1、道昌ICS 25.020 J 32 中华人民共和国国家标准GB/T 28273一2012管、板液压成形工艺分类Process classification of tube and sheet hydroforming 2012-12-01实施2012-05-11发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会坦白抽FS铃山叫伪JZ 臼归川川80豆。厅ldmv、tb哺食叫屈目。自本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC74)提出并归口。本标准起草单位:北京航空航天大学、北京机电研究所。本标准主要起草人:郎利辉、金红、
2、蔡高参、王永铭、张倩生、魏巍。GB/T 28273-2012 I GB/T 28273-2012 管、板液压成形工艺分类1 范围本标准规定了管材、板材液压成形工艺及分类。本标准适用于管材液压成形工艺、主动式板材液压成形工艺、被动式板材液压成形工艺、多层板内压对胀成形工艺。本标准适用于液体、粘性介质等柔性体作为成形介质的成形方法。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBjT 710 优质碳素结构钢热轧薄铜板和钢带GBjT 716 碳素结构钢冷轧钢带GBjT 2
3、521 冷轧取向和元取向电工钢带(片)GBjT 17395 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差GBjT 20887(所有部分)汽车用高强度热连轧钢板及钢带3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 管材液压成形tube hydroforming 通过内部加压、轴向加力补料，把管坯压入到模具型腔使其成形的工艺。3.2 板材施压成形sheet hydroforming 采用液态的水、油等作为传力介质代替刚性的凸模或凹模，使板材坯料在传力介质的压力作用下贴合凸模或凹模而成形的工艺。3.3 液压冲孔hydro-punching 在管内液体压力的支撑作用下，利用冲头或液体压力将管壁材料分离的方法
4、。3.4 班室die cavity 用于容纳工作介质，形成封闭压力腔的工作部件。3.5 预充液pre-filling 将液室快速充满工作介质的过程。3.6 密封推头sealing punch , push rod 用于管材液压成形时密封管坯、传递轴向推力的工作部件。GB/T 28273-2012 4 管材液压成形工艺4. 1 工艺过程管材液压成形工艺过程可分为三个阶段:a) 预充液一一将管坯放入下模，闭合上下模，两侧密封推头进给到设定位置，向管内充满液体，排尽空气，然后两侧密封推头进给将管坯密封;b) 成形一一在对管内加压胀形的同时，两侧的密封推头按设定好的加载曲线进给补料，在内压和补料的作用
5、下使管材基本贴模;c) 整形一一一提高管坯内压力，使零件局部圆角完全贴模成形。4.2 工艺分类管材液压成形工艺可分为以下六类:a) 多通管成形(见图1); 说明21、4、6一一密封推头;2一一上模53一一管坯;5一一下模。b) 直管胀形(见图2); 说明:1一一上摸;2一一管坯;3、5一一密封推头;4一一下模。2 圈1多通管成形固2直管胀形1 c) 弯管胀形(见图3); 说明:1一上模;2 管坯;3、5一密封推头;4一一下模。d) 液压冲孔(见图的;说明:1一一上模;2一一管坯;3、5-一密封推头;4一一下模。a) 由外向内e) 液压胀形连接(见图5); 说明:1一一-被连接件;2 上模z3
6、管坯;4、6一一密封推头;5一一下模。a) 胀形前GB/T 28273-2012 图3弯管胀形b) 由内向外圄4液压冲孔工艺b) 胀形后图5液压胀形连接3 GB/T 28273-2012 f) 液压校形(见图的。说明:1一一上模52一一管坯;3、5一一密封推头;4一一下模。a) 校形前4.3 管坯的形式及材料要求b) 校形后图6液压校形管坯可采用无缝管坯或焊接管坯，管坯的几何形状应符合GBjT17395的规定。管坯使用的原材料应符合GBjT710、GBjT716、GBjT20887(所有部分)、GBjT2521等有关金属材料标准的规定。5 板材液压成形工艺5. 1 分类根据传力介质加载方式的不
