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編號：
畢業(yè)設計(論文)外文翻譯
（譯文）
院 （系）： 機電工程學院
專 業(yè)：機械設計制造及其自動化
學生姓名： 李玉寒
學 號： 1000110121
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 宋宜梅
職 稱： 教授
2014年 6 月 4 日
用于制造汽車部件的液壓成形的進步
Taylan Altan，教授
Hariharasudhan Palaniswamy，研究生研究助理
Yingyot Aue-u-lan，研究生研究助理
工程技術(shù)研究中心凈成形制造（ERC/ NSM）
俄亥俄州立大學，俄亥俄州哥倫布市 - 43210，USA
摘要
隨著不斷增長的燃油效率、車輛需求以及更高的安全性和環(huán)境標準，迫使汽車制造商不斷尋求增加輕質(zhì)材料，如先進的高強度鋼的應用，鋁、鎂合金和新的制造技術(shù)，以減少車的總重量。此外，隨著市場競爭的加劇，為了減少所需的時間，以及為了開發(fā)新車型，汽車制造商積極尋求走向新經(jīng)濟的制造方法，以降低制造成本。用于板材和管材的內(nèi)高壓成型——液壓成形，是目前正在推行的新的制造方法之一，之所以被世界各地的汽車制造商使用，是因為：a）具有低的模具成本，b）形成一部分（凹痕阻力和能量吸收）后具有更好的性能， c）能夠形成復雜形狀和綜合結(jié)構(gòu)（液壓成型管可從幾個沖壓件更換組件），可降低裝配成本和時間。本文提供的概念在按機器的進步和工具、測試材料和潤滑油的選擇方面，以及通過在板材工藝設計有限元模擬策略和管件液壓成形方面都有涉及。另外，鎂和鋁合金的暖高壓成形也作了簡要討論。
1 引言
直到最近，由于制造它的周期時間比較長，并沒有考慮汽車板材和管材的內(nèi)高壓成形。然而，先進的液壓和智能按鍵設計在時間已經(jīng)大大縮短了周期時間，使其成為有吸引力的汽車制造技術(shù)。此外，片材和管材的液壓成形提供了諸如a）低加工成本，b）（凹痕阻力和能量吸收）的一部分形成后具有更好的性能，c）能夠形成復雜的形狀和一體化結(jié)構(gòu)（液壓成型管可以更換總成從幾個沖壓件）等好處。在目前，這些降低裝配成本和時間的有吸引力的代表性做法，可以替代沖壓技術(shù)邁向新車型小批量生產(chǎn)的市場趨勢。
圖1所示為使用液體介質(zhì)的金屬形成的分類，它是按輸入預制棒大致分為片材和管液壓成形。此外，板材液壓成形分為充液拉深和高壓片液壓成形，取決于凸模或凹模模具所具有的具有將要形成的形狀或輪廓。高壓板液壓成形按單復數(shù)的不同又可進一步劃分，雙液壓成形坯正在使用的成形過程的空白。本文提供了一個概念在按設備和工具，測試材料和潤滑的選擇和墊款在片材和管的所有區(qū)域，通過有限元模擬過程的設計策略液壓成形。另外，鎂和鋁的合金板材溫熱液壓成形加工是簡要討論。
金屬成型與液體介質(zhì)
板材液壓成形 管件液壓成形（THF）
流體力學深沖（HMD 高壓板液壓成形
單空白 雙白
圖1 使用液體介質(zhì)的形成過程的分類
2 管件液壓成形（THF）
2.1 描述
在THF中，一個管狀預成型件放置在兩個管芯之間。該模具被封閉并保持在壓力下，同時將管內(nèi)部加壓和軸向壓縮到材料強行進入模腔，以收購的所需形狀或輪廓結(jié)束（參見圖2）。在此過程中，軸向進給和內(nèi)部壓力是同時控制，以形成部分沒有如爆裂的任何缺陷和起皺。
圖2 THF的過程原理及其工藝參數(shù)
THF工藝順序：a）放置管，b）密封和填充液，c）加壓和飼料材料，d）所形成一部分。
圖3 汽車液壓成型部件的示意圖[1999施羅德]
THF現(xiàn)已廣泛用于制造中使用不同的配置的管狀部件汽車行業(yè)（圖3）和其它的應用，如家用電器。這項技術(shù)的發(fā)展迅速一直由于THF報價優(yōu)勢，通過沖壓焊接即傳統(tǒng)制造（a）部分合并，（b）通過更高效的斷面設計和圍墻的剪裁減重厚度在結(jié)構(gòu)部件，（c）通過改善結(jié)構(gòu)強度和剛度優(yōu)化部分的幾何形狀，（d）低級加工成本由于零部件少，（e）少二次操作（不焊接和液壓成形過程中孔沖孔），（f）更嚴格的公差和減少回彈，便于組裝，以及（g）減小自廢修多余的材料是遠不如在管件液壓成形比沖壓。
