【作 者】徐勇;夏亮亮;李明;張士宏

　　金屬薄壁異形管件因具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕且良好的服役性能，因此，在航空、航天、核能工程及新能源汽車(chē)等國(guó)家重大科技工程領(lǐng)域具有重要而廣泛的應(yīng)用，然而，隨著高精度、長(zhǎng)壽命、輕量化發(fā)展的重大迫切需求，傳統(tǒng)制造技術(shù)由于自身的局限性，難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的行業(yè)需求［1－3］。液壓成形技術(shù)將液體作為傳力介質(zhì)，通過(guò)特殊的工模具配合，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的整體成形，具有更高的材料利用率和優(yōu)異的質(zhì)量性能，因而受到廣泛的關(guān)注與應(yīng)用［4－7］。然而，為滿(mǎn)足工業(yè)設(shè)計(jì)上的需求，不乏存在一些具有復(fù)雜截面特征且局部變形量很大的薄壁管類(lèi)空心零件。這就要求進(jìn)一步增加液壓成形時(shí)的管材內(nèi)部壓力，有時(shí)甚至可能會(huì)達(dá)到幾百兆帕。

　　在如此高的內(nèi)壓下，管材與模具之間的摩擦力急劇增大，導(dǎo)致材料流動(dòng)能力下降，進(jìn)而影響到材料的成形性以及成形后零件壁厚的均勻性。更為重要的是，超高壓引起的液體密封問(wèn)題難以得到解決，這些因素限制了液壓成形技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用［8］。

　　根據(jù)零件幾何結(jié)構(gòu)特征和施加載荷的方向不同，可以進(jìn)一步將該技術(shù)分為軸向加載液力成形、徑向加載液力成形以及多向復(fù)合加載液力成形。其中，徑向加載可以在零件成形過(guò)程中隨時(shí)施加。而對(duì)于軸向加載 ( 即內(nèi)高壓成形) ，由于初始管材為等徑管，因此，需要先通過(guò)液壓力將管坯預(yù)先成形出一定的形狀，為剛性模具施加機(jī)械力提供必要空間。枝杈管內(nèi)高壓成形也屬于典型的液力成形，下文具體介紹不同加載方式的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用情況。

　　【結(jié)語(yǔ)與展望】

　　針對(duì)具有大膨脹率及大截面變化比等復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征的管類(lèi)零件的整體成形難題，開(kāi)展了包括工模具開(kāi)發(fā)、有限元仿真、加載路徑優(yōu)化等在內(nèi)的管材液力成形技術(shù)的系統(tǒng)研究。該技術(shù)通過(guò)在管內(nèi)充入低壓液體作為支撐內(nèi)壓，并配合剛性機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的機(jī)械力對(duì)工件局部實(shí)施加載，在提高材料流動(dòng)性和成形性的同時(shí)，可以有效解決管材液壓成形過(guò)程中超高壓帶來(lái)的密封難題。目前，采用該技術(shù)已成功開(kāi)發(fā)出多種復(fù)雜管類(lèi)零件，實(shí)現(xiàn)了在較低液體內(nèi)壓(≤100MPa) 下，最大變形量為近70%、最小圓角半徑為1mm等復(fù)雜管類(lèi)零件的整體精確成形。隨著對(duì)該技術(shù)研究的不斷深入，今后有望實(shí)現(xiàn)在航空、航天、核能工程及新能源汽車(chē)等國(guó)家重大科技工程領(lǐng)域中的規(guī)?；瘧?yīng)用，為高性能金屬?gòu)?fù)雜管類(lèi)零件的開(kāi)發(fā)提供有效的技術(shù)支撐。

　　以下是正文：