近年來，伴隨汽車和航空工業(yè)的快速發(fā)展，薄壁、大尺寸、復(fù)雜曲面、深腔及難變形合金等更為復(fù)雜的異型薄壁零件的研制，已成為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和推動(dòng)國家安全保障水平提升所亟待解決的重要問題之一。
如要實(shí)現(xiàn)以上需求，對(duì)傳統(tǒng)液壓成形技術(shù)而言，需要提高液體成形壓力，增加設(shè)備噸位，甚至需要額外增加加熱裝置輔助其成形。與此同時(shí)帶來了諸多現(xiàn)實(shí)問題，例如提高了生產(chǎn)成本，增加了超高壓系統(tǒng)整體的密封難度，成形過程中材料容易出現(xiàn)起皺、折疊和破裂等缺陷，大大限制了其推廣和應(yīng)用。
興迪源機(jī)械多年來一直致力于先進(jìn)塑性成形技術(shù)的創(chuàng)新和先進(jìn)液壓成形裝備的研發(fā)。尤其在液壓成形技術(shù)方面，緊密結(jié)合材料的微觀組織特性，從成形機(jī)理入手，結(jié)合控形與控性一體化，工藝與裝備一體化的研究方向。同時(shí)與中科院金屬究所的緊密合作，研究和發(fā)展了多項(xiàng)新型液壓成形技術(shù)及相關(guān)裝備，解決了一些現(xiàn)今在汽車輕量化領(lǐng)域中生產(chǎn)成形難、大尺寸、薄壁、深腔、復(fù)雜曲面零件遇到的難點(diǎn)。
新型液壓成形技術(shù)-板材復(fù)合液壓成形技術(shù)
技術(shù)原理及優(yōu)勢
板材復(fù)合液壓成形技術(shù)是結(jié)合了板材充液拉伸技術(shù)和板材液壓脹形技術(shù)于一體的先進(jìn)成形技術(shù)。其采用液體作為傳力介質(zhì)代替剛性凸模或凹模傳遞載荷，使坯料在傳力介質(zhì)作用下貼靠凸模或凹模以實(shí)現(xiàn)金屬板材零件的成形，成形后零件回彈少、精度高，廣泛適用于航天航空、核電、石油、汽車等領(lǐng)域。
作為一種特殊的液壓成形工藝，充液拉深的開發(fā)最早可以追溯到1890年，其工藝原理是在拉深模的凹模中充入一定壓力的液體，凸模在壓下時(shí)，凹模中的液體產(chǎn)生一個(gè)反向壓力使毛坯緊貼在凸模上(通常稱為預(yù)脹鼓包作用)，按照液體的作用位置，可分為液體做凸模、液體做凹模的充液拉深。充液拉深可以減少傳統(tǒng)拉深時(shí)板材缺陷的生成，得到高精度的工件，提高生產(chǎn)效率。該工藝將傳統(tǒng)拉深工藝和液壓成形工藝的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，與傳統(tǒng)的拉深工藝相比，其極限拉深比能夠達(dá)到2.8。
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采用板材復(fù)合液壓成形技術(shù)成形的輕型產(chǎn)品
板材復(fù)合液壓成形技術(shù)在板材成形方面具有非常明顯的優(yōu)勢，特別在難成形材料、復(fù)雜形狀、薄殼零件、普通工藝無法成形零件的成形方面，其優(yōu)勢更為明顯。
與此同時(shí)，
板材復(fù)合液壓成形技術(shù)還具有以下優(yōu)勢：
適用性廣、成形能力強(qiáng)：
? ? ? ?特別適合于成形力差或高強(qiáng)度的材料，如鋁合金、鈦合金、鎂合金、不銹鋼、高強(qiáng)度低合金鋼形成的復(fù)合材料，產(chǎn)品成形極限非常高，這對(duì)于減輕零件重量是非常有幫助的；
成形精度高：
? ? ? ?產(chǎn)品成形精度高而且表面質(zhì)量好（減少產(chǎn)品表面在成形過程中產(chǎn)生的拉痕）；
節(jié)省模具成本：
? ? ? ?僅需凸模或凹模，另一半液體介質(zhì)所代替，減少了模具費(fèi)用30%以上，降低零件的生產(chǎn)成本。此外，液力成形的模具可以用較為實(shí)惠的材料，不同厚度和不同材料的零件可以在一個(gè)模具上生產(chǎn)；
提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品利用率：
? ? ? ?能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并能明顯改善產(chǎn)品的性能。生產(chǎn)的零件有重量輕、強(qiáng)度高、硬度高和質(zhì)量、材料的利用率高、尺寸精度高、回彈小、殘余應(yīng)力低等優(yōu)點(diǎn)；
減少成形工序：
? ? ? ?可以通過改變凹模或沖模的形狀來形成各種各樣的零件。板材充液成形可以單道次成形一些形狀非常復(fù)雜的零件，而用傳統(tǒng)的沖壓成形則需要多道次才能實(shí)現(xiàn)，甚至不可能完成。前者能大量減少成形工序和焊接零件的數(shù)量。
相關(guān)成形設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用?