7、同，板材液压成形工艺可分为主动式与被动式。5.2 工艺过程5.2. 1 主动式液压成形工艺过程如下(见图7): a) 将板料放置在凹模上，上模下行压住板料见图7a)J;b) 充液加压，开始成形见图7b)J;c) 继续充液、加压直至板料完全贴模(必要时可继续加压，进行整形)，完成成形见图7c门。4 a) 放置、压紧板料说明zb) 充液、加压，成形开始1一一压边圈;2一一注液孔;3一一板料;4一一一凹模型腔;5一一凹模;6一一排气孔。圈7主动式液压成形工艺过程c) 板料完全贴摸，成形完成, G/T 28273-2012 5.2.2 被动式液压成形工艺过程如下(见图的:a) 首先在液室中充满液体，然
8、后按预定位置将坯料放好见图8a)J;b) 以初始压边力将放置好的板料压在凹模与压边圈之间见图8b汀，必要时可在液室内建立一定的预压;c) 通过溢流阀控制液室压力，凸模下行，在液室压力的作用下，坯料贴在凸模上，成形开始见图8c)J; d) 凸模继续下行，直至液室压力将坯料紧紧压在凸模上，最终完成成形见图8d门。a) 液室充满液体，放置板料c) 凸模下行，同时液体加压，开始成形说明:1 凸模;2一一压边圈;3一一板料;4一液室;5一凹模;6-一一溢流阀;7一注液孔。b) 压边圈下行，压紧板料d) 成形完成图8被动式灌压成形工艺过程5 GB/T 28273-2012 5.3 工艺分类5.3. 1 主
9、动式施压成形方法分类(见圄9-圄11)6 a) 放置板料，充液说明:1一一压边圈;2一一板料;3 凹模型腔zt一一活动凹模;5-一一固定凹模。a) 板材坯料周边焊接说明:1一一上模;2一一模具型腔;3一一板料1; 4 板料2;5一一下模。b) 液体加压，活动凹模下行，成形开始图9可活动凹模液压成形b) 充液，预成形图10周边焊接坯料成对液压成形c) 板料完全脑摸，成形完成c) 成形完成，切边 说明:1一一上模;2一一板料;3、6一注液孔;4 加压板55一一下模。GB/T 28273-2012 图11中间有加压板的成对施压成形5.3.2 被动式液压成形方法分类(见图12-图15)7 说明:1一一
10、压边圈52一一板料;3一一凹模;4一一注液孔55一一液室;6 密封圈;7 凸模;P 凸模压力。图12法兰密封的充液拉深成形7 说明21一一压边圈;2 板料;3一凹模;4一一液室;5一一一注液孔;6一一密封圈;7一一凸模;P一一凸模压力;F一一压边力。P 固13周向加压充液拉深7 GB/T 28273-2012 说明21一一压边圈;2一一板料;3一一下模;4、7一一密封圈z5一一液窒;6一一凹模;8一一凸模;P一一凸模压力;F一一压边力。图14周向加压充液反拉深5.4 板材的形式及材料要求板材可采用整体板或焊接板。说明21一一凸模22一一上模;3一一坯料;4一一注液孔;5一一液重;6一一下模;7
11、一一凹模;P一一凸模压力。圄15充液变薄拉深板材使用的原材料应符合GB/T710、GB/T716、GB/T20887、GB/T2521等有关金属材料标准的规定。8 A.1 管材内压力的计算A. 1. 1 内压力加载曲线附录A(资料性附录)成形内压力的计算GB/T 28273-2012 用来表征成形过程中各时刻管内压力加载值的曲线，如图A.l所示;主要用于控制成形过程中密封推头位移与内压力的关系，加载曲线的数量由密封推头的数量决定，每个加载曲线可以不同。A. 1.2 内压力计算方法A. 1.2. 1 屈服内压力160 140 E 120 E 革1罢80鳝60 缸4020 /密封推头11!.:M1
12、1E2 密封推头350 100 150 200 250 内压力/MPa圄A.1管内压力加载曲线屈服内压力是指管材开始发生塑性变形所需要的内压力。设轴向应力t1z和环向应力的的比值z/8=主应力顺序为1=饨，3=一饵，由Tresca屈服准则求得初始屈服压力氏的计算公式为:式中zP.=一一L.t1- d .一一材料屈服强度，单位为兆帕(MPa); t一一管材壁厚，单位为毫米(mm);d 管材直径，单位为毫米(mm);5一一轴向应力z与环向压力的的比值。超高压成形时施加的轴向力为压应力，的取值范围是一1三0。当=一1时，初始屈服压力为:P. =言11.当无轴向力作用时，=o，即自由胀形时的初始屈服压
