本文興迪源機械帶來正方形截面內高壓成形的壁厚分布規律解析，膨脹率對壁厚分布的影響、摩擦因數對壁厚分布的影響及分模方式對壁厚分布的影響。

　　圖3-22所示為正方形截面構件內高壓成形后的壁厚分布的實驗結果，其中正方形邊長為43.5mm,圓角半徑為5.5mm。

　　實驗管材為外徑51mm、壁厚1.5mm的低碳鋼管，由外徑為51mm的管材成形為43.5mm×43.5mm的正方形截面的膨脹量為3.5%。

　　正方形截面環向壁厚分布規律：沿直邊中點到圓角區域的過渡區，壁厚逐漸減薄，在直邊中點處壁厚最厚，基本為初始壁厚，在過渡區域的壁厚最薄。對于膨脹量為3.5%的情況，中點最大厚度為1.462mm,減薄率為2.5%；過渡區最小厚度為1.255mm,減薄率為16.3%。

圖3-22正方形截面壁厚分布

　　(a)實驗結果；(b)過渡區最薄點。

　　矩形截面的壁厚分布規律與正方形截面類似，只是矩形截面長寬比不同時或過渡圓角處于模具上、下型腔，使過渡區的最小厚度數值略有不同。

　　過渡區減薄最大是正方形和矩形截面內高壓成形壁厚分布的一個突出特點(圖3-22(b)，當膨脹量為3.5%，由于沒有軸向補料，可以認為處于平面應變條件下，理論講平均壁厚減薄率等于膨脹量，但過渡區最大減薄率為16.3%，約為平均壁厚減薄率或膨脹量的4.6倍。

　　過渡區過度減薄會引起成形時開裂，即使在成形時沒有開裂也會對使用中疲勞性能造成不良影響，因此控制過渡區的減薄率是異形截面內高壓成形的一個關鍵技術。

　　一、膨脹率對壁厚分布的影響：

　　膨脹率是影響壁厚分布的主要因素之一。表3-6所列為不同膨脹率的壁厚變化值。隨著膨脹率的增加，直邊中心處壁厚變化不大，而過渡區減薄嚴重。當膨脹率為10%時，中點處壁厚為1.43mm，減薄率為5%；過渡區壁厚為1.12mm,減薄率達到了25.5%，容易引起過渡區開裂。

　　表3-6不同膨脹率的壁厚變化值

　　二、摩擦因數對壁厚分布的影響：

　　摩擦對壁厚分布也有著重要的影響，對于矩形截面的內高壓成形，隨著摩擦的增加，壁厚不均勻性增加，摩擦越大，壁厚不均勻性也越大，過渡區減薄越嚴重，如圖3-23所示。

圖3-2

　　當摩擦因數為0.05時，過渡區最小壁厚為1.72mm,減薄率為14%；當摩擦因數為0.15時，過渡區最小壁厚為1.65mm,減薄率為17.5%。因此，在實際工藝中使用適當的潤滑劑減少摩擦是促進壁厚分布均勻的重要措施。

　　三、分模方式對壁厚分布的影響：

　　分模方式不同，在合模和內高壓成形的過程中，往往引起材料和模具相對運動的方向及運動距離的不同，由此引起摩擦力對材料流動的影響不同，這對于多邊形截面的壁厚分布也有著重要的影響。

　　對于矩形截面，其分模方式的主要形式(圖3-24)有中間直邊分模、上側直邊分模、上下對角分模、中間對角分模等。

　　在四種方式中，上側直邊分模(圖3-24(b)方式形成的預成形坯，內高壓成形后的壁厚分布減薄最大，分布最不均勻；而上下對角分模(圖3-24(c))生成的預成形坯，內高壓成形后其壁厚減薄最小，壁厚分布最均勻；其他形式介于二者之間。

　　圖3-24矩形截面采取的不同分模方式

　　(a)中間分模；(b)上側分模；(c)上下對角分模；(d)中間對角分模。

　　【興迪源機械內高壓設備優勢】

　　興迪源機械是以內高壓成形技術為核心，以內高壓成形機、內高壓水脹成形機、內高壓板材充液成形機、內高壓三通機等設備為主導產品的生產廠家。公司建立有液力內高壓成形機械工程技術研究開發中心，并與中國科學院金屬研究所、南京航空航天大學等院校開展長期的科研課題開發合作。

　　自2007年創立以來，興迪源機械一直致力于內高壓成形的技術創新和產品研發。主營產品范圍從生產普通液壓設備，現今發展至生產、研發國內頂尖流體壓力成形技術的鍛壓設備。

　　部分文段和圖片摘自：

　　《現代液壓成形技術》

　　作者：苑世劍

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