【作 者】程誠;黃祖樹;韓聰;白雪山;馬子奇;徐勇;賀子芮;郭訓忠

　　【前 言】

　　隨著第四次工業(yè)革命的到來，全球范圍內(nèi)的傳統(tǒng)制造業(yè)正在經(jīng)歷劇烈變革。這場工業(yè)界的革命關(guān)鍵特征之一是人、生產(chǎn)機器和產(chǎn)品之問的信息交互明顯加強，由此導致的傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)制造逐漸向多品種、小批量、定制化方向發(fā)展。柔性制造技術(shù)通過將自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)有機整合起來，實現(xiàn)產(chǎn)品的“柔性”、“敏捷”、“智能”和“集成”制造，這將對傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展提出新的挑戰(zhàn)。目前，柔性制造技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外得到廣泛認可并有著良好的發(fā)展趨勢[1-2]。

　　金屬薄壁構(gòu)件柔性成形技術(shù)作為柔性制造技術(shù)的一個重要分支，在關(guān)鍵零部件大批量定制和個性化生產(chǎn)中扮演至關(guān)重要的角色。面對產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快以及人們對個性化產(chǎn)品需求增加，如何以較低的生產(chǎn)成本和較高的生產(chǎn)效率實現(xiàn)多品種、中小批量零部件的柔性成形制造成為塑性加工領(lǐng)域從業(yè)人員主要關(guān)心議題之一。針對不同的生產(chǎn)需求，各國研究人員從技術(shù)原理、成形工藝和裝備設(shè)計等方面對塑性成形新技術(shù)不斷進行研究和探索[3]。

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的差異，將柔性成形技術(shù)分為金屬管材柔性成形技術(shù)、金屬型材柔性成形技術(shù)和金屬板材柔性成形技術(shù)。并從工藝原理、技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展趨勢等方面分別對柔性成形技術(shù)進行了系統(tǒng)的闡述和介紹。通過本文的介紹，希望學者和工業(yè)界人士能夠根據(jù)所采用的金屬構(gòu)件類型，合理選擇柔性成形技術(shù)。

　　【結(jié)論和展望】

　　隨著人們對個性化、定制化產(chǎn)品需求越來越多，單件小批量的生產(chǎn)制造模式越來越受到工業(yè)界的重視，這對傳統(tǒng)塑性成形技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)。基于三維空間軌跡控制的柔性成形技術(shù)可以在無模具或少用模具(僅使用通用模具)的條件下，通過控制成形工具的運動軌跡實現(xiàn)金屬材料增量漸進成形，最終完成零部件的整體成形制造。已有研究表明，柔性成形技術(shù)在縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、縮減模具開發(fā)成本、改善構(gòu)件成形性能、提高產(chǎn)品復雜度等方面具有顯著優(yōu)勢。針對金屬構(gòu)件不同結(jié)構(gòu)類型，本文綜述了金屬管材、型材、板材柔性成形技術(shù)類別、技術(shù)原理、技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展狀況。從已有柔性成形技術(shù)調(diào)研結(jié)果中不難發(fā)現(xiàn)，仍然存在以下幾個問題。

　?。?）柔性成形技術(shù)及裝備的自動化、智能化水平較低。為此，應(yīng)該更好地引進知識庫專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制理論等一系列智能技術(shù)。將智能技術(shù)與成形技術(shù)有機結(jié)合，進一步提升對柔性成形缺陷預測與分析的能力，從而更加高效、準確地對構(gòu)件進行成形加工。

　?。?）力學解析模型的適用范圍較窄。目前，傳統(tǒng)力學解析模型只適用于處理一些構(gòu)件截面形狀規(guī)則或者邊界條件簡化的柔性成形工藝。新的柔

性成形技術(shù)往往用于成形一些具有復雜截面和邊界條件的薄壁構(gòu)件，現(xiàn)有力學解析模型存在一定的不足，不能準確預測和預防相關(guān)缺陷。因此，對復雜構(gòu)件進行柔性成形，急需開發(fā)并驗證新的理論模型體系。

　?。?）新技術(shù)有限元模擬軟件的欠缺。對于一些新的柔性成形技術(shù)，現(xiàn)有商業(yè)有限元軟件不能完全適用，需要開發(fā)針對該技術(shù)的專業(yè)有限元軟件，建立對應(yīng)的有限元模型庫。通過有限元模擬技術(shù)，對柔性成形過程中復雜構(gòu)件回彈、破裂等缺陷進行更加合理的分析，以更好地優(yōu)化成形工藝。

　?。?）材料種類的局限性。當前，柔性成形技術(shù)局限于一些塑性較好的材料，例如碳鋼、不銹鋼、鋁合金等。隨著航空航天、艦船、核電等領(lǐng)域?qū)﹄y變形材料的應(yīng)用需求不斷增加，對于欽合金、高溫合金等難變形材料的柔性成形技術(shù)開發(fā)已經(jīng)刻不容緩。針對難變形材料的成形，可以引入一些特種能場與柔性成形技術(shù)進行結(jié)合，在降低材料變形抗力的同時提高塑性成形能力。

　　以下是正文：