液压胀形的设计优化

液压胀形法是将坯件放入凹模内，利用机械能或压缩气体的势能转换成高压液体介质向坯件容腔充压，而使坯件外壁在压力作用下贴模成形的。

液压胀形能够根据工件需要很方便地选择合理的胀形力和胀形速度，能够获得最大的胀形系数，而且成形后工件的阴角和阳角均能取得满意的效果。液体的密封需要周密的设计，因为关系到液力传动和介质密封等问题，设计者需要获取了一定的液压设计知识之后才能熟练地掌握。

液压胀形适用于中大型工件成形，胀形直径为300～2000mm。其最大优点是传力均匀，能令材料在最有利的条件下成形，工艺简单，工件表面光滑。液压设备可以通用，成本低廉。

液压胀形的模具形式有坯件与液体直接接触（见图6-20a、b）和液压—橡皮膜两种。后一种形式很好地解决了液体密封的问题，据相关资料，橡胶膜寿命已达50000次，具有较高的经济价值，如图6-20c所示。

液压胀形正处在推广和扩大适用范围的阶段，现在多数厂家都采用皂化液或液化石蜡替代液压油，既降低成本，又省去了除油等后续工序。

图6-20 液压胀形法

a）凸模自带密封，工件与液体直接接触（自然胀形，材料有少量补充到变形区域） b）压板压紧坯筒凸缘密封，工件与液体直接接触（变薄胀形，材料不能补充到变形区域） c）工件不与液体直接接触，橡胶膜与高压液体组成软体凸模（自然胀形，材料有少量补充到变形区域）

图6-21所示为大型工件气动-液压胀形设备。(www.xing528.com)

瓶装压缩空气分作两路：一路通入液储罐，将液体压入工件型腔，或在工件成形后逼迫液体快速排出；另一路通入增压器。当工件型腔内完全注满液体并排除了空气后，压缩空气推动活塞大端，令活塞6小端的液体增压，工件内壁在高压油作用下贴模成形。工件初步变形后，停止压缩空气供给，向型腔内补充液体后再加压，往复进行，最终将工件成形。因此，工件的变形过程是脉动的。

图6-21 瓶装压缩空气-液压胀形设备

1—上压盘 2—活塞 3—空气减压器 4—下压盘 5—下密封圈 6—活塞杆 7—拉紧螺栓 8—工件 9—凹模 10—气压作动筒 11—上密封垫圈 12—锁紧盖板

市售瓶装氮气可提供的初始压力可达15MPa。

气动-液压胀形设备结构简单，材料来源广，通用性强，适用于大型工件产品试制和小批量制作，当更换产品时，仅需更换模具即可。

采用齿轮泵或叶片泵作为液体的压力源，可以简化生产程序。现在市场上已有小型的液压站出售。