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管件液壓成型

管件液壓成型. 老師 : 吳宗霖 姓名 : 葉穎翰 學號 :49615040 班級 : 車輛三乙. 目錄. 前言 液壓成型技術簡介 管件液壓成型優缺點 液壓成型的應用範圍 管件材料對液壓成形的影響 結論 參考文獻. 前言. 　自 1951 年 Cincinate 公司發表液壓成形技術以來，隨著機器設　　　　　 備、模具設計與控制系統的發展進步，從簡單的板材成形進步到現 今不規則形狀的管材液壓鼓脹成形。且由於其一體成形之優點，使 許多的工業零件之製造從傳統之沖壓與焊接的方式，逐漸由液壓成 形技術取代。其中包括 T 型接頭、自行車之龍頭與前叉、汽車排氣

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管件液壓成型

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  1. 管件液壓成型 老師:吳宗霖 姓名:葉穎翰 學號:49615040 班級:車輛三乙

  2. 目錄 • 前言 • 液壓成型技術簡介 • 管件液壓成型優缺點 • 液壓成型的應用範圍 • 管件材料對液壓成形的影響 • 結論 • 參考文獻

  3. 前言 　自1951年Cincinate公司發表液壓成形技術以來，隨著機器設　　　　　 備、模具設計與控制系統的發展進步，從簡單的板材成形進步到現 今不規則形狀的管材液壓鼓脹成形。且由於其一體成形之優點，使 許多的工業零件之製造從傳統之沖壓與焊接的方式，逐漸由液壓成 形技術取代。其中包括T型接頭、自行車之龍頭與前叉、汽車排氣 系統等等。並於90年代初期率先應用於汽車體結構件生產，時至今 日已成為國際間汽車製造技術上最具突破性之應用，並已躍升為主 流製造技術之一，在其它產業應用亦不斷擴大中。近年來，包括： BENZ、BMW、AUDI、VW、OPEL，美國GM、FORD、CHRYSLER均已 投產，且市場需求正快速成長中；據了解TOYOTA、HONDA、NISSAN MAZDA、MITSUBISHI、SUBARU等車廠均已導入相關設備進行液壓成 形零件之生產與開發，此外，韓國HYUNDAI、KIA 亦已應用管件液 壓成形技術生產相關零組件。

  4. 液壓成型技術簡介 　　管件液壓成形 (Tube Hydroforming，簡稱THF)其原理 為，是將管件放入預成形之模具中，液體充入管件之內，利 用高壓以及兩端之推力推動材料，使管件鼓脹成形至所需形 狀的技術。目前液壓鼓脹成形設備多包含軸向進给(Axial Feeding)、背向推力(Counter Force)與內壓力(Internal Pressure)等等。如下圖

  5. 1 2 閉模 液壓填充 模具 3 4 開模 增壓與側推成型

  6. 管件液壓成型優點 • 減輕重量：利用有效之斷面設計，減少接合時所需之零件數，達到減輕重量之效果。與沖壓焊接件相比，汽車採用管件液壓成型的空心結構件，重量可減少20~30%。 • 減少半成品零件數量：再成型過程中一次加工，得到如引擎托架、門框等大型複雜的3D工件，與沖壓焊接相比，副車架零件由6個減少到1個，散熱器支架零件由17個減少到10個。 • 降低模具費用：管件液壓成型件通常僅需要一套模具，而沖壓焊接件由多個沖壓件焊接而成，因此需要多套沖壓模具。 • 高強度：由於零件為一體成形，故可減少由接合處所造成之應力集中現象，提升零件之負荷強度。 • 創新性：可以克服傳統製程的限制，應用於新產品造型設計與開發。

