現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，涌現(xiàn)出了眾多的創(chuàng)新成型工藝，推動著制造工業(yè)的快速發(fā)展。主要闡述內(nèi)高壓成形的基本原理，及在汽車工業(yè)中的先進(jìn)設(shè)計(jì)方案及其應(yīng)用例案，旨在為相關(guān)的從業(yè)技術(shù)人員提供一些借鑒與指引。

　　引言

　　當(dāng)前，汽車工業(yè)已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對 GDP 貢獻(xiàn)排名第五，并在今后 10～20 年中仍將保持快速發(fā)展。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，減輕質(zhì)量以節(jié)約材料和 運(yùn)行中的能量是人們長期追求的目標(biāo)，也是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢之一。那么，如何在保證材料的強(qiáng)度和剛度的前 提下，采用空心結(jié)構(gòu)來減輕重量及節(jié)約材料，是人們長期研究的主要內(nèi)容，內(nèi)高壓成形正是在這樣的地背景下開發(fā)出來 的一種制造空心輕體構(gòu)件的先進(jìn)制造技術(shù)。

　　一、概念：

　　所謂內(nèi)高壓成形，也被稱作液壓成形、液力成形，是一種利用液體（油或水）作為轉(zhuǎn)動介質(zhì)，通過控制內(nèi)壓力和材料流動來達(dá)到成形中空零件目的的材料成形工藝。內(nèi)高壓成形設(shè)備通常是通過液壓機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的動能來加工不銹鋼、鋁、銅、鐵等多種材質(zhì)的產(chǎn)品。

　　二、原理：

　　內(nèi)高壓成形的 原理是利用帕斯卡定律通過內(nèi)部加壓和 軸向加力補(bǔ)料把管坯壓入到模具型腔使其成形為所需要的 工件。對于軸線為曲線的零件，需要把管坯預(yù)彎成接近零件 形狀，然后加壓成形。

　　三、整體設(shè)計(jì)方案：

　　汽車部件利用 先進(jìn)的內(nèi)高壓成形工藝設(shè)計(jì)方案主要包 含以下幾個方面：

　　1）采用數(shù)字 3D 設(shè)計(jì)與模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽 車部件的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品系列多樣性和個性化，并根 據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)高壓成型的模具，選擇合適的模具材料；

　　2）內(nèi)高 壓成型模具的精度、強(qiáng)度是保證汽車部件強(qiáng)度與尺寸精度的 關(guān)鍵因素，需要根據(jù)部件的特點(diǎn)采用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方法， 保證模具的強(qiáng)度能消除高壓成型過程中原管材內(nèi)力對行李 架形狀彈性變形和定型產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力變形的影響，確保產(chǎn)品形 狀一致性；

　　3）研究內(nèi)高成形工藝中高壓油的加壓方式與部 件變截面異形補(bǔ)料關(guān)系，確定加壓時間和壓力大小的關(guān)系， 調(diào)整加壓速度，建立合理的工藝參數(shù)，開發(fā)合適的液壓控制 裝備。上述研究主要通過精確控制高壓液體作用下的異形件 脹接，實(shí)現(xiàn)新型汽車部件的一體化設(shè)計(jì)和內(nèi)高壓整體成型。

　　四、內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車中的應(yīng)用：

　　隨著國內(nèi)外技術(shù)的不斷提升，內(nèi)高壓成形已經(jīng)廣泛應(yīng)用 于汽車工業(yè)中很多零部件的制造，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可以實(shí) 現(xiàn)極其復(fù)雜形狀管件部件的一次性整體成型，與用傳統(tǒng)的方 法制造的同樣零件相比，用內(nèi)高壓成形零部件的最顯著特點(diǎn) 是產(chǎn)品質(zhì)量更較輕，使用壽命更長、材料的使用成本-效益 比更高。以下簡要介紹幾種內(nèi)高壓成型的汽車部件。

