Из металла ...: Гидроформовка металла — особенности и преимущества

В сегодняшнем высокоиндустриальном обществе Технология обработки металлов давлением играет жизненно важную роль. В статье мастер кузнец расскажет, что такое гидроформовка металла.

Особенности и назначение

Гидроформовка — это современная технология производства, в которой для изготовления гибких металлов используется жидкость под высоким давлением и формовочная матрица. Под действием гидростатического давления, примерно от 2000 до 7000 атмосфер, заготовка расширяется и точно повторяет очертания пресс-формы.

Гидроформовка используется для замены процесса штамповки конструкции из двух частей и их сварки или для создания отдельных сложных контуров и форм. В итоге получаемые детали с облегченным весом и высоким качеством поверхности имеют увеличенную прочность и жесткость. Гидроформовка дает возможность достичь сложной геометрии деталей за счет поддержания упругой жидкой средой.

С помощью гидроформовки можно совершать многие виды операций: свободную гибку, вырезку материала и пробивку отверстий, вытяжку, отбортовку, выдавливание надписей и рисунков, штамповку подсечек.

Какие бывают виды

Технологию гидроформовки можно разделить на следующие два типа в зависимости от различных объектов формовки и сценариев применения: формование высоким давлением жидкости изнутри и гидромеханическое формование глубокой вытяжкой.

Формование высоким давлением изнутри – это формование пустотелых герметичных деталей. Деталь помещается в пресс-форму, ее закрывают, после этого внутренние стенки заготовки подвергают воздействию гидростатического давления жидкости. Воздух удаляется. Под действием гидростатического давления заготовка расширяется до того, как совпадает с очертаниями пресс-формы.

Гидроформовка глубокой вытяжкой позволяет за один этап изготавливать детали, которые требуют нескольких операций при обычной глубокой вытяжке. Появляется возможность изготовить из одной заготовки изделия, которые нельзя создать обычным прессованием. Типичными примерами изготовленных способом формования глубокой вытяжкой деталей являются детали автомобилей с вогнутыми или выступающими частями (детали кузова и топливные баки).

Основные материалы для гидроформовки

Материалом трубных заготовок для гидроформовки могут быть любые металлы и сплавы, которые обладают достаточной пластичностью. Распространено использование горячекатаных и холоднотянутых труб, труб из коррозионностойких и жаропрочных легированных, а также углеродистых марок стали. Из цветных металлов чаще всего применяют латунь, медь, алюминий и др. Также используют и сварные трубы. Гидроформовка делает возможным изготовление деталей из биметаллических труб и получение биметаллические деталей из составных труб.

Преимущества и недостатки гидроформовки

Преимущества гидроформовки:

Трубчатые конструкции получили широкое признание в строительном конструировании по причине того, что трубы выдерживают нагрузки лучше, чем детали листового металла, даже когда они свариваются в трубкообразные сборочные узлы. Гидроформовка позволяет увеличить применение трубчатых конструкций в строительстве.
Гидроформованные детали заметно снижают вес конструкций, количество применяемых деталей и сварных швов, но в то же время увеличивает прочность, сопротивление изгибу и крутящим деформациям.
Большая точность геометрических размеров деталей.
Детали, которым необходимы несколько циклов штамповки традиционными способами, можно изготовить в одном цикле гидроформовки. Гидроформовка позволяет добиться сокращения 60-70% времени на работу.
Обеспечение единой толщины формованных деталей.
Снижение трудоемкости изготовления сложных полых деталей в несколько раз, а также их стоимости на 50-70% за счет сокращения или полного отказа от целого ряда работ.
Полная герметичность деталей, которые предназначаются для работы под давлением в газо- и нефтепроводах. Данные детали проходят испытание высоким давлением уже в процессе изготовления гидроформовкой.

Недостатки технологии гидроформовки:

Высокая стоимость изготовления изделий из-за необходимости изготовления дорогостоящей оснастки для отдельного вида деталей, а также высокой стоимости специальный гидравлический пресса, которое требует долгого времени на окупаемость.
Существуют ограничения по изготовлению отверстий методом гидроформовки.
В некоторых случаях может потребоваться отжиг для снятия остаточных напряжений.
Технология гидроформовки позволяет значительно повысить конкурентоспособность только тогда, когда качество продукции гораздо важнее себестоимости.

Каковы основные области применения гидроформовки

Благодаря своим уникальным преимуществам данная технология широко используется в различных сферах производства. Ниже приведена краткая информация о конкретных областях применения гидравлической формовки:

Технология гидроформовки в основном используется в аэрокосмической отрасли для изготовления различных деталей сложной формы и конструкционных деталей, таких как сильфоны, обтекатели, двери самолетов, нервюры крыла и т.д. Эти детали обычно требуют высокой прочности и жесткости, и в то же время требуют снижения веса для удовлетворения потребностей аэрокосмических аппаратов в легкости и высокой производительности. Технология гидроформовки хорошо отвечает этим требованиям и поэтому широко используется в аэрокосмической отрасли.
В области автомобилестроения, Технология гидроформовки в основном используется для изготовления конструкционных деталей кузова, детали шасси, кронштейны двигателя и т.д. Эти детали часто имеют сложную форму и требуют высокой прочности и жесткости при одновременном снижении веса для повышения экономии топлива и производительности автомобиля. Технология гидроформовки может эффективно производить эти детали и удовлетворять требованиям легкости, высокой прочности и высокой жесткости, поэтому она широко используется в автомобилестроении.
В области бытовой техники, Технология гидроформовки в основном используется для производства различные детали и узлы сложной формы, такие как внутренний корпус стиральной машины, полки холодильника, лопасти вентилятора кондиционера. Эти детали обычно требуют хорошей точности формовки и качества поверхности, и в то же время требуют снижения веса для снижения производственных затрат и повышения производительности. Технология гидроформовки может удовлетворить эти требования и поэтому широко используется в сфере бытовой техники.

Видео

В сюжете - Технология производства полой металлической сферы