(yuán)因是管材周長大(dà)于産品截面🛀🏻周長(zhǎng)，但預成😍形截面形(xíng)狀或内高壓成形(xíng)模具分模設計🏃🏻不(bú)合理也會導緻起(qi)皺的産生🐆。⑶回彈。液(yè)壓成形件形狀複(fu)雜，成形後各個位(wei)💃🏻置的殘留應力不(bú)🏃均，應力釋放後造(zào)成零件變形，影響(xiang)零件的尺寸精度(du)。⑷飛邊。預成形或液(ye)壓成形時，由于分(fen)模不合理🧡，造成模(mó)具閉合前材料被(bèi)擠入分模面而形(xing)成飛邊，飛邊不僅(jǐn)會使零件成為廢(fei)品，而✌️且會造成模(mó)具損傷，是一種非(fēi)常嚴重的缺陷。⑸不(bu)貼模。液壓成形後(hou)零件表面與模具(jù)内腔不貼合，這是(shì)♉由于液壓成形❄️時(shí)壓力不足導緻的(de)😍，主要發生在産✏️品(pǐn)的小圓角區域。液(yè)壓成形CAE分析設置(zhì)
一般零件液壓成(cheng)形工藝規劃為：制(zhì)管→彎曲成形→預成(cheng)♉形→液壓❄️成🤩形+液壓(ya)打孔→激光切割端(duan)頭+割孔→擴口等工(gong)藝，Autoform可以完🙇🏻成從彎(wān)管至擴口等所有(you)工序的分🔆析。管材(cai)設置
液壓成形一(yi)般采用焊管，管材(cái)是由平闆通過輥(gǔn)壓成形，在接頭部(bu)位采用高頻焊接(jie)方式，由于焊接部(bu)位性能與其他✍️區(qū)域不同，實際操作(zuò)時應将焊縫部🐅位(wèi)分布✂️在零件變形(xíng)較小區域，焊管的(de)厚度一般為1.5～4.0mm。Autoform提供(gong)了豐富的初始管(guan)材選擇方法，可以(yi)🔱選擇初始為不帶(dai)應力♊的直管，或者(zhe)具備初始應💞力的(de)彎管，在此過程中(zhong)需要注意的是Autoform分(fen)析的是管件中性(xing)層直徑。此外，Autoform還提(tí)供了🌈圓管、方管及(jí)變徑管等不同管(guǎn)材類型，用戶可以(yi)根據自身需要進(jìn)行選擇。工具體設(she)置
在定義工具體(ti)時需要确定工具(jù)體的類型，不同工(gong)具需對應不同的(de)工具體類型，圖1、圖(tú)2、圖3所示分别為彎(wan)管、預成形及🐅液壓(yā)成形🧑🏾🤝🧑🏼工具體的設(she)置，其中彎管成形(xíng)工⁉️具由Autoform軟件根據(jù)彎曲中心線自動(dong)生成，預成形及液(ye)壓成形工具🈲體可(kě)以由📞軟件生成或(huò)者從外部導入。工(gōng)藝參數設置
彎管(guǎn)成形工藝參數主(zhu)要是彎曲角速度(du)、芯棒及芯球✍️數量(liang)、摩擦系數、工具體(ti)間隙等，這些參數(shù)需要與現場設計(jì)值保持一💘緻，才能(néng)得到匹配的分析(xi)結果。預成形分析(xi)與沖壓分析方法(fǎ)一緻，需要注意的(de)是在做扭力梁預(yù)成形⛹🏻♀️分析時，在V形(xíng)部位存✨在上下兩(liang)♊層闆料接觸的問(wen)題，此時需要設置(zhi)好闆料接觸的參(can)數。液壓成形主要(yao)是内壓力、合模力(lì)、水平缸💰運動🌂參數(shù)，在實際液壓成形(xíng)過程中，液體壓力(lì)以及水平缸運動(dòng)随時間而變化，而(ér)非恒定值。CAE分析結(jié)果及評判
本文隻(zhī)說明Autoform軟件做液壓(yā)成形分析時使用(yong)的評判✨方法，具體(tǐ)🌈評判準則基本與(yǔ)沖壓分析評判方(fāng)法一緻，因此本🎯文(wén)隻針對與沖壓不(bu)一緻的結果進行(háng)說明，主要㊙️是貼模(mó)性、彎管過程及🧑🏾🤝🧑🏼預(yu)成形♉過程缺陷的(de)評價。貼模性評判(pan)
彎管分析(xi)結果評判
