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汽车发动机排气管的内高压成形技术
滕步刚刘钢苑世剑
(哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,哈尔滨150001)
苑文婧杨华
摘要:介绍了斜锥形排气管件和Y型三通管的内高压成形工艺原理,并通过实验研究了这两种零件的成形,同时分
析了Y型三通管成形过程中过渡区起皱及支管破裂等缺陷产生的原因,并利用所成形的Y型三通管制造了汽车发动机
排气歧管样件,为内高压成形技术在汽车行业的推广应用奠定了理论与实验基础。
关键词:内高压成形;液压成形;Y型三通管:斜锥形件:排气管
中国分类号:TG306
引言 1斜锥形排气管件的内高压成形
斜锥形排气管件为汽车发动机排气系统中消
汽车用排气管件以往常用铸铁管、镀锌钢管和
镀铝钢管,目前耐热性能高的不锈钢薄壁焊管和轧 音器组件,其基本成形过程如图l所示,成形时内
制管用于汽车排气管的制造。排气管以往除了铸造 压和轴向进给按事先给定的匹配关系,由计算机精
确控制。其基本工艺过程为:首先将管坯l放在下
成形工艺外,根据排气系统中管件的形状特征主要
采取的成形工艺是冲压两个半壳而后组焊成形或 模2内,然后闭合上模3,将管的两端用水平冲头
4和5密封,并使管坯内充满液体,在加压胀形的
采用管材做坯料进行数控弯曲、扩管、缩管加工而
后组焊成形。这种方法虽然选材、制造灵活,但由 过程中,两端的冲头同时向内推进补料,这样在内
压和轴力的联合作用下使管坯贴靠模具而成形为
于零件数目多,存在装配精度低,焊接量大,刚度
差,冲压、装配成本高等缺点。因而,一种既能减轻 所需的工件。
车身自重,又能提高制造质量、降低生产成本的内
高压成形技术IHPF(InternalHi曲PressureForming)
发展起来了,采用内高压技术成形的排气管件与传
统的冲压焊接成形件相比,其优点为:1)减少制
造工序:2)焊接量小,产品可靠性好;3)焊缝减
少,内表面光滑,排气阻力小;4)成本可降低20%
左右㈦I。
汽车用排气管件的内高压成形技术是近10多
年来国外刚剐发展起来的新工艺,其形状和成形工
艺要更为复杂一些,采用内高压成形技术可以较精
确地控制零件的尺寸精度,故可以很方便地在后续
工序中与其它零件进行装配【j。】。本文对汽车发动机
排气系统中消音器及排气歧管所用的斜锥形排气
b
管件和Y型三通管进行了研究。
图l斜锥形排气管件内高压成形原理
al台模充液 b)加压成形
conical
l oflHPFskewed
edu.Cll Fig 1t。principle parts
膝步刚E·mail:bgtens@hit
作者简介:滕步刚.男,1969年生。哈尔滨工业大学
副教授.主要研究方向有壳体液力成形、内高压成形、
弯曲成形和数值模拟
实验所用设备为哈尔滨工业大学自主研制的
内高压成形机。该设备由增压器、合模机构、三个
水平推缸以及液压伺服系统、计算机控制系统组
成。
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