為了成功地設計和開發(fā)THF工序或操作，改進在THF中的技術(shù)和它們之間的相互作用的每一個區(qū)域應當考慮。一個完整的THF體系的主要組成部分和關(guān)鍵問題（圖2），可以列出如下：a）進入管質(zhì)量，b）執(zhí)行及彎曲的設計和生產(chǎn)方法，c）模具和工具設計指引，d）壓鑄工件接口問題（摩擦與潤滑），e）變形力學（金屬流）在不同的區(qū)域，f）設備，按與環(huán)境相關(guān)的問題，和g）尺寸和液壓成形加工部件的性能。
2.2 材料特性/管材液壓脹試驗
我們在ERC/ NSM建議管狀隆起試驗確定管狀的屬性材料，因為脅迫條件下的THF經(jīng)常是雙軸類似隆起測試相比單軸拉伸試驗。最大有效應變的實現(xiàn)無局部頸縮脹試驗比在拉伸試驗大得多（通常兩次）。圖4示出了隆起試驗為管狀材料的示意圖。該在端部保持筒經(jīng)受內(nèi)部壓力，直到它爆裂。在測試過程中內(nèi)部壓力和隆起的高度的測量，這是用來獲得用于處理模擬材料的流動應力。突發(fā)高度管表示該管的成形性。從隆起測試爆裂高度可以作為一個指示器/設計規(guī)范傳入管的質(zhì)量達到THF標準。
圖4 管示意圖隆起試驗以評價材料管THF的性質(zhì)
圖5 在THF中不同區(qū)域的摩擦條件
2.3 潤滑油的選擇
在THF中，根據(jù)不同的變形機制，整個變形區(qū)可以劃分為引導區(qū)、過渡區(qū)和擴展區(qū)。在指導區(qū)域中的管進行軸向壓縮應力，由于無論在管的表面上的管和收縮的增厚側(cè)邊在其上涂布潤滑劑。在膨脹區(qū)的管施加雙軸拉伸應力導致變薄及表面擴張。過渡區(qū)標志在中間階段。因此，在THF中的良好的潤滑劑應該能夠執(zhí)行以及在所有三個區(qū)域。 ERC/ NSM已發(fā)展成a）指導區(qū)試驗b）過渡區(qū)的測試和c）擴大區(qū)域測試模擬變形機制，在各自區(qū)域中的接觸壓力篩選THF市售潤滑劑。
2.4 墊塊及模具
THF按鍵設計起主導作用，因為它顯著影響循環(huán)時間和過程的經(jīng)濟性。圖6顯示了THF的三種基本概念：a）常規(guī)設計（長行程的設計理念），b ）新設計（短行程的設計理念）和c）沒有任何鎖定機制。c中的基本概念與（b）的概念相似，得到廣泛的使用是因為：a）它減少了循環(huán)時間與主要用于長行程氣缸移動用更少的流體壓力， b）短期行程上模上下快速氣缸需要流體的體積更小，以產(chǎn)生所需的高壓從而減少了周期時間，c）頂部裸片的機械鎖定消除了高壓液壓系統(tǒng)，用于上模，從而降低了成本和制造設計的更加小巧。圖7顯示了可用的不同類型的印刷機在市場上已經(jīng)適應了三個基本概念。它們基本上是不同的任一結(jié)構(gòu)按幀或使用的機械鎖緊機構(gòu)打字。圖7顯示出了THF按模塊化設計理念。這種設計的好處是：a）可使用對于需要幾個步驟生產(chǎn)（執(zhí)行 - 液壓成型）設計，b）多個沖頭可以被鎖定在一起，以形成一個大的部分。
圖6 THF按壓力類型在市場上的適應的基本類型
圖7 按模塊化概念：a）單個電池單元和b）雙電池單元
2.5 通過有限元模擬工藝設計
THF過程中成功的設計要求的最佳估計關(guān)鍵工藝參數(shù)的關(guān)系;軸向進給隨時間變化和內(nèi)部壓力隨時間的變化而形成的部分。更多的軸向進給可能導致的屈曲管子而少軸向進料將導致介質(zhì)泄漏，也爆破由于過度變薄。
在ERC / NSM ，有限元模擬使用PAMSTAMP 2000加上優(yōu)化技術(shù)和自適應模擬技術(shù)已被用來確定加載路徑，結(jié)果在最小變薄和不起皺的部分和不帶介質(zhì)的任何泄漏過程中。圖8顯示了示例最佳加載路徑取得的橫梁部分的液壓成形。數(shù)字圖10顯示了零件的幾何形狀，模具的幾何形狀和分布稀疏的部分為最佳加載路徑。從有限元模擬估計的加載路徑為在實驗中使用，以形成良好的部分。
