內(nèi)高壓成形是以管材作坯料，通過(guò)管材內(nèi)部施加超高壓液體和軸向進(jìn)給補(bǔ)料把管坯壓入到模具型腔使其成為所需要的工件的技術(shù)。一般完整的工藝路線為：管坯下料→預(yù)彎?rùn)C(jī)加工端部→清洗→噴涂潤(rùn)滑劑→預(yù)成形→液壓成形→后續(xù)加工。

　　我司自主研發(fā)的移動(dòng)式4000T內(nèi)高壓成形設(shè)備

　　管坯內(nèi)高壓成形件的最終質(zhì)量取決于管坯初始尺寸、管坯材料參數(shù)及成形過(guò)程中的工藝參數(shù)，另外模具的尺寸和精度也對(duì)成形過(guò)程有影響。對(duì)不同結(jié)構(gòu)的零件而言，參數(shù)影響也不同，所以在制定零件成形工藝之前，有必要搞清楚這些影響因素在成形過(guò)程所起的作用，從而確定合理的工藝措施。

　　一、 管坯初始尺寸與成形能力的關(guān)系：

　　1、管坯初始長(zhǎng)度的影響

　　管坯初始長(zhǎng)度過(guò)大，在成形過(guò)程中管坯與模具型腔內(nèi)表面的摩擦力加大，導(dǎo)致所需的軸向壓力加大，而且如果管坯的長(zhǎng)度和直徑比值超過(guò)一定值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致成形過(guò)程中的整體屈曲。所以選擇合適的管坯長(zhǎng)度對(duì)成形件的質(zhì)量及成形過(guò)程中能耗降低有重要意義。

　　2、管坯的壁厚對(duì)成形過(guò)程的影響

　　同一材料不同厚度的管坯在相同內(nèi)高壓成形條件下成形性能也是不同的。當(dāng)管壁太薄時(shí)，容易使局部的單元超出破裂極限，成形失效。但如果管壁太厚相應(yīng)的成形壓力也要加大。因此，選擇合適的管坯壁厚，也是成形成功與否的重要因素。

　　3、管坯的外徑選擇

　　一般選擇該成形件各截面最小直徑作為管坯的外徑，以保證成形中管坯能順利地放入模具型腔內(nèi)。但如果零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且截面直徑差距較大，則需要考慮采用較大管徑的材料進(jìn)行預(yù)彎成形，以便抑制內(nèi)高壓成形過(guò)程中管坯最大鼓脹部分的過(guò)度減薄甚至破裂。

　　二、 管坯材料參數(shù)對(duì)成形性能的影響：

　　材料性能參數(shù)包括屈服極限、拉伸極限、加工硬化指數(shù)及硬化系數(shù)等。其中，加工硬化指數(shù)及硬化系數(shù)在流動(dòng)應(yīng)力方程中體現(xiàn)，材料的應(yīng)力應(yīng)變流動(dòng)方程往往由單位拉伸獲得。

　　在內(nèi)高壓成形工藝中，加工硬化指數(shù)反映了變形應(yīng)變均化能力，對(duì)成形性能的影響是明顯的。加工硬化指數(shù)越大，材料的成形性能就越好。隨著加工硬化指數(shù)的增大，在成形極限圖中，單元在安全區(qū)域的數(shù)量越多，這說(shuō)明成形性能越好。

　　在內(nèi)高壓成形過(guò)程中，為了使成形性能良好，應(yīng)該選擇加工硬化指數(shù)大的材料為佳。同時(shí)，獲得能準(zhǔn)確反映材料流動(dòng)特性曲線的應(yīng)力應(yīng)變方程也是理論分析的基礎(chǔ)。

　　三、 工藝參數(shù)對(duì)成形過(guò)程的影響：

　　1、摩擦系數(shù)

　　摩擦力對(duì)內(nèi)高壓成形過(guò)程有著至關(guān)重要的影響。管坯與成型模腔有較大面積接觸，且隨內(nèi)壓力的加大，管坯與模腔之間的壓力越來(lái)越大，使管坯兩端材料很難流入。這樣不但使中間脹形部分變薄、易脹裂、廢品率高，而且需要兩端的軸向力更大，即需要更高噸位的壓力機(jī)才能進(jìn)行脹形，增加了生產(chǎn)成本。

