【作 者】蘇海龍;駱宗安;馮瑩瑩

　　內(nèi)高壓成形技術(shù)是一種空心結(jié)構(gòu)件的先進(jìn)成形技術(shù)，其適用于對(duì)表面質(zhì)量要求較高的空心結(jié)構(gòu)件，既能減輕質(zhì)量、節(jié)約成本，又能充分利用材料的強(qiáng)度和剛度，以滿足汽車、航空和航天等載具結(jié)構(gòu)輕量化的需求［1］，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。內(nèi)高壓成形方法是將油液 ( 或氣體) 介質(zhì)通入管材，對(duì)管材腔內(nèi)介質(zhì)施加高壓(壓力通常為 100 ～ 400 MPa，或更高) ，同時(shí)對(duì)管材的軸向施加外推力，在介質(zhì)傳遞的內(nèi)壓力、軸向力的外推和徑向力保護(hù)的作用下，使管材發(fā)生塑性變形并逐漸與模具貼合，最終獲得與模具形狀吻合的空心結(jié)構(gòu)件［2］。

　　內(nèi)高壓成形件以封閉截面零件取代焊接件，具有質(zhì)量輕、抗疲勞性能好以及強(qiáng)度、剛度優(yōu)異等特點(diǎn)，與沖焊工藝相比，內(nèi)高壓成形減少了零件及模具的數(shù)量，為后續(xù)加工及組裝焊接帶來方便，提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本［3］。

　　內(nèi)高壓成形機(jī)是實(shí)現(xiàn)內(nèi)高壓成形工藝的塑性加工設(shè)備［4 － 5］，歐洲國家在內(nèi)高壓成技術(shù)方面起步較早，其中德國在 20 世紀(jì) 80 年代初就開始了液壓脹形技術(shù)的理論及工藝研究，并將這一技術(shù)最早應(yīng)用在汽車制造部分結(jié)構(gòu)件中。我國雖然在內(nèi)高壓成形技術(shù)方面起步較晚，但近年來在節(jié)能減排、環(huán)保低碳的大背景下，裝備輕量化成為發(fā)展趨勢(shì)。國內(nèi)的一些高校、研究所及企業(yè)都積極地開展內(nèi)高壓成形技術(shù)方面的研究，并取得了較好的成績，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)為代表的高校自主研發(fā)的內(nèi)高壓成形裝備、工藝和模具技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)自主品牌轎車和國際品牌轎車中得到應(yīng)用，國內(nèi)企業(yè)也生產(chǎn)出了多個(gè)型號(hào)的大噸位內(nèi)高壓成形設(shè)備。本文對(duì)原有的壓力機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，研制了一臺(tái)小型的內(nèi)高壓成形試驗(yàn)機(jī)，用于深入開展內(nèi)高壓成形工藝的教學(xué)與科研工作。

　　【結(jié) 論】

　　(1)通過有限元模擬獲得了內(nèi)高壓成形過程重要控制參數(shù)(脹形壓力、軸向進(jìn)給和背向位移)的最優(yōu)加載路徑。

　　(2)實(shí)現(xiàn)了控制模式優(yōu)化，采用位置閉環(huán)和壓力閉環(huán)協(xié)調(diào)控制的方法，保證了軸向進(jìn)給和背向位移的最優(yōu)加載路徑控制，同時(shí)確保了脹形壓力的平穩(wěn)加載。

　　(3)采用最優(yōu)加載路徑和優(yōu)化控制模式，針對(duì)304 奧氏體不銹鋼管材進(jìn)行了脹形試驗(yàn)，獲得了良好的脹形效果，與模擬結(jié)果相比壁厚誤差在±5%之內(nèi)。

　　以下是正文：