圖8 裝載自適應模擬技術(shù)獲得路徑形成橫梁部分。
3 高壓表高壓成形粘性介質(zhì)壓力
3.1 概述
在高壓液壓成形板材的過程中，片材通過對形成凹模的流體。在成形的液壓壓力過程中，在中間板作為一個坯料夾持器，以控制材料從凸緣和也運動密封的流體介質(zhì)，以避免泄漏。粘性壓力成形類似于片液壓成形，其中壓力作用在紙張上被壓縮的粘性介質(zhì)，而不是產(chǎn)生液壓油或水板液壓成形。
高壓片液壓成形的成形操作可以分為兩個階段。第一階段涉及到自由的地方形成的片自由的凸起模腔，直至它啟動與模具接觸。這就引入了均勻應變在整個片材的分布，從而a）該材料的可成形性是有效利用相對于傳統(tǒng)的沖壓工藝，其中變形是在沖角半徑定位于薄板，b）提高的凹痕液壓成形的成形部件的電阻相比沖壓件。第二階段涉及校準對模腔內(nèi)的片以獲得所需的形狀。高流體壓力需要在第二階段取決于材料、板厚以及最小圓角半徑在模具的幾何形狀。因此，板材液壓成形提供了一個從低成形性制造汽車零部件可行的替代進程先進的高強度鋼和鋁合金。
成功應用高壓板液壓成形的，需要仔細考慮高壓板液壓成形系統(tǒng)的所有組成部分即：a）進入板材質(zhì)量，b）模具和工件的接口問題（摩擦和潤滑），c）刀具設計，壓邊力的有效應用，避免泄漏， d）內(nèi)部流體壓力和壓邊力之間的關(guān)系的（加載路徑），電子出版社和工具以及尺寸和性能液壓成形加工部件。
3.2 材料特性/粘性壓力脹試驗
我們在ERC / NSM建議隆起測試（粘性價格猛漲的壓力測試，室性早搏試驗）確定薄板材料的性能并檢查片材的質(zhì)量傳入的沖壓廠，因為a）應力條件下沖壓或板相比于單軸的液壓成形往往雙軸類似隆起測試常規(guī)的拉伸試驗， b）最大等效應變達到在VPB測試無局部縮頸大得多（通常兩次）比在拉伸試驗。隆起試驗中，在片材夾在的示意邊自由地鼓起由粘性壓力，直到它爆裂。在試驗期間該圓頂?shù)母叨群驼承越橘|(zhì)的內(nèi)部壓力是實時測量。所測量的圓頂高度和壓力被用作輸入要使用有限元模擬來確定的流動應力反分析的材料。突發(fā)圓頂高度的可成形性的良好指標材料（較高的爆穹頂高度的更好成形性）。此外，突發(fā)圓拱高度可以被用作一個指示器/設計規(guī)范來檢查質(zhì)量在進料的沖壓廠。
3.3 潤滑油的選擇
潤滑起著控制持有人在成型過程中片材和壓鑄片接口的空白物質(zhì)流的主導作用。潤滑失效結(jié)果：a）過度變薄導致部分撕裂，b）過度磨損導致形成部分的表面光潔度降低，c）磨損損壞失效。在板材液壓成形用潤滑劑通常是由于過多接觸失敗在壓料模接口。在界面處產(chǎn)生的壓力取決于材料，片材厚度和模頭的幾何形狀。因此，一個單一潤滑劑不能滿足所有的過程的要求。選擇潤滑油應使用模擬接口壓力測試進行表面膨脹率接近生產(chǎn)條件。ERC / NSM建議使用沖壓潤滑油測試儀（SLT ）和修改的限制巨蛋高度測試篩選市面銷售的潤滑劑板材液壓成形工藝。
3.4 墊塊及模具
3.4.1高壓板液壓成形壓機
高壓板高壓成形壓力機和工具的設計和基礎上發(fā)展起來的，并在THF中可用的技術(shù)制造。然而在片液壓成形加工，較高的夾緊力，由于大面積的片和坯料夾持機構(gòu)需要加以考慮。大學多特蒙德（ LFU ）德國與辛北爾康普PressenSysteme合作（ SPS ） ，德國已經(jīng)建成了萬噸壓機高壓板液壓成形的大型汽車零部件（圖9） 。該壓機的設計有水平安裝廉價的緊湊型設計，易于操作的工件，短行程氣缸，以減少周期時間，并且需要更少在車間的投資基礎。記者框架和投由鋼絲纏繞成型過程中承受動載荷預應力。液壓成形加工，在此期間，需要在相對較小的壓力大體積流體的（游離膨出）和少量的液體在高壓下的是需要在相校準第二階段。液壓系統(tǒng)在報刊上被設計在兩個315桿的100升容積不同的壓力水平）最大壓力加壓介質(zhì)和2000巴b）與5升容積最大壓力加壓介質(zhì)以降低成本，周期時間，使設計更加緊湊。
圖9 臥式高壓板液壓成形機原理
3.4.2刀具系統(tǒng)
（1） 模具設計 - LFU