　　減小摩擦力改善潤(rùn)滑環(huán)境不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成形時(shí)所需的軸向力，還可以降低模具磨損，延長(zhǎng)模具使用壽命。為減小摩擦，管坯外表面及成型模腔要盡可能光滑，應(yīng)在管坯和模腔之間添加合適的潤(rùn)滑劑。

　　2、內(nèi)壓力及軸向進(jìn)給之間的匹配關(guān)系對(duì)成形性能的影響

　　當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)中，軸向推力大小變化不容易控制時(shí)，為了方便實(shí)際生產(chǎn)，可以選擇液壓力和軸向進(jìn)給量作為內(nèi)高壓成形過(guò)程中的控制變量。如果內(nèi)壓力增加太快，而軸向進(jìn)給不能及時(shí)跟進(jìn)，則鼓脹部分主要是由進(jìn)入模具型腔內(nèi)的材料延伸得到，材料易出現(xiàn)減薄甚至破裂，導(dǎo)致成形失敗；相反，如果進(jìn)給量大而內(nèi)壓力比較低時(shí)，容易造成材料在模具型腔內(nèi)的堆積，形成死皺。因此，管材內(nèi)高壓成形過(guò)程中內(nèi)壓力與軸向進(jìn)給的匹配對(duì)成形質(zhì)量起著決定性的作用，如果匹配不合理可能引起破裂、起皺等失穩(wěn)缺陷。

　　資料 | 《制造業(yè)自動(dòng)化》2011年第2期--《內(nèi)高壓成形技術(shù)及主要影響因素的分析》，原作者是張勇永、吳利斌、曲輝。

　　自2007年創(chuàng)立以來(lái)，我司一直致力于內(nèi)高壓成形技術(shù)的創(chuàng)新和設(shè)備研發(fā)，并成立超高壓液力成形技術(shù)團(tuán)隊(duì)，突破了一系列技術(shù)難關(guān)。截止目前，我司已經(jīng)成功研發(fā)了230T至5000T等多種規(guī)格的內(nèi)高壓成形設(shè)備，還可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行特殊定制，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、民用等領(lǐng)域。

　　此外，經(jīng)過(guò)持續(xù)研發(fā)升級(jí)后，我司XD-THF內(nèi)高壓成形設(shè)備逐漸形成了一系列鮮明優(yōu)勢(shì)：

　　1）全伺服系統(tǒng)、自主研發(fā)的軟件操作平臺(tái)，針對(duì)不同材料的成形要求有著不同成形的模式及算法，本機(jī)具有數(shù)據(jù)采集，壓力溫度自動(dòng)補(bǔ)償，位移精度自動(dòng)比對(duì)校正;

　　2）采用先進(jìn)的PLC及功能模塊控制，提高設(shè)備工作精度和穩(wěn)定性;可根據(jù)不同產(chǎn)品要求編制不同控制程序，提高設(shè)備的兼容性和生產(chǎn)力;

　　3）人機(jī)智能交互界面，可以自主輸入位移、水壓、速度等關(guān)鍵加載路徑參數(shù)，并可對(duì)加載路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和數(shù)據(jù)輸出，有直觀界面可以顯示和對(duì)比實(shí)際以及預(yù)設(shè)加載路徑，當(dāng)偏差超出設(shè)定范圍時(shí)，會(huì)有報(bào)警顯示，便于糾正工藝參數(shù);

　　4）可以實(shí)現(xiàn)側(cè)缸的位移和推進(jìn)速度的精確控制;工作重復(fù)定位精度為±0.15mm，側(cè)缸的重復(fù)定位精度為±0.08mm，同步精度≤0.15mm，并實(shí)現(xiàn)在行程范圍內(nèi)全程數(shù)字控制及數(shù)據(jù)采集;

　　5）搭配機(jī)械臂，可實(shí)現(xiàn)一體自動(dòng)化生產(chǎn);

　　6）采用整體鑄造結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度大、剛性好、變形小、壽命長(zhǎng)、噪音小。

　　近年來(lái)，5G、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，為鍛壓設(shè)備的智能化創(chuàng)造了更多條件。為此，我司審時(shí)度勢(shì)、未雨綢繆，一方面加強(qiáng)對(duì)相關(guān)鍛壓裝備智能化布局，持續(xù)投入高端研發(fā)；一方面瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平，推動(dòng)我司鍛壓裝備打入國(guó)際市場(chǎng)，并最終成為“先進(jìn)流體壓力成形裝備智造及智能方案供應(yīng)的領(lǐng)航者”。