  7. 管件液壓成型缺點 • 雖然管件液壓成形技術已有相當之發展，但由於產品不斷的複雜化，故在製成參數與模具之設計上所需之相關資料相當缺乏，尚須不斷之研究與試驗。 • 液壓成形技術所需之高液壓動力設備與控制系統，較之傳統之工具機所需之費用昂貴許多，且在安全性上之考量更為重要。 • 管件液壓成形雖較傳統製成所需之加工道次少，但是產品成形之時間較長，故單位時間之產量有一定之限制。此點有賴在設備與成形路徑之研究改進。

  8. 液壓成型的應用範圍 就液壓成形技術來說，相對於傳統經過沖壓與銲接而得 的工件方式有較多的優點，包括有節省材料、容易組裝、能 源消耗小、降低工具成本、工件整合沖孔可於製程中完成、 除去銲邊、降低模具磨耗、增加尺寸可重複性、減少體積、 作業環境佳、模具費降低等，且在成形品方面，具有剛性提 高、輕量化、零組件數減少、沒有金屬屑、生產成本降低 等。正由於汽車輕量化為未來一個相當重要的發展趨勢，因 此，在可預見的未來，對於液壓成形技術的需求將有大幅成 長的可能；除此之外，由於液壓成形技術的應用產業相當廣 泛，如機車、自行車、航太、閥製品、水龍頭、真空元件、 管配件業、石化業等均可應用，促使該技術有相當大的發展 空間。

  9. 　　固然液壓成形技術能應用於板件或管件的成形上，但對　　固然液壓成形技術能應用於板件或管件的成形上，但對 於擁有沿著軸方向變化複雜截面積的零件，管件液壓成形技 術為最佳的選擇，因此在汽車與航太工業目前已大量應用管 件液壓成形（tube hydroforming, THF）技術來生產所需零 件。在不同的時期或國家，對管件液壓成形都有不同的說 法，不論是管件鼓漲成形（bulge forming of tube, BFT） 或內部高壓成形（internal high pressure forming, IHPF）等皆指同一種成形技術，雖然該技術的實際應用僅為 短短的十幾年，不過相關理論與技術的發展卻可追溯到1940 年代，管件液壓成形基本的應用範圍如圖.1 所示，其成形 零件大致可分為軸部對稱與軸部不對稱兩大類，另外應用在 汽車工業和腳踏車機車零件上則如圖.2 圖.3所示之複雜的車 體結構零件。

  10. 典型管件液壓成形的應用範圍(圖.1)

  11. 管件液壓成形在汽車工業上的應用(圖2)

  12. 管件液壓成形之應用(機車，腳踏車元件)(圖3)

  13. 影響液壓成型的因素 　　管液壓成形的成形結果與待成形的管件材料性質有很大 的關連，此處所指的材料性質包括組成成分、管件焊接形 式、降服強度與抗拉強度、延展性﹙ductility﹚和異向性 等等。然而為達到最佳的成形品質，管液壓成形要求管件胚 料應具備以下所示的材料性質：　 • 伸長率高且均勻 • 應變硬化指數大 • 異向性較小 • 管件焊道上的機械與表面性質相近於管件 • 良好的表面特性

  14. 管件液壓成型常用的材料

  15. 結論 　　做這個報告時，看了許許多多有關液壓成型的論文，但 其實也讓我更了解工件是如何使用液壓成型技術來成型的， 這跟傳統式的沖壓法，不僅價格上、耗模數上差很多也減少 了無謂的花費，液壓成型這技術已成熟，汽車結構上也使用 此技術去做，但還是有很大的進步空間以現在科技的進步與 發達，相信過不了多久此技術一定會越來越成熟。

  16. 參考文獻 • 林子權“三通管件液壓成形試驗機之試作”中山大學機械與機電工程學系碩士論文（2005） • 黃永茂、陳秉鴻” T 形管件液壓成形之自適性模擬管材液壓成形之研究‧第 6 報”中國機械工程學會第二十一屆全國學術研討會論文集(2004) • 蕭棓元”管液壓成形負載條件之最佳化研究”中興大學 - 機械工程學系碩士論文(2003) • 鄭炳國”管件液壓成型”(2006)

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