在內(nèi)高壓成形和液壓沖孔的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來了液壓沖孔一翻邊復(fù)合技術(shù)。其實質(zhì)是以高壓液體介質(zhì)代替剛性凹模作為支撐，在保持管內(nèi)具有一定壓力的條件下，首先沖出一個所需形狀的孔，并隨沖頭繼續(xù)下行，將孔周圍材料翻成直邊，如圖7-36所示。本文興迪源機(jī)械帶來液壓沖孔一翻邊復(fù)合技術(shù)解析。

一、液壓沖孔一翻邊復(fù)合成形的優(yōu)勢：

液壓沖孔一翻邊復(fù)合成形具有以下三方面優(yōu)勢：

①以高壓液體為支撐凹模，避免了無凹模翻邊產(chǎn)生的嚴(yán)重塌陷；

②生產(chǎn)工序少、效率高；

③高壓液體為支撐，翻邊孔口邊緣質(zhì)量好。成形過程受翻邊系數(shù)、內(nèi)壓和沖頭形狀嚴(yán)重影響。

圖7-36液壓沖孔一翻邊過程示意圖

　　(a)管壁貼膜初始狀態(tài)；(b)液壓沖孔；(c)翻邊。

二、不同翻邊系數(shù)條件下的孔口邊緣開裂程度：

翻邊系數(shù)(k=d/D)不同，材料被拉伸程度不同，孔口邊緣開裂程度也就不同。翻邊系數(shù)越小，孔口邊緣變形越大，越容易出現(xiàn)開裂。圖7-37為不同翻邊系數(shù)條件下的翻邊剖面照片。

當(dāng)內(nèi)壓為50MPa,翻邊系數(shù)較小(翻邊系數(shù)k=0.5)時，孔口邊緣開裂比較嚴(yán)重，翻邊高度方向裂紋長度也很大，約占翻邊直壁段高度的2/3。

隨著翻邊系數(shù)增大，翻邊高度方向裂紋長度逐漸減小。當(dāng)翻邊系數(shù)k=0.8時，無開裂發(fā)生，孔口邊緣質(zhì)量良好。

圖7-37不同翻邊系數(shù)下翻邊孔剖面照片

　　(a)翻邊系數(shù)k=0.5;(b)翻邊系數(shù)k=0.8。

三、不同內(nèi)壓下的翻邊高度：

圖7-38為液壓沖孔一翻邊過程的翻邊高度隨內(nèi)壓變化。當(dāng)內(nèi)壓小于150MPa時，翻邊高度隨內(nèi)壓的升高而減小。這是因為沖頭與模具之間存在間隙，懸空區(qū)會在內(nèi)壓作用下發(fā)生脹形，并且沖頭在內(nèi)壓作用下也會略有后退，進(jìn)而導(dǎo)致翻邊高度降低。

當(dāng)內(nèi)壓進(jìn)一步增加，外凸變形則會導(dǎo)致翻邊不規(guī)則。盡管內(nèi)壓增加到一定程度會導(dǎo)致翻邊孔邊緣開裂，但在內(nèi)壓小于120MPa時，直壁段高度隨內(nèi)壓的升高而增大。在內(nèi)壓高于150MPa后，沖孔前懸空區(qū)材料發(fā)生較大的塑性變形，加劇了翻邊直壁段沿孔周分布不均，平均直壁段高度則隨內(nèi)壓升高而增加。

圖7-38不同內(nèi)壓下的翻邊高度

由于沖頭形狀改變了翻邊孔材料流動形式，不同形狀沖頭翻邊孔質(zhì)量不同。圖7-39為不同沖頭形狀時的翻邊孔剖面照片，工藝條件分別為內(nèi)壓80MPa,孔徑20mm,翻邊系數(shù)0.6。

采用錐形沖頭所得翻邊孔口邊緣開裂較嚴(yán)重，裂紋貫穿沖孔斷面的撕裂帶和光亮帶。球形沖頭和橢球形沖頭所得翻邊孔口邊緣質(zhì)量較好，僅有輕微開裂，且裂紋只存在于沖孔斷面的撕裂帶，并未延伸至光亮帶。橢球形沖頭的孔口邊緣質(zhì)量優(yōu)于球形沖頭翻邊質(zhì)量。

圖7-39不同沖頭形狀下翻邊孔削面照片

　　a)錐形沖頭：(b)球形沖頭；(c)橢球形沖頭。

圖7-40為不同沖頭形狀時的翻邊高度與內(nèi)壓的關(guān)系。當(dāng)內(nèi)壓為50MPa時，球形沖頭的翻邊總高度最大，但直壁段高度卻不是最大，因為球形沖頭在此壓力時，塌角深度也最大；橢球形沖頭的翻邊總高度和直壁段高度均最小。

隨著內(nèi)壓增加，當(dāng)內(nèi)壓為80MPa時，三種沖頭的翻邊總高度相差不大，但錐形沖頭的直壁段高度大于后兩者。

隨著內(nèi)壓繼續(xù)增加，內(nèi)壓為150MPa時的錐形沖頭和球形沖頭翻邊總高度相近。

圖7-40不同沖頭形狀的翻邊高度與內(nèi)壓的關(guān)系

　　(a)總高度；(b)直壁段高度。

由于橢球形沖頭翻邊時塌角深度相對較大，因此具有較大的翻邊總高度。由于相對采用錐形沖頭，采用球形和橢球形沖頭對懸空區(qū)變形的限制作用較小，對塌陷的抑制也相對較弱，因此在不同壓力下采用錐形沖頭獲得的翻邊直壁段長度均是最大的。也就是說，可以采用錐形沖頭來獲得更大的直壁段高度。

【興迪源機(jī)械液壓成形技術(shù)優(yōu)勢】

興迪源機(jī)械嚴(yán)格按照ISO國際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量管理體系和5S管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和內(nèi)部管理。建立有?“河南省流體壓力成形智能裝備工程技術(shù)研究中心”，核心團(tuán)隊由數(shù)10名博士、碩士和各高等院校金屬成形專家教授組成，專注于液壓成形核心技術(shù)和產(chǎn)品工藝研發(fā)。

興迪源機(jī)械與中國科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開展長期的產(chǎn)、學(xué)、研合作，并共同設(shè)立了“液壓成形技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范基地”，時刻跟蹤國內(nèi)外領(lǐng)先技術(shù)，不斷提升“興迪源”液壓設(shè)備品牌價值。

　　部分文段和圖片摘自：

　　《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》

　　作者：苑世劍

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