在傳統(tǒng)的高壓板液壓成形模具中，中間板應用所需要的壓邊力來密封加壓媒介，并控制液壓成形過程中材料的流動。因此它是難以正是申請表上所要求的壓邊力。大學多特蒙德LFU 設計了一種新的工具，其中密封力是由中間板應用，而坯料夾持器即安裝在模頭的凸緣部施加的壓邊力。因此，該從凸緣材料流被精確地控制。在形成非對稱的部分，增稠劑在凸緣不均勻造成間隙造成的漏加壓介質(zhì)。LFU開發(fā)的模塊化模具設計與多點空白保持器，在每個氣缸上的力可以改變顯示獨立。多點坯料夾持在模具結(jié)合使用短行程氣缸提供了龐大的力量在短行程。
（2） 模具設計 - ERC / NSM
在ERC / NSM設計工具所使用的機械作用來產(chǎn)生所需的壓力。圖10示出的模具設計的示意ERC / NSM板材液壓成形。固定沖頭被安裝在印刷機上床而壓邊擱置在緩沖銷和模被安裝在壓頭。將產(chǎn)生的壓力需要加壓介質(zhì)放置在由沖頭和壓模保持器在最頂層形成的腔位置。最初的片材被放置在坯料夾持器。上模移動下來，對夾壓邊圈的工作表。夾緊板后，上模的結(jié)果在支架相對空白的移動，以進一步運動固定活塞。這種相對運動導致粘性的壓縮板材和沖頭之間媒介。由于的不可壓縮加壓介質(zhì)，壓力產(chǎn)生的作用在薄片上。因此，通過純機械運動在例行記者，進行板材液壓成形工藝。
圖10 在ERC/ NSM的工具，高壓板液壓成形的原理圖
3.5 通過有限元模擬工藝設計
液壓成形工藝的成功的設計要求的最佳關(guān)系關(guān)鍵工藝參數(shù)壓邊力隨時間的變化和內(nèi)部壓力隨時間的變化，以成功地液壓成形的部分。較高的壓邊力可能導致片材的過度拉伸，最終斷裂而低坯料夾持力會導致介質(zhì)的泄漏。在ERC/ NSM，F(xiàn)E 使用模擬PAMSTAMP2000加上優(yōu)化技術(shù)有被用來確定該加載路徑而導致在最小減薄部分未經(jīng)介質(zhì)的過程中的任何泄漏。圖12顯示了加載路徑從DP形成樣本的非對稱部分600材料片厚0.60毫米。圖13示出了在部分變薄分布。該獲得的個人資料將實驗使用ERC/ NSM工具進行驗證。
圖11 采用有限元模擬（PAMSTAMP2000）獲得的加載路徑加上優(yōu)化技術(shù)。
圖12 在所形成的部分預測變薄分布為最佳加載路徑
4 充液拉深（HMD）
4.1 描述
在HMD，該表是深沖壓反對在鍋里反壓力，而比凹模在正規(guī)的沖壓工序，如圖13的介質(zhì)中的壓力罐可以是“被動的”（產(chǎn)生由于壓力該介質(zhì)的沖頭的前進行程期間，不可壓縮性）或“活躍”（由外部泵產(chǎn)生的壓力）。
圖13 該充液拉深和例子示意圖
使用HMD汽車零部件生產(chǎn)HMD導致較高的貸存比（深沖）相對于傳統(tǒng)的沖壓因為HMD中的金屬板被強制以形成對沖頭表面由于流體壓力。由于紙張之間的摩擦和沖頭表面，附著在凸模表面上的片材沒有被拉伸中，從而獲得均勻的壁厚和更高的LDR的形成過程。HMD可以與常規(guī)的沖壓作業(yè)導致降低組合形成階段。HMD與常規(guī)的沖壓的組合，形成復雜的零件，例如頭盔顯示器的結(jié)合拉伸和深拉制作復雜的零件更少成型操作。
相對于傳統(tǒng)的沖壓HMD是有利的，因為a）消除凹模導致較低的工具成本和下模發(fā)展時間，b）消除側(cè)壁皺紋的形成過程中，由于外部時流體壓力使更多的自由設計汽車車身面板c）有能力形成復雜的形狀和特點，在金屬板導致較少形成操作比以往的沖壓從而降低了制造成本，d）更好的表面質(zhì)量作為片材的外表面是在與流體僅從而降低刀痕。
成功應用HMD的需要仔細考慮所有組件的傳入a）質(zhì)量，b）刀具和工件接口：頭盔顯示器系統(tǒng)，即中問題（摩擦與潤滑），c）刀具設計的空白高效的應用內(nèi)部流體之間的壓邊力和避免漏d）的關(guān)系壓力和壓邊力（加載路徑），電子）出版社和工具，以及尺寸和HMD的部分屬性。對方法的詳細說明，以測試傳入表和測試，以選擇市售的質(zhì)量潤滑油分別載于第3.2節(jié)和3.3節(jié)。在下一節(jié)中新發(fā)展HMD印刷機和工具進行了討論。
4.2 墊塊及模具
4.2.1HMD印刷機
