Hydroforming plechůEdit
Tento proces vychází z patentu Freda Leuthessera, Jr. a Johna Foxe ze společnosti Schaible Company ze Cincinnati ve státě Ohio v USA z 50. let 20. století. Původně se používal při výrobě kuchyňských výlevek. Důvodem bylo kromě zpevnění kovu také to, že při hydromoldingu vznikaly méně „zrnité“ díly, což umožňovalo snadnější povrchovou úpravu kovu. u hydroformování plechů se rozlišuje tvarování s měchýřem (kde je měchýř, který obsahuje kapalinu; kapalina nepřichází do styku s plechem) a hydroformování, kde se kapalina dotýká plechu (bez měchýře). Močové tváření se někdy nazývá ohýbání. Tvarování s kapalinou v přímém kontaktu s dílem může být prováděno buď pomocí samčího pevného razníku (tato verze se někdy nazývá hydromechanické hluboké tažení), nebo pomocí samičího pevného razníku.Při hydromechanickém hlubokém tažení se obrobek umístí na tažný kroužek (držák polotovaru) nad samčí razník, pak hydraulická komora obklopí obrobek a relativně nízký počáteční tlak usadí obrobek proti razníku. Poté se razník zvedne do hydraulické komory a tlak se zvýší až na 100 MPa (15 000 psi), čímž se obrobek zformuje kolem razníku. Poté se tlak uvolní a razník se stáhne, hydraulická komora se zvedne a proces je dokončen.
Mezi těmito technikami umožňuje hydraulická zkouška vyboulení zvýšené zpevnění plechového materiálu výraznými protahovacími operacemi a poskytuje lepší tvarovou přesnost pro složité díly. Proto lze výběrem vhodného materiálu a parametrů tváření pro hydraulické zkoušení vypouklosti plechů určit mezní křivky tváření (FLC).
Význam
- Hydraulické zkoušení vyboulení je vhodnější pro operace tváření plechů, protože způsob deformace je spíše dvouosý než jednoosý. Také poskytuje křivky toku pro materiály s rozšířeným rozsahem úrovní plastické deformace až do 70 %, než dojde k roztržení.
- Je užitečné generovat FLC, které budou spolehlivým smyslem referenčního vstupu pro explicitní řešič, jako je LS-DYNA. Tyto získané FLC se používají jako vstupní zatěžovací křivky pro tyto řešiče pro analýzu.
- FLC také nejlépe poslouží k určení přesné zóny pro tvářecí operace, aniž by se při tváření projevily lokalizované vruby a další možné vady.
- Hydraulická zkouška vyboulení by byla užitečná pro výpočet součinitele deformačního zpevnění – „n“ (tj. Koeficient pracovního zpevnění) materiálu, aby bylo možné určit schopnost materiálu tvářet.
- Jednoduchý a univerzální přístup.
- Kontrolované rozložení tlaku na povrchu dílu během tváření lze použít k „řízení“ tloušťky plechu a oddálení lokalizovaného výstřiku.
- Použití pouze nástrojů s jednou tvářecí plochou, což šetří čas a náklady na výrobu nástrojů. Absence tuhého kontaktu nástroje s jedním povrchem také snižuje povrchové tření, a tím i povrchové vady, což vede k dobré povrchové úpravě.
Alternativní názvy, další varianty a podobné procesyPříprava
- Hydromec (Hydromechanické hluboké tažení)
- Aquadraw
- Tvarování vývrtů
- Výbušné tváření
- Pro velké díly, explozivní hydroformování může vytvářet tvářecí tlak pouhým výbuchem nálože nad dílem (doplněným evakuovanou formou), který je ponořen do bazénu s vodou. Nástroje mohou být mnohem levnější než ty, které by byly zapotřebí pro jakýkoli proces lisovacího typu. Proces hydroformování do formy rovněž funguje pouze za použití rázové vlny ve vzduchu jako tlakového média. Zejména pokud se výbušniny nacházejí v blízkosti obrobku, je výsledek díky setrvačným efektům komplikovanější než tváření pouze hydrostatickým tlakem.
- Tvarování gumových podložek
Hydroformování trubekEdit
Při hydroformování trubek existují dva hlavní postupy: vysokotlaký a nízkotlaký. při vysokotlakém postupu je trubka před natlakováním trubky zcela uzavřena v zápustce. Při nízkotlakém postupu je trubka během uzavírání zápustky mírně natlakována na pevný objem (dříve se tento postup nazýval Variform). Historicky byl tento proces patentován v 50. letech 20. století, ale průmyslově se rozšířil v 70. letech 20. století pro výrobu velkých spojů ve tvaru T pro ropný a plynárenský průmysl. Dnes se používá především v automobilovém průmyslu, kde lze nalézt mnoho průmyslových aplikací. Je také metodou volby pro některé trubkové prvky jízdních kol. při hydroformování trubek se působí tlakem na vnitřní stranu trubky, kterou drží matrice s požadovanými průřezy a tvary. Po uzavření zápustek se konce trubek utěsní axiálními razníky a trubka se naplní hydraulickou kapalinou. Vnitřní tlak může dosahovat až několika tisíc barů a způsobuje kalibraci trubky vůči zápustkám. Kapalina se do trubky vstřikuje jedním ze dvou axiálních razníků. Axiální razníky jsou pohyblivé a jejich činnost je nutná k zajištění axiálního stlačení a k podávání materiálu směrem ke středu vypouklé trubky. Do tvářecí formy mohou být také zabudovány příčné protikusy, aby se vytvořily výčnělky s malým poměrem průměru a délky. Příčné protikusy lze rovněž použít k vyražení otvorů v obrobku na konci tvářecího procesu.
Návrh procesu byl v minulosti náročným úkolem, protože počáteční analytické modelování je možné pouze pro omezené případy. Pokrok v oblasti MKP a MKP v posledních letech umožnil širší navrhování hydroformovacích procesů pro různé druhy dílů a materiálů. Často je třeba provést simulace metodou konečných prvků, aby bylo možné nalézt proveditelné řešení procesu a definovat správné zatěžovací křivky: tlak v závislosti na čase a axiální posuv v závislosti na čase. V případě složitějších trubkových hydroformovaných dílů musí být trubka před vložením do hydroformovací formy předem ohnuta. Ohýbání se provádí postupně po celé délce trubky, přičemž trubka je ohýbána kolem ohýbacích kotoučů (nebo matric) tak, jak je délka trubky vkládána. Ohýbání lze provádět s trny nebo bez nich. Tato další složitost procesu dále zvyšuje závislost na MKP při navrhování a vyhodnocování výrobních procesů. Proveditelnost procesu hydroformování musí zohlednit počáteční vlastnosti materiálu trubky a jejich potenciální změny spolu s procesem ohýbání, hydraulickým tlakem v průběhu celého procesu tváření, při zahrnutí axiálního posuvu nebo bez něj, aby bylo možné předpovědět tvářitelnost kovu.
.