13、力为:P. = 2t民S d -. 9 GB/T 28273-2012 A. 1. 2.2 整形内压力在成形后期，工件大部分已成形，这时需要更高的压力成形一些局部特征(如工件上的小圆角)，并保证尺寸精度，这一阶段称为整形。在整形阶段一般无轴向进给，整形压力Pc可用下式估算:式中zP = _!_(J =一-c -, Tc Tc一一工件截面最小圆角半径，单位为毫米(mm);t一一过渡圆角处的坯料厚度，单位为毫米(mm);一一一整形时材料流动应力，单位为兆帕(MPa)。A. 1.2.3 破裂内压力纯胀形时的破裂内压力Pb可用下式估算:式中:t一-管材壁厚，单位为毫米(mm);d一一管材直径，单位为毫
14、米(mm); Ph = 2t b =-;-Ob b 材料抗拉强度，单位为兆帕(MPa)。A. 1.3 设备盹位计算A. 1. 3. 1 侧推力的计算侧推力由三部分组成，密封推头上高压液体作用力Fp、摩擦力凡、维持管材塑性变形所需的力丑。F. =(Fp+F+ F,) X 10-3 式中zt一一一管材壁厚，单位为毫米(mm);d一一管材直径，单位为毫米(mm);Fp=号FI=dl F，=护sF. 密封推头进给的侧推力，单位为千牛(kN); dj一一管坯内径，单位为毫米(mm); 管坯内流体压力，单位为MPa;一一管坯与模具有效接触长度，单位为毫米(mm); 摩擦系数。A. 1. 3. 2 合模力合
15、模力Fc是在成形过程中使模具闭合不产生缝隙所需要的力，计算舍模力主要是为了确定合模压力机能力，合模力计算公式为:Fc =ApPc 式中zPc一整形压力，单位为兆帕(MPa); 10 GB/T 28273-2012 Ap一一工件在工作台平面上的投影面积，单位为平方毫米(mm2)。A.2 板材内压力的计算A. 2.1 内压力加载曲线用来表征成形过程中各时刻液室内压力加载值的曲线，如图A.2所示;用于控制成形过程中凸模位移与液室内压力之间的关系。也,_ 150 125 100 、E75 恻鳞5025 50 75 100 125 凸模位移/mm图A.2摄内压力加载曲线A.2.2 内压力计算方法A. 2
16、. 2.1 预成形内压力根据具体需求设置，一般不大于以下公式计算值22t 工r+ 式中zp一一流体压力，单位为兆帕(MPa); 吼一一材料的屈服强度，单位为兆帕(MPa); t一一材料厚度，单位为毫米(mm);r一一反胀曲面的曲率半径，单位为毫米(mm);8 -一一凸模与凹模的单边间隙，单位为毫米(mm)。A. 2. 2. 2 整形内压力整形内压力可按下式计算:式中zp一一流体压力，单位为兆帕(MPa); 2t =工二-吼一一材料的抗拉强度，单位为兆帕(MPa); t一一材料厚度，单位为毫米(mm);r一一成形曲面的曲率半径，单位为毫米(mm)。A. 2. 2. 3 破裂内压力破裂内压力Pb可
17、用下式估算:11 GB/T 28273-2012 式中:吼一一材料抗拉强度，单位为兆帕(MPa); Ph = 2t b=-b Tb Tb一一成形曲面的曲率半径，单位为毫米(mm)，等于Tl+T2其中Tl为曲面切线方向的曲率，T2 为曲面径向的曲率pt一一材料厚度，单位为毫米(mm)。12 GB/T 28273-2012 参考文献lJ GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差2J GB/T 8541 锻压术语3J GB/T 8845 冲模术语4J GB/T 13914 冲压件尺寸公差5J GB/T 13915 冲压件角度公差6J GB/T 13916 冲压件形状和位置未注公差7
18、J GB/T 15055 冲压件未注公差尺寸极限偏差8J JB/T 4378.2 金属冷冲压件通用技术条件9J DIN 8584-7 拉伸-压缩条件下的成形第7部分:充液胀形、分类、术语和定义13 NFON|伺hNNH阁。国华人民共和国家标准管、板液压成形工艺分类GB/T 28273-2012 中唔中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编重:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1.25 字数26千字2012年8月第一次印刷开本880X12301/16 2012年8月第一版 书号:155066. 1-45304 21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价打印日期:2012年9月7日F002
