彎管角度對管件成形之影響

由上一節的討論得知，將小推塊設計在上模確實可改善管件中間 凹陷的情況，這和模擬所得到的結果是一致的。在第四章提到不同的 彎管角度會對管件彎管處產生不同的凹陷量，當凹陷量太大時，在後 續液壓成形製程將會產生無法脹出之凹陷。接下來本計畫將藉由實際 生產之管件探討不同彎管角度的管件其預成形及液壓成形後之差 異，並和模擬做一比較。

預成形結果

為配合廠商實際生產情形，本計畫目前只針對兩種不同的彎管角 度(32 度與 39.5 度)進行探討，在第四章討論過當彎管角度較大時，

預成形時管材的流動不易，因此會造成較大的凹陷，而彎管角度較小 平坦之表面

模擬結果 實際管件外形

時，預成形模具合模時會將彎管處的管材往兩側拉伸而產生較小的凹 陷，因此本計畫將先探討此兩種不同彎管角度的管件預成形後在彎管 處的凹陷量差異，再比較其液壓成形後的外形差異。

圖 5.9 及 5.10 分別是彎管角度 39.5 度與 32 度的管件預成形後 的外形，模擬結果顯示彎管角度 39.5 度的管材在彎管處會產生較大 的凹陷量，而實際成品亦有相同的趨勢，彎管角度 32 度的管件其凹 陷量要比 39.5 度小很多。

圖 5.9 預成形後管件外形(彎管角度 39.5 度)

模擬結果 實際管件外形

凹陷量較大

圖 5.10 預成形後管件外形(彎管角度 32 度)

液壓成形結果

由實際成品的驗證已得知藉由彎管角度的改變確實可以改善預 成形後管件彎管處的凹陷量，這和第四章中所討論的結果是一致的，

之前模擬結果顯示，若預成形製程在彎管處產生太大的凹陷量，液壓 成形後將會產生無法脹出之縐褶。接下來本計畫將探討此兩種不同彎 管角度的管件其液壓成形後的外形差異。

圖 5.11 為彎管角度 39.5 度的管件依照實際生產參數模擬的結 果，發現成形後在彎管處會有無法脹出之凹陷，實際生產之管件再左 右兩側亦有嚴重的凹陷現象。當彎管角度減為 32 度後，由於其凹陷 量減低，材料並未集中在局部區域，因此其模擬與實際成品在彎管處 並無凹陷的產生，如圖 5.12。

模擬結果

凹陷量較小

實際管件外形

圖 5.11 液壓成形後管件外形(彎管角度 39.5 度)

圖 5.12 液壓成形後管件外形(彎管角度 32 度) 平坦之表面

模擬結果 實際管件外形

無法脹出之凹陷

模擬結果 實際管件外形

5.3 結果與討論

由以上的結果得知 CAE 模擬的結果和實際製程的趨勢是一致 的，這也說明了有限元素法軟體在預測材料成形方面具有相當大的準 確性。因此在進行管件液壓成形製程設計時，可配合 CAE 模擬技術進 行開發，便可先行探討較佳的模具設計方式及彎管角度，而避免掉不 必要的開模，可減少大量成本。

由實際成品外形得知預成形設計方式及彎管半徑大小確實會影 響管件最終成形結果，歸納來說，在管件周長不超過模具截面周長的 情況下，會造成無法脹出的缺陷最主要的原因即是在最終液壓成形模 具合模後，管件在局部的區域有太大的凹陷量，以致於材料流動不 易，而產生無法脹出的凹陷。因此在進行預成形模具設計及彎管角度 的決定時必須考慮到最後液壓成形合模後必須避免管件產生太大的 凹陷量。

第六章 液壓壓力與圓角關係之研究

關於液體壓力與圓角之關係，文獻中已有相關公式可供計算，然 其公式之適用性如何，仍需要探討與研究，因此本章節將針對幾個常 用之公式進行研究比較，並找出一較適用之公式。