Hydroformowanie arkuszyEdit
Ten proces jest oparty na patencie z lat 50. dotyczącym formowania hydrodynamicznego autorstwa Freda Leuthessera, Jr. i Johna Foxa z firmy Schaible Company z Cincinnati w stanie Ohio w Stanach Zjednoczonych. Pierwotnie był on stosowany w produkcji wylewek kuchennych. Zrobiono to, ponieważ oprócz wzmocnienia metalu, hydromieszanie również produkował mniej „ziarniste” części, co pozwala na łatwiejsze wykończenie metalu.W hydroformowania arkusza są formowania pęcherza (gdzie jest pęcherz, który zawiera ciecz; nie ciecz kontaktuje się z arkuszem) i hydroformowania, gdzie płyn kontaktuje się z arkuszem (bez pęcherza). Formowanie pęcherzykowe jest czasami nazywane formowaniem zginanym. Formowanie z cieczą w bezpośrednim kontakcie z częścią może być wykonywane za pomocą litego stempla męskiego (ta wersja jest czasami nazywana głębokim tłoczeniem hydromechanicznym) lub za pomocą litej matrycy żeńskiej.W głębokim tłoczeniu hydromechanicznym obrabiany przedmiot jest umieszczany na pierścieniu ciągnącym (uchwycie półwyrobu) nad stemplem męskim, a następnie komora hydrauliczna otacza obrabiany przedmiot i stosunkowo niskie ciśnienie początkowe osadza go na stemplu. Następnie stempel jest podnoszony do komory hydraulicznej, a ciśnienie jest zwiększane do 100 MPa (15000 psi), co powoduje uformowanie części wokół stempla. Następnie ciśnienie zostaje zwolnione i stempel wycofany, komora hydrauliczna podniesiona, a proces jest zakończony.
Pośród tych technik hydrauliczne badanie wybrzuszenia pozwala na zwiększenie utwardzenia materiału arkusza przez charakterystyczne operacje rozciągania i zapewnia lepszą dokładność kształtu dla złożonych części. Dlatego też, wybierając odpowiedni materiał i parametry formowania do hydraulicznego badania wybrzuszeń blach, można wyznaczyć krzywe graniczne formowania (FLC).
Znaczenie
- Hydrauliczne badanie wybrzuszeń jest bardziej odpowiednie dla operacji formowania blach, ponieważ tryb odkształcenia jest dwuosiowy, a nie jednoosiowy. Pozwala również na uzyskanie krzywych płynięcia dla materiałów z rozszerzonym zakresem poziomów odkształcenia plastycznego do 70% przed wystąpieniem pęknięcia.
- Pomocne jest wygenerowanie FLC, które będą wiarygodne jako dane wejściowe do solvera typu LS-DYNA. Te uzyskane FLC są używane jako dane wejściowe krzywej obciążenia dla takich solverów do analizy.
- FLC służą również do identyfikacji dokładnej strefy operacji formowania bez wpływu na zlokalizowane szyjki i inne możliwe defekty podczas formowania.
- Hydrauliczne badanie wybrzuszeń jest pomocne w obliczeniu współczynnika hartowania przy odkształceniu – „n” (tj. Współczynnik hartowania) materiału, w celu określenia zdolności materiału do formowania.
- Proste i uniwersalne podejście.
- Kontrolowany rozkład nacisku na powierzchni części podczas formowania może być wykorzystany do „kontrolowania” grubości blachy i odłożenia w czasie zlokalizowanego przewężenia.
- Użycie tylko jednego oprzyrządowania powierzchni formującej, co oszczędza czas i koszty produkcji oprzyrządowania. Brak sztywnego kontaktu narzędzia na jednej powierzchni zmniejsza również tarcie powierzchniowe, a tym samym wady powierzchniowe, co skutkuje dobrym wykończeniem powierzchni.