對于底(di)盤零部件來說，很(hěn)多都采用沖彎的(de)方式，這種方💁式在(zài)🥰彎曲過程中會出(chū)現管材壓癟，如圖(tú)5所示，從圖💃6中可以(yǐ)看出，這是由于管(guǎn)材在沖彎時隻是(shì)中間部位産生了(le)✏️變形，而❓兩頭彎曲(qǔ)部位并未産生變(bian)🌈形，因此需要通過(guò)優化工藝方案，解(jie)決壓彎過程中出(chū)現的壓癟☎️情況。截(jié)面畸變分析
在彎(wān)管分析時，除了常(cháng)見的由于圓角半(bàn)徑過小導🐪緻的産(chǎn)品内側起皺及外(wai)側開裂之外，還存(cun)在管材的截面變(biàn)形，特别是在方管(guan)彎曲時更容易出(chū)現此類問題，如圖(tu)7所示，該彎管的彎(wān)🥰曲半徑為120mm，頂面凹(āo)陷嚴重，通過調整(zhěng)模具間隙等措施(shī)可以解決此問題(ti)。咬邊缺陷分析
進料狀(zhuàng)态分析
對于預成(chéng)形來說，最重要的(de)是預成形後零件(jian)能否達到🙇🏻預定🍓的(de)形狀，以便液壓成(chéng)形能夠順利完成(cheng)，最終生産出💘合格(gé)的零部件，如圖10所(suo)示。在扭力梁的預(yù)成形過程中，導向(xiàng)角的角度會導緻(zhi)預📞成形的效果出(chū)現偏差，因此需要(yào)😍合适的導向角以(yǐ)滿足扭力梁‼️的進(jìn)料狀态，如圖11所示(shì)。在預成形過程中(zhōng)可能存在起皺或(huò)者波紋的狀态😘，有(yǒu)🛀時這種👅起皺或者(zhe)波紋是有益的，可(kě)以延緩液壓成形(xíng)🏃🏻零件的開💞裂，因此(ci)在💯預成形過程中(zhōng)出現的一些問題(ti)，需要通過最終的(de)液壓成形結果來(lai)判斷是否需要消(xiāo)除。回彈結果評價(jia)
預成形及液壓成(cheng)形後的回彈結果(guo)需要重點考慮，特(te)别是🚩高強鋼零件(jian)預成形後的回彈(dan)可能會導緻🐆液壓(ya)成形合模時出🚶♀️現(xian)咬邊等現象，因此(ci)在彎管及預成形(xing)☎️後必須🌂增加回彈(dan)分析，判斷零件是(shi)否存在問題。彎管(guǎn)後及液壓🍉成形後(hou)的零件回彈狀況(kuang)如圖12、圖13所示。Autoform軟(ruǎn)件液壓成形分析(xī)的局限性
随着電(diàn)動車輕量化的需(xu)求，在全鋁車身上(shàng)使用液壓成形技(jì)術可以提高車身(shen)的抗碰撞等性能(neng)，奧迪A8前壁闆橫🔞梁(liang)采用的㊙️就是液壓(ya)成形，如圖15所示。由(yóu)于Autoform的功能🆚主要集(ji)中在沖壓方面，而(er)非專門的液壓成(cheng)形分析軟件，因此(cǐ)其無法完成✂️“日”字(zi)形等型材液壓成(cheng)形分析。同時針對(dui)鋁型👅材的不等壁(bì)厚，Autoform軟件也無🏃♂️法進(jin)行有效⭐分析，需要(yào)等效成相同壁厚(hou)才行，因此🐅對分析(xī)結果具有㊙️一定損(sǔn)失。結論
⑴利用Autoform軟件(jiàn)的速度及操作便(biàn)利性，可以快速的(de)完成從㊙️彎管、預🌈成(chéng)形、液壓成形、激光(guang)切割等各種分析(xī)工作。⑵通過Autoform分析結(jié)果，除了可以進行(hang)開裂、起皺、回彈等(deng)結果💞評判之外，還(hai)可以進行管材折(she)彎、截面畸變、咬邊(biān)缺陷、進料狀态評(píng)估及拼焊線位置(zhi)評估。⑶對于“日”字鋁(lǚ)型材及不等壁厚(hòu)鋁型材，由于軟件(jiàn)的✔️局限🐪性，Autoform無😄法完(wan)成相應的分析工(gong)作，需要采用其他(tā)軟件開展此類零(ling)件的分析工作。
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