ABAQUS后车架的液压成形工艺设计及优化(3)
管件液压成形具有以下优点[7]：
①减轻重量，节约材料。对于管材类零件可以减轻质量40％～50％，节约材料可达75％；
②提高零件的强度和刚度，特别是疲劳强度；
③零件整体成形，减少零件和模具数量，降低模具费用，减少了后续机械加工和组装焊接量，提高生产效率；
④成型件精度较高，减少装配误差累积；
⑤降低生产成本。
1.3管件液压成形工装
⑴模具
液压成形模具由模座，模具体，镶件，冲头，密封系统以及计数冲头或可移动刀片组成。由于在液压成形过程中的高压，强大的模具系统就需要尽量减少模具变形和部件的公差偏差。因此，工具钢做刀具而1045钢用于做模具。表面通常被硬化和抛光以达到光滑的表面光洁度以减少摩擦和模具磨损。定位和分形线的设计需要充分重视，因为通过它不仅可使必要的关闭力减少，而且成形性也可以得到保证。至于结构件，对角定位是平衡垂直和水平方向之间部分模具变形的一种方式。先进的锻压技术在必要改进和试验之后相结合的共同标准被提出[4]。
通常，以下是对液压成形模具主要要求：
①高强度以抵抗大的内部压力和轴向载荷应力；
②良好的表面光洁度，以减少摩擦，提高成形性；
③良好的引导系统；
④平衡的设计，以尽量减少关闭力的需求。
⑵冲头
轴向冲头应具备：
①密封该管的端部，以避免压力损失；
②材料向膨胀区域进料。
它们应该以可控的方式向变形区进料，并且在与内部压力，即压力随时间的变化和轴向力随时间的变化同步，这还应该被控制和协调。轴向柱杆预计将产生高达7000kN的力量，同时反向柱杆被限制在最高达2000kN内。较小的尺寸也允许凸模位置控制关闭。在液压成形加工技术中已经设计了各种各样具有良好密封性的冲头。
1.4管件液压成形设备
完整的液压成形生产线所涉及的设备有：割管机、弯管机、冲压设备、成形设备、清洗机以及退火设备等。其中最重要的是成形设备。液压成形机需要完成这些工作：①闭合模具；②施加合模力；③快速填充成形介质；④管端密封；⑤施加内压和轴向进给；⑥增压整形；⑦卸压；⑧卸载合模力；⑨退回冲头；⑩开模[8]。
⑴夹紧装置
相比于其它成形工艺，在液压成形过程中，压力装置将在成形期间用于打开和关闭模具并提供足够的夹紧力，以防止弹性变形和模具分离。所需夹紧力的大小取决于所需的闭合力。在成形期间，部分尺寸（即直径，长度和厚度）以及材料转变，内部压力达到最大数值。有很大壁厚的大形部件（即底盘部件）和复杂的区域（即小圆角半径）需要达到7000-8000KN高的闭合力。目前，在全球多家工厂运行着上限达10000KN容量的装置[4]。
开发特殊夹紧装置的目的是提高成形过程控制能力，通过高夹紧载荷获得更好的尺寸精度，且获得更大的整体尺寸，缩短周期时间，提高不同部件的灵活性和降低成本等。在这样的设计，上半部分模具压头通过一个小圆柱体被向上和向下驱动，这将带来快速运动和成本更低的优点。当压头在模具底部位置时关闭模具，两个相对的水平定位柱体被驱动以锁定压头在其所需的位置。此外，一些在压床的底部小的和短行程的柱体向上移动，以进一步提高夹紧载荷能力。这样的设计不仅是在初期资本投资方面降低成本，而且也将提供快速的行程，这也有助于降低生产成本