Nazwy alternatywne, inne warianty i podobne procesyEdit
- Hydromec (Hydromechaniczne głębokie tłoczenie)
- Aquadraw
- Formowanie kuliste
- Formowanie wybuchowe
- Dla dużych części, hydroformowanie wybuchowe umożliwia wytworzenie ciśnienia formującego poprzez eksplozję ładunku nad częścią (wraz z opróżnioną formą), która jest zanurzona w basenie z wodą. Oprzyrządowanie może być znacznie tańsze niż to, które byłoby wymagane w przypadku każdego procesu typu prasowego. Proces hydroformowania w formie działa również przy użyciu jedynie fali uderzeniowej w powietrzu jako czynnika naciskającego. W szczególności, gdy materiały wybuchowe znajdują się blisko przedmiotu obrabianego, efekty bezwładnościowe sprawiają, że wynik jest bardziej skomplikowany niż formowanie za pomocą samego ciśnienia hydrostatycznego.
- Formowanie podkładek gumowych
Hydroformowanie rurEdit
W hydroformowaniu rur istnieją dwie główne praktyki: wysokociśnieniowa i niskociśnieniowa.W procesie wysokociśnieniowym rura jest całkowicie zamknięta w matrycy przed poddaniem jej działaniu ciśnienia. W procesie niskociśnieniowym rura jest poddawana niewielkiemu ciśnieniu do ustalonej objętości podczas zamykania matrycy (proces ten był nazywany procesem Variform). Historycznie, proces ten został opatentowany w latach 50-tych, ale został rozpowszechniony przemysłowo w latach 70-tych do produkcji dużych złączy w kształcie litery T dla przemysłu naftowego i gazowego. Obecnie jest on stosowany głównie w sektorze motoryzacyjnym, gdzie można znaleźć wiele zastosowań przemysłowych. Jest to również metoda z wyboru dla kilku rurowych elementów rowerów.W hydroformowania rur ciśnienie jest stosowane do wnętrza rury, która jest utrzymywana przez matryce o pożądanych przekrojach i formach. Kiedy matryce są zamknięte, końce rury są uszczelnione przez osiowe stemple, a rura jest wypełniona płynem hydraulicznym. Ciśnienie wewnętrzne może dochodzić do kilku tysięcy barów i powoduje to kalibrację rurki względem matryc. Płyn jest wtryskiwany do rury przez jeden z dwóch osiowych stempli. Stemple osiowe są ruchome, a ich działanie jest wymagane do zapewnienia kompresji osiowej i podawania materiału w kierunku środka wybrzuszonej rury. Przeciwpunkty poprzeczne mogą być również wbudowane w matrycę formującą w celu formowania występów o małym stosunku średnicy do długości. Przeciwstuki poprzeczne mogą być również stosowane do wybijania otworów w obrabianym przedmiocie na końcu procesu formowania.
Projektowanie procesu było w przeszłości trudnym zadaniem, ponieważ wstępne modelowanie analityczne jest możliwe tylko dla ograniczonych przypadków. Postęp w dziedzinie MES i FEM w ostatnich latach umożliwił szersze zastosowanie procesów hydroformowania dla różnych części i materiałów. Często konieczne jest przeprowadzenie symulacji FEM w celu znalezienia wykonalnego rozwiązania procesu oraz zdefiniowania właściwych krzywych obciążenia: ciśnienie w funkcji czasu oraz posuw osiowy w funkcji czasu. W przypadku bardziej złożonych elementów hydroformowanych z rur, rura musi być wstępnie wygięta przed włożeniem do matrycy hydroformującej. Gięcie odbywa się sekwencyjnie wzdłuż długości rury, przy czym rura jest gięta wokół tarcz gnących (lub matryc), gdy długość rury jest podawana. Gięcie może być wykonywane z trzpieniami lub bez nich. Ta dodatkowa złożoność procesu jeszcze bardziej zwiększa zależność od FEM przy projektowaniu i ocenie procesów produkcyjnych. Wykonalność procesu hydroformowania musi uwzględniać początkowe właściwości materiału rury i jego potencjalną zmienność, wraz z procesem gięcia, ciśnieniem hydraulicznym w całym procesie formowania, z uwzględnieniem posuwu osiowego lub nie, w celu przewidzenia formowalności metalu.
.