HMD機正在使用開發(fā)的短行程的設計理念設計THF 。圖14顯示了3500噸HMD壓機的操作序列使用短穆勒萬家頓在IFU ，斯圖加特大學設計行程的設計理念。上模向上移動和向下使用長沖程汽缸，需要大體積的低壓液壓流體。公羊被索引在使用機械鎖所需的底部位置。短被安裝在頂部滑塊行程汽缸HMD時被激活以適用于抵消了打孔所產(chǎn)生的力所需要的力大由于鍋內(nèi)的壓力。短行程氣缸要求流體在高容量少壓力。 Schnupp HMT和舒勒也紛紛推出頭盔顯示器與壓短行程的設計理念。然而，短沖程氣缸被安裝在按床而不是壓力機滑塊，如圖15所示，新的設計概念，a）允許獨立控制的壓邊力和鍋壓力，b）以減小高量減少周期時間和成本壓力的液壓流體，以通過該系統(tǒng)來處理。
圖14使用內(nèi)置的HMD印刷機的操作順序示意圖由米勒·萬家頓短行程氣缸概念
圖15 由Schnupp HMT和蒂森建在HMD印刷機的原理克虜伯流體力學
4.2.2 設計工具
對刀具設計的概念類似于常規(guī)的沖壓。沖頭和空白支架是專門設計的零件形狀，而壓力罐遺骸常見的所有部分。壓力罐和拳打在HMD的工具應該是設計用于承受高鍋壓力。此外，仔細考慮是必需的用于密封在壓力罐 - 片接口，以避免流體的泄漏在HMD 。在模具設計各種進步是：
（1） 壓力室頂部克服了膨脹
部件與錐形側(cè)壁的HMD導致的片材的間隙中的膨出壓邊圈和正當如圖16（詳細a）沖頭之間以形成在鍋內(nèi)壓力。這鼓鼓的，可能會導致過度變薄和斷裂在較高罐壓力。 IFU開發(fā)了新的模具設計與在打孔坯料夾持器界面，如圖16b以額外的密封在頂部創(chuàng)建一個壓力室。在HMD從所述液壓流體鍋循環(huán)到頂部壓力腔，以便在頂部和壓力試驗箱底部是一樣的，以避免膨脹。
圖16
（2） 彈性墊形成尖角
需要完全形成零件鍋內(nèi)壓力取決于最小圓角半徑的一部分。因此，部分有尖角要求記者具有非常高容量導致增加投資成本。舒勒開發(fā)被安裝在所述壓力罐，如圖17的彈性襯墊。朝向所述成形過程結(jié)束時，該尖銳的拐角處形成機械的墊子，而不是鍋內(nèi)壓力從而降低所需的壓制能力和投資[Stereme等人，2001]。
圖17 壓力罐用彈性墊的原理，在HMD形成的尖銳角
（3） 彈性壓邊圈
壓邊的設計在HMD的主導作用，因為應用空邊力控制畫圖過程中材料的流動，也將適用于必要的外力，以避免形成過程中的壓力介質(zhì)泄漏過程。在使用傳統(tǒng)的壓邊形成非對稱的部分，增厚法蘭不統(tǒng)一造成的剛性壓之間的差距支架和板在薄的位置，導致增壓介質(zhì)的泄漏。斯圖加特大學， IFU開發(fā)的多點分段的彈性壓邊圈類似于沖壓。作用于坯料的夾持力可在每個坐墊獨立調(diào)整的空間。薄板上的空白支架隨附與片材接觸偏轉(zhuǎn)彈性取決于從而與鋼板厚度；它保持在與片材的均勻接觸。因此，分段彈性壓邊均勻施加壓力，并避免加壓介質(zhì)的泄漏，與傳統(tǒng)的剛性空白相比更有優(yōu)勢。
4.3通過有限元模擬工藝設計
在ERC/ NSM，使用PAMSTAMP2000有限元模擬加上優(yōu)化技術(shù)和自適應模擬技術(shù)已被用來確定鍋壓力和坯料夾持力，結(jié)果在最小變薄和無過程中起皺的部分和不帶介質(zhì)的任何泄漏。圖18顯示了用于液壓成形獲得的示例最佳加載路徑一個軸對稱圓杯90mm直徑可達100毫米（LDR2.5）深度從AKDQ鋼單人操作。圖19顯示了細化分布在部分的最佳加載路徑。從有限元模擬估計的加載路徑將用于在實驗中驗證了有限元分析結(jié)果。
圖18 采用有限元模擬（PAMSTAMP2000）獲得的加載路徑加上優(yōu)化技術(shù)
圖19 在所形成的部分預測變薄分布為最佳加載路徑
5 液壓成形雙坯料（平行板液壓成形）
5.1 概述
兩個扁平或預成形片材，可以是不同的厚度，不同的形狀焊接或者未焊接的邊緣構(gòu)成輸入空白的平行板液壓成形工藝。輸入空白被放置在同時具有上部工具，也可以形成含有的形狀下模?？瞻妆槐３衷谶吘壓图訅航橘|(zhì)是使用特殊的片材之間引入對接機制。片材對頂部和底部模具得到形成由流體壓力所需的形狀。圖20顯示出的示意性平行板液壓成形工藝。圖21顯示了各種汽車零部件通過平行板液壓成形制造。
圖20 在雙白紙工藝順序的液壓成形示意圖
