【作 者】蘇海龍;駱宗安;馮瑩瑩

　　內高壓成形技術是一種空心結構件的先進成形技術，其適用于對表面質量要求較高的空心結構件，既能減輕質量、節(jié)約成本，又能充分利用材料的強度和剛度，以滿足汽車、航空和航天等載具結構輕量化的需求［1］，被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中。內高壓成形方法是將油液 ( 或氣體) 介質通入管材，對管材腔內介質施加高壓(壓力通常為 100 ～ 400 MPa，或更高) ，同時對管材的軸向施加外推力，在介質傳遞的內壓力、軸向力的外推和徑向力保護的作用下，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構件［2］。

　　內高壓成形件以封閉截面零件取代焊接件，具有質量輕、抗疲勞性能好以及強度、剛度優(yōu)異等特點，與沖焊工藝相比，內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］。

　　內高壓成形機是實現(xiàn)內高壓成形工藝的塑性加工設備［4 － 5］，歐洲國家在內高壓成技術方面起步較早，其中德國在 20 世紀 80 年代初就開始了液壓脹形技術的理論及工藝研究，并將這一技術最早應用在汽車制造部分結構件中。我國雖然在內高壓成形技術方面起步較晚，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。國內的一些高校、研究所及企業(yè)都積極地開展內高壓成形技術方面的研究，并取得了較好的成績，以哈爾濱工業(yè)大學為代表的高校自主研發(fā)的內高壓成形裝備、工藝和模具技術已經(jīng)在多個自主品牌轎車和國際品牌轎車中得到應用，國內企業(yè)也生產(chǎn)出了多個型號的大噸位內高壓成形設備。本文對原有的壓力機進行技術改造，研制了一臺小型的內高壓成形試驗機，用于深入開展內高壓成形工藝的教學與科研工作。

　　【結 論】

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

　　(2)實現(xiàn)了控制模式優(yōu)化，采用位置閉環(huán)和壓力閉環(huán)協(xié)調控制的方法，保證了軸向進給和背向位移的最優(yōu)加載路徑控制，同時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304 奧氏體不銹鋼管材進行了脹形試驗，獲得了良好的脹形效果，與模擬結果相比壁厚誤差在±5%之內。

　　以下是正文：