興迪源機(jī)械針對(duì)復(fù)雜形狀薄壁板件的液壓成形技術(shù)的研究，結(jié)合材料高速變形下的力學(xué)特性和零件具體尺寸結(jié)構(gòu)的定量化工藝設(shè)計(jì)，研制開發(fā)出可程序化控制全液壓驅(qū)動(dòng)的新型板材充液成形設(shè)備。
XD-SHF系列板材充液成形設(shè)備是我司自主創(chuàng)新，研制開發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)（獲發(fā)明和實(shí)用新型專利）的在國內(nèi)具有先進(jìn)水平的液態(tài)柔性板材成形設(shè)備。
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我司自主創(chuàng)新、研制開發(fā)的
XD-SHF系列板材充液成形設(shè)備
該設(shè)備將壓邊油缸和拉伸油缸復(fù)合在一起，將壓邊梁和拉伸梁合并成一個(gè)活動(dòng)梁，使它的受力變形達(dá)到理想狀態(tài)，并且兩個(gè)油缸可以獨(dú)立動(dòng)作，動(dòng)作控制非常方便，從而使產(chǎn)品更精確、高效。該設(shè)備在板材成形方面具有非常明顯的優(yōu)勢，特別在難成形材料、復(fù)雜形狀、薄殼零件、普通工藝無法成形零件的成形方面優(yōu)勢更為明顯。
下面列舉個(gè)別我司利用先進(jìn)板材復(fù)合液壓成形為客戶開發(fā)的產(chǎn)品案例：
? ? ?發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼案例
發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼位于汽車曲軸箱的下半部，又稱為下曲軸箱，作用是封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，防止雜質(zhì)進(jìn)入，并收集和儲(chǔ)存由發(fā)動(dòng)機(jī)各摩擦表面流回的潤滑油，散去部分熱量，防止?jié)櫥脱趸０l(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的外觀形狀主要有平底的無臺(tái)階油底殼和帶有臺(tái)階的“龍門口”型油底殼兩種。
目前成形方法一般多采取板材沖壓或拉深工藝。但是如果直接一次成形由于變形量過大而易導(dǎo)致板材出現(xiàn)開裂，而且對(duì)于帶臺(tái)階的油底殼，由于其具有兩級(jí)臺(tái)階特征，不同位置所需的變形量不同，因此通常需要多個(gè)道次分步成形，中間還需進(jìn)行退火處理以提高其后續(xù)成形能力。另外，成形后較大的回彈量會(huì)導(dǎo)致零件的尺寸精度大幅下降。
重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼零件特點(diǎn)為大尺寸、薄壁、深腔、復(fù)雜曲面等。為進(jìn)一步提高汽車?yán)m(xù)航能力和保養(yǎng)周期，需要增大油底殼的儲(chǔ)油容量，在設(shè)計(jì)上會(huì)進(jìn)一步提高油底殼零件的底部深度，并且在兩側(cè)進(jìn)行外擴(kuò)以增加容積。因此常規(guī)成形工藝不能滿足具有薄壁、大尺寸、深腔及局部復(fù)雜特征的新型大容積油底殼零件的發(fā)展，需要設(shè)計(jì)并開發(fā)出更為先進(jìn)的成形工藝。
采用板材復(fù)合液壓成形技術(shù)開發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼產(chǎn)品，是近年來我司與中科院金屬研究所聯(lián)合研發(fā)的一大成功案例。我們成功的利用一個(gè)模具完成了發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼整體的生產(chǎn)，而且生產(chǎn)的產(chǎn)品主體無需二次焊接或整形。通過此先進(jìn)成形技術(shù)生產(chǎn)出的發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼零件可提高30升容積，增加儲(chǔ)油量，使保養(yǎng)周期從2萬公里提高到12萬公里。
板材復(fù)合液壓成形技術(shù)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼圖文解釋：
第一步——
運(yùn)用板材充液拉深技術(shù)，分兩步，使板材分別成形油底殼深腔和淺腔體。
我司通過有限元分析
對(duì)利用板材充液拉深技術(shù)成形的發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼
進(jìn)行可行性分析
第二步——
運(yùn)用板材液壓脹形技術(shù)在模腔里使產(chǎn)品成形復(fù)雜曲面形狀。
我司通過有限元分析
對(duì)利用板材液壓脹形技術(shù)成形的發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼
進(jìn)行可行性分析
采用板材復(fù)合液壓成形技術(shù)成形發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼（實(shí)物圖）
結(jié)論