平行板板材液壓成形是在形成替代THF過程復雜幾何形狀，超過該部分的長度具有不同的橫截面在膨脹比大的差異。在THF中的最大差膨脹率達到在一個不同的部分橫截面是有限的，因為輸入空白是圓管在整個長度上均勻的橫截面。然而，在平行板液壓成形，通過局部地改變坯料的寬度，橫具有不同膨脹率的部分可被容納。平行板液壓成形加工，也可用于替代高壓片液壓成形為在兩種情況下，金屬片壓向模具的液體媒介。然而，在平行板片液壓成形兩部分可以是在一個生產(chǎn)周期的生產(chǎn)，從而在提高生產(chǎn)性。并行板材液壓成形允許上模和不同形狀的底模。此外，它允許形成兩種不同的材料和兩種不同的厚度在一個生產(chǎn)周期。平行板板材液壓成形可能是經(jīng)濟相對于傳統(tǒng)的沖壓生產(chǎn)相對小批量的大小。
圖21 樣件在汽車用雙白紙制作液壓成形
影響平行板的設計的各種因素或工藝參數(shù)液壓成形工藝類似于高壓片液壓成形工藝。因此，只有對接機制，這是新的平行板液壓成形引入紙張之間的加壓流體，進行了討論。
5.2 對接系統(tǒng)
圖22和圖23示出了所使用的各種專利的對接系統(tǒng)在業(yè)界引入的片材之間的液壓介質(zhì)。對接系統(tǒng)由Drauz和舒勒發(fā)明的方法，其中壓片是在成形過程中的焊接和拉伸。在這兩種情況下的流體是在對接的位置由片材的變形機械密封通過焊接在其它位置，以避免任何泄漏。該對接系統(tǒng)由多特蒙德大學開發(fā)時可以使用的紙張不焊接和金屬板可以被允許加工。該密封是通過提供金屬模具的夾緊力。
圖22 對接系統(tǒng)由克虜伯的原理-赫施
a舒勒對接系統(tǒng) b多特蒙德系統(tǒng)對接的原理
圖23 該對接系統(tǒng)舒勒和多特蒙德系統(tǒng)示意圖
6 暖管和板材液壓成形
鋁合金和鎂合金提供了極大的潛力，在降低重量車身結(jié)構(gòu)和車身面板，由于其密度低，強度高，以及重量比。然而他們的應用受到限制，由于其低成形性在室溫相比低碳鋼。鋁和鎂合金在高溫200℃的形成時，顯示增加成形性350℃。暖管件液壓成形和板材液壓成形的發(fā)展是在研究在世界各地的下列機構(gòu)早期階段。
? ERC / NSM - 俄亥俄州立大學，美國-鎂暖高壓成形合金及鋁合金管和溫暖的鎂合金及鋁合金板材成形。
? LFT，埃爾蘭根大學-紐倫堡與舒勒合作液壓成形和奧迪，Mg和Al的液壓成形合金管和板材。
?達姆施塔特大學，德國-暖充液拉深和Al合金板材與管材的暖管件液壓成形。
? IFU，斯圖加特大學-暖高壓板液壓成形Mg和Al合金板材。
?弗勞恩霍夫研究所，開姆尼茨-板材和管材的暖高壓成形。
圖24 示意圖高壓板液壓成形模具在IFU
圖25 示意圖，充液拉深模具在達姆施塔特大學
在暖高壓液壓成形板材，片材，模具和流體被加熱到所需的溫度。圖32顯示了實驗的示意用于暖高壓板液壓成形于IFU [雅格加熱工具2003] 。在溫暖的充液拉深，片材被首先加熱，并模具和坯料夾持器的凸緣部分被加熱到所需的溫度如在圖33中所示的沖頭進行冷卻的同時在加壓流體的溫度保持比室溫略高。較低沖頭的溫度和加壓介質(zhì)冷卻相鄰的片材在凸模片的，從而強度提高，進行負載在繪畫和故障推遲由于過度變薄。其結(jié)果在形成獲得繪制鋁合金輪杯3.0 LDR250℃的溫度Groche等，2002 ] 。在管板液壓成形于高溫下的LFT ，埃爾蘭根 - 紐倫堡大學，樣品從鋁合金A6061 ， A5182床單和Al -Mg合金汽車零部件試管液壓成形于220℃ [蓋革等，2003 ]的溫度。
7 小結(jié)
研究板材和管材行業(yè)中的液壓成形和調(diào)查，在過去十年中所大學已經(jīng)導致a）改進精確確定使用模擬現(xiàn)實中的測試材料性能生產(chǎn)，b）開發(fā)更好的測試方法來篩選潤滑劑，c）在按鍵設計進展，導致更便宜和小巧的機降低循環(huán)時間，d）在模具設計不斷改進，以增加的液壓成形的應用范圍和虛擬，e）開發(fā)通過有限元模擬設計流程和預計的生產(chǎn)工具最佳工藝參數(shù)。這些發(fā)展導致減少的過程開發(fā)時間，使板材和管材液壓成形工藝來與傳統(tǒng)的沖壓競爭。管目前暖高壓成形片被調(diào)查提高輕質(zhì)Mg和Al中的應用合金是在室溫以下可成形的。