　　五、汽車排氣系統(tǒng)：

　　汽車排氣管傳 統(tǒng)的制造工藝為鑄造成型或沖壓兩個半殼而后組焊成形或采用管材做坯料進(jìn)行數(shù)控彎曲、擴(kuò)管、縮 管加工而后組焊成型。采用以上方法的成型技術(shù)，產(chǎn)品的 零部件較多，焊接工序多造成生產(chǎn)效率慢，成本高，及焊接 后的零部件整體剛度較差。采用先進(jìn)的內(nèi)高壓成形技術(shù)整體 成型汽車排氣管，減少了眾多零部件的制造工序，且產(chǎn)品品質(zhì)的可靠性更高，直接省去或大大減少了焊接形成的焊縫， 使產(chǎn)品的內(nèi)表面更為光滑平順，帶來的有益效果是排氣的阻力小。因此，此技術(shù)的應(yīng)用在保證排氣管質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的輕量化及成本的降低。

　　六、汽車車架部件：

　　在汽車車架部件的制造領(lǐng)域，內(nèi)高壓成形技術(shù)也確保降 低對材料的需求，從而降低成本。例如，前軸組件用常規(guī)方 法制造，要將 6-8 個鈑金件焊接在一起，而用內(nèi)高壓成形， 單個部件數(shù)可大幅降低至大約只有 2 個或 3 個，這樣就使模 具成本更低，降低了生產(chǎn)成本，無需要多次定位和焊接作業(yè)。

　　七、汽車側(cè)踏杠：

　　汽車側(cè)踏杠屬于汽車外飾部件的一種，通常是安裝在 SUV 車輛的左右車門的下側(cè)，用于方面駕駛員及乘客上下車 時蹬踏用，兼顧車輛左右防撞的功能。傳統(tǒng)的汽車側(cè)踏杠主 體采用不銹鋼或碳素鋼材料彎管壓型成型，然后在側(cè)杠前后 對應(yīng)上下車的位置裝配塑料防滑膠塊。

　　那么，采用內(nèi)高壓成形技術(shù)，可以整體實(shí)現(xiàn)側(cè)踏杠前后 防滑凸臺的一次成型，使側(cè)踏杠的形狀規(guī)格多樣化，而且兩 端防滑凸臺不需要再裝配塑料膠塊，減少了成型工序，節(jié)約 了材料。

　　八、汽車行李架：

　　汽車行李架是安裝在車頂便于系帶大件物品的支架，是汽車車頂搭載物品的基礎(chǔ)構(gòu)件。汽車行李架兼具美觀與實(shí)用功能，既可讓車搭載較大型行李物品，方便出行，又可以使車輛的造型更具美感，得到了廣泛應(yīng)用。

　　傳統(tǒng)的行李架支架制造工藝為通過鋁管擠出經(jīng)拉彎成型，通過后續(xù)與塑料端蓋組裝加工才能實(shí)現(xiàn)該裝配，因此該 工藝較為復(fù)雜，耗費(fèi)工時多，另外金屬與塑料復(fù)合結(jié)合需要 通過專門拆解方法才能回收，并且材料利用率低。

　　采用內(nèi)高壓成形技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)整件鋁合金或不銹鋼行 李架支架的一次成型，既能提高行李架的強(qiáng)度與規(guī)格精度， 又能使行李架產(chǎn)品形狀規(guī)格多樣化，而且與車身連接的兩端 不需要帶塑料接頭，節(jié)約了材料，減少工序，提高了行李架使用壽命。

　　因此，內(nèi)高壓成形應(yīng)用在汽車工業(yè)中，對促進(jìn)汽車輕量化進(jìn)程，提高零件的剛度、強(qiáng)度，改善車輛運(yùn)用的穩(wěn)定性、 安全性，起著積極的影響和推動作用。

　　九、結(jié)論：

　　綜上所述，內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車工業(yè)中，尤其在復(fù)雜 管狀部件的制造中得到了較多的應(yīng)用，其所帶來的不僅是成本的節(jié)約，更是產(chǎn)品品質(zhì)的提升。但是，目前國內(nèi)對該技術(shù) 的研究及應(yīng)用還尚處于初級的階段，通過借鑒在汽車工業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)一步推動內(nèi)高壓成形技術(shù)在民用工業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用。

　　【興迪源機(jī)械簡介】

　　興迪源機(jī)械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機(jī)械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。

　　興迪源機(jī)械是先進(jìn)輕量化成形技術(shù)的提供者，從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)、模具研制、方案定制，直至最終交付及提供增值服務(wù)，我們?yōu)榭蛻籼峁┑牟粌H僅是一臺設(shè)備，而是一整套智能制造成形方案。