液压成形微型管件液压成型机器的结构设计(2)

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4.3 机构主要零部件有限元分析 29

4.3.1 立柱有限元分析 29

4.3.2 垫板有限元分析 31

4.3.3支撑台有限元分析 34

5 样图绘制 37

5.1零件图绘制 37

结论 41

致谢 42

参考文献 43

1 绪论

1.1 引言

液压成形技术同冲压，焊接等传统的成形技术相比，是一门新型的金属成形技术。为了解决汽车，航空航天等领域的一些复杂的工艺问题和技术要求，从20世纪50年代起，德、美、日等国科学家在相关领域内先后提出了内高压成形技术和板料液压成形技术。1985年我国科学家王仲仁教授发明了球形容器无模液压成形技术，提出了壳体液压成形技术。近几年，依托于计算机控制技术和高压液压系统的发展，液压成形技术迅速发展。目前，很多复杂结构的零件都可以通过该技术批量地加工生产。汽车、飞机等交通工具制造行业的竞争十分激烈，如何能在保证强度和性能的前提下减轻重量以达到节省材料、降低成本、节约能源和减少污染的目标，越来越被人们重视。在这种目标的强大推动下，一种以轻量化和一体化为特征开发出来的空心轻型构件的先进塑性加工技术-管材液压成形技术得到了迅猛发展。管材液压成形技术利用高压液体使管材产生塑性变形而贴合磨具内壁来获得复杂形状。用这种技术生产的零件与传统的冲压焊接工件相比，具有重量轻、强度高、成本低、环保节能的优势。

微型管件液压成形是一种先进的微型金属管件制造技术，该技术采用高压液体使金属毛细管塑性变形的方式成形出截面形状复杂的微型管件。微型管件液压涨形装置主要用于微型管件液压涨形试验和微型管件流动应力的测量，是微型管件液压成形技术研究的重要试验装置之一。

1.2 管件液压成型技术概述

管件液压成型技术是用管坯作为原材，通过对管腔内施加液体压力及在轴向施加负荷作用，使其在给定模具型腔内发生塑形形变，管壁与模具内表面贴合，从而得到所需形状零件的成形技术。对于圆角尺寸较小，难以成形的产品往往采用分段式加压成型，即先用较小压力完成扩管，形成较大圆角，此时壁厚保持较均匀，然后再将压力加大，迫使管具贴合模具，圆角处材料产生拉伸变形，管壁减薄，最终得到所需形状。

管件液压成型原理如图1所示。先将管坯放入下模腔内，在液压缸的作用下将柱塞冲头压入管件两端，使管件腔密封，然后通过冲头内的液体通道将液体介质注入管件腔；此时，上模向下移动，与下模共同形成封闭的模腔，最后高压泵与阀门控制液体压力不断增大，冲头向内推动管件，管壁变形并逐渐与模具内壁贴紧，最终得到所需形状的零件。

1.3 微型管件液压成型技术应用

从近10年来的应用发展历程来看，汽车业无疑地为最大之应用产业，产品也由仪表板支架、引擎支架、散热器支架等扩大至车架滑轨(Frame Rail)、引擎副支架(Sub Frame)等项目的使用；另外，在其它车辆产业中，机车之车架、后臂(Rear Arm)也于2002年正式应用在哈雷、Yamaha等越野车的车款中，自行车的车架、摇臂及上管也有厂商应用的轨迹。至于水龙头、阀制品、球形容器、超导加速器、管配件等产品，也应用液压成形技术来达到其质量及消费者需求。以下就液压成形技术相关应用产品作一详细说明。