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液壓和氣壓系統(tǒng)
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液壓系統(tǒng)
只有三個基本發(fā)射功率的方法：電力，機械及流體動力。大多數(shù)應用程序?qū)嶋H使用的組合三種方法來獲得最高效的整體系統(tǒng)。要正確判斷該原則的方法來使用，重要的是要知道每種類型的顯著特征。例如，流體系統(tǒng)可以更經(jīng)濟地傳輸能量更大距離可以比機械類型。然而，流體系統(tǒng)僅限于短距離比是電氣系統(tǒng)。
液壓動力傳遞系統(tǒng)所關(guān)心的產(chǎn)生，調(diào)制，以及壓力和流量控制，并且通常這樣的系統(tǒng)不易出錯：
1 泵的可轉(zhuǎn)換功率從原動機液壓功率的致動器。
2 閥，控制泵的流量，功率水平的方向產(chǎn)生的，并且流體流動的致動器的數(shù)量。的功率電平是通過控制兩者的流量和壓力水平?jīng)Q定的。
3 液壓動力轉(zhuǎn)換成可用的機械功率輸出在所需的點。
4 介質(zhì)，這是一種液體，提供了剛性的傳輸和控制如以及潤滑元件，密封閥，并在冷卻制度。
5 連接器，可連接的各種系統(tǒng)組件，提供電源導體，用于在壓力下的流體，并且流體流返回到油箱。
6 流體存儲和調(diào)節(jié)設備，確保有足夠的質(zhì)量和數(shù)量，以及在流體的冷卻。
液壓系統(tǒng)用于工業(yè)應用，如沖床，一般制造業(yè)，農(nóng)業(yè)機械，采礦業(yè)，航空，深?？碧剑煌ㄟ\輸，海洋技術(shù)，海洋天然氣和石油勘探?？傊?，很少有人經(jīng)過一天的生活不以某種方式受益于液壓系統(tǒng)的技術(shù)。
液壓系統(tǒng)的成功和廣泛使用的秘密在于它的多功能性和人性化。通過機器的幾何形狀是流體動力不阻礙情況下的機械系統(tǒng)。此外，權(quán)力可以在幾乎無限的傳播由于數(shù)量的流體系統(tǒng)不那么受物理大小的限制材料是電氣系統(tǒng)。例如，一個表現(xiàn)電磁鐵由鋼的飽和極限的限制。另一方面，電源流體系統(tǒng)的限制只由材料的強度容量的限制。
行業(yè)將會越來越依賴于自動化，以提高生產(chǎn)力。這包括生產(chǎn)操作遠程和直接控制，制造工藝和材料處理。流體動力的肌肉因為在以下四大類優(yōu)勢自動化。
1緩解和控制精度。通過使用簡單的杠桿和推按鈕，流體動力系統(tǒng)的操作員能夠容易地啟動，停止加快或減慢，以及位置勢力提供任何所需馬力與公差精確，萬分之一英寸。圖示出了流體動力系統(tǒng)，它允許在飛機飛行員提高和降低了起落架。當飛行員，移動一個小的控制閥在一個方向上，在壓力下的油流向的一端氣缸降低起落架。到收起起落架，導頻使閥桿在相反的方向，從而允許油流進入氣缸的另一端。
2倍增的力量。流體動力系統(tǒng)（不使用笨重的齒輪，滑輪和杠桿）可以簡單地乘以力和有效地從一盎司的幾分之一到幾百噸的輸出。
3恒定的力或力矩。只有流體動力系統(tǒng)能夠提供恒定的力或力矩，無論速度的變化。這是完成的工作是否輸出移動每小時幾英寸，每分鐘幾百英寸，每小時幾轉(zhuǎn)數(shù)，或每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)的。
4簡單，安全，經(jīng)濟。一般情況下，流體動力系統(tǒng)使用運動部件少比同類的機械或電氣系統(tǒng)。因此，它們是簡單的去維護和操作。這，反過來，最大化安全性，緊湊性和可靠性。例如，一個新的動力轉(zhuǎn)向控制設計已經(jīng)讓所有其他類型的電源系統(tǒng)過時在許多非公路車輛。轉(zhuǎn)向裝置包括一個手動的操作的方向控制閥和流量計的單個本體。因為轉(zhuǎn)向單元是完全流體相連，機械連接件，萬向接頭，軸承，減速齒輪等。被淘汰。這提供了一種簡單的，緊湊的系統(tǒng)，此外，非常小的輸入轉(zhuǎn)矩要求生產(chǎn)所需的最棘手的應用程序的控制。這是其中重要的控制空間的限制，需要一個小的轉(zhuǎn)向車輪和有必要減少操作者的疲勞。
流體動力系統(tǒng)的其他好處包括可逆的瞬間運動，自動保護，防止過載，和無極變速控制。流體動力系統(tǒng)也有每重量比最高馬力任何已知的動力源。盡管所有這些非常可取的特點流體動力的，它不是萬能的所有電力傳輸問題。液壓系統(tǒng)中也有一些缺點。液壓油是凌亂，泄漏是不可能完全消除。此外，大多數(shù)液壓油可以如果石油泄漏發(fā)生在熱設備的區(qū)域引起火災。
氣動系統(tǒng)
氣動系統(tǒng)使用高壓氣體來傳輸和控制電源。正如其名稱所暗示的，氣動系統(tǒng)通常使用空氣（而不是一些其它氣體）作為流體介質(zhì)，因為空氣是一種安全，成本低，并且容易可用液體。它是在環(huán)境中特別安全的地方電火花可以從系統(tǒng)組件點燃泄漏。
在氣動系統(tǒng)中，壓縮機用于壓縮和供應必要的空氣量。壓縮機的活塞，葉片的典型或螺桿式。基本上是壓縮機通過減少增大了氣體的壓力它的所描述的完美的氣體定律體積。氣動系統(tǒng)正常使用哪一個被認為是一個無限的空氣的大型集中式空氣壓縮機源類似的電氣系統(tǒng)，你只插入一個電出口電力。這樣，加壓空氣可以從一個源通過管道輸送在整個整個工廠的各個位置。壓縮空氣是通過空氣過濾器管道輸送到每個電路以去除污染物可能傷害氣動元件的緊密配合部件，如閥門，氣瓶。然后，空氣流經(jīng)確保穩(wěn)壓器，降低了壓力為特定電路應用所需的水平。因為空氣是不是一個很好的潤滑劑（含有約20 ％的氧），氣動系統(tǒng)需要潤滑的油很細霧噴射到排氣從壓力調(diào)節(jié)器。這可以防止密切配合運動的磨損配件氣動元件。
從大氣中自由空氣中含有不同量的水分。這水分可以是有害的，因為它可以洗去潤滑劑，從而引起過度的磨損和腐蝕。因此，在某些應用中，空氣干燥器是要消除這種不良的水分。由于氣動系統(tǒng)排氣直接排入大氣，它們能夠產(chǎn)生過量的噪音。因此，消音器安裝在空氣閥和致動器排氣口降低噪音和防止操作人員從導致無法傷害只有暴露于噪音，而且還從高速空氣中的顆粒。
有幾個原因考慮使用氣動系統(tǒng)代替液壓系統(tǒng)。液體表現(xiàn)出更大的慣性大于做氣體。因此，在液壓系統(tǒng)中的油的重量是一個潛在的問題，當加速和減速驅(qū)動器和時，突然打開和關(guān)閉閥門。由于牛頓運動定律（力等于質(zhì)量乘以加速度），以加速油所需要的力比大許多倍這需要以加速空氣的等體積。液體也表現(xiàn)出更大的粘度比辦氣體。這導致較大的摩擦壓力和功率損失。另外，由于液壓系統(tǒng)使用的流體外國到大氣中，它們需要特殊的水庫和沒有EAK系統(tǒng)設計。氣動系統(tǒng)使用的空氣其中被排出，直接返回到周圍環(huán)境中。通常講，氣動系統(tǒng)比液壓系統(tǒng)更便宜。
壓縮機是典型的活塞，葉片或螺旋式的。基本上是一個壓縮機由所述減少其容積增大了氣體的壓力由理想氣體定律。氣動系統(tǒng)通常使用一個大的中央空調(diào)這被認為是類似于無限空氣源壓縮機電氣系統(tǒng)，你只是插入電源插座的電力。這樣，加壓空氣可以從一個源通過管道輸送到各個位置貫穿整個工業(yè)廠房。壓縮空氣通過管道輸送到每個通過空氣過濾器電路，以去除污染物可能損害氣動組件，如閥和液壓缸的緊密配合的部分。該然后，空氣流經(jīng)滑雪后確定調(diào)節(jié)器從而降低了壓力的為特定的電路應用所需的水平。因為空氣是不是一個好潤滑劑（含有大約20％的氧氣），氣動系統(tǒng)所需要的潤滑給油很細水霧注入從排氣壓力調(diào)節(jié)器。
然而由于空氣的可壓縮性，是不可能獲得精確的控制執(zhí)行器的速度與氣動系統(tǒng)。此外，精確的定位控制是不是索取。而氣動壓力是相當?shù)陀捎趬嚎s機的設計限制時，液壓壓力可高AS10，000磅。因此，液壓系統(tǒng)可高功率系統(tǒng)，而氣動僅限于低功耗應用。產(chǎn)業(yè)氣動系統(tǒng)的應用正以快速的步伐。典型例子包括沖壓，鉆孔，提升機，沖床，夾緊，裝配，鉚接，材料處理和邏輯控制操作。