內(nèi)高壓成形技術(shù)的精確范疇?wèi)?yīng)該屬于液力成形技術(shù)，內(nèi)高壓成形技術(shù)是一種新的制造技術(shù)，只有結(jié)合特定場合下的特殊應(yīng)用才能表現(xiàn)出該項技術(shù)所具有的先進(jìn)性和突破性。本文興迪源機(jī)械帶來內(nèi)高壓成形的概念原理、特點優(yōu)勢及在汽車上的應(yīng)用。

一、內(nèi)高壓成形的基礎(chǔ)理論：

1）概念：

內(nèi)高壓成形技術(shù)的精確范疇?wèi)?yīng)該屬于液力成形技術(shù)?，F(xiàn)在國際上流行用液力成形來替換原先的液壓成形的說法，由于液力成形更能精確地描述加工過程的實質(zhì)，即通過液體傳遞的壓強(qiáng)，作用在一定的加工表面，終極以液力的形式加工工件，使工件達(dá)到所要求的尺寸和外形。

一般液力成形（Hydro-forming）分為3種：殼液力成形(Shell?hydroforming)；板液力成形(Sheet?hydroforming),?一般加壓在600~800MPa；液力成形(Hydroforming)，一般特指美國的管子液力成形(Tube?hydroforming?)，或是德國、歐洲的內(nèi)高壓成形(Internal?High?Pressure?Forming)。簡單的成形過程就是通過加壓裝置對封閉在模腔中內(nèi)部布滿液體的管件施加一定的壓力，使液體具有極高內(nèi)壓力并活動，迫使管壁向內(nèi)腔外形的空間活動而成形，最高的內(nèi)壓可以達(dá)到4000MPa。

國內(nèi)汽車行業(yè)首先接觸到的主要是德國公司的產(chǎn)品，因此習(xí)慣稱這種成形技術(shù)為內(nèi)高壓成形。

內(nèi)高壓成形是把管件作為加工對象，在管件內(nèi)充入高壓液體，使其對管件內(nèi)壁?產(chǎn)生壓力，用沖頭密封管件兩端，利用軸向進(jìn)給為管件成形提供補(bǔ)料，使管件外壁完全貼緊模具型腔，從而獲得所需形狀零件的技術(shù)。管件的內(nèi)高壓成形過程通?？煞譃橐韵聨撞?

(1)將管件放入模具型腔，閉合模具，管件端部采用沖頭密封。

(2)將液體由密封沖頭充入管件內(nèi)部，對管件內(nèi)部的液體施加壓力，則管件在內(nèi)壓力和軸向補(bǔ)料的作用下發(fā)生變形，使管件外壁逐漸貼緊模具型腔。

(3)等管件外壁大部分部位貼緊模具型腔，再采用較大的內(nèi)壓力，使管件圓角等不易成形的部位也逐漸貼緊模具型腔，以得到所需形狀的成形件。

2）原理：

以采用內(nèi)高壓成形工藝加工T型管接頭為例來說明內(nèi)高壓成形工藝的基本原理。在專門配合內(nèi)高壓成形工藝的專用液壓機(jī)上配置可同時加工多個工件的雙面模具，同時每個管子兩端配有軸向密封壓頭(軸向擠壓缸)和一個對向壓頭。管坯放在下模上，然後模具閉合，管坯兩端由密封壓頭密封，接向管坯內(nèi)腔注滿壓力介質(zhì)，如油、水等。

在實際成形過程中，軸向壓頭擠壓管坯，使布滿管內(nèi)壁的壓力介質(zhì)產(chǎn)生很高的內(nèi)壓力。在管坯外形和模腔外形存在間隙的情況下，壓力介質(zhì)自然向該空間活動，同時作用在管壁上使管子脹形，直到管坯的外形與模具的內(nèi)腔輪廓相符。另外，對向壓頭還能控制縱向材料的活動。借助整形壓力，使工件外形完全符合模具的輪廓。這樣可以在零件的尺寸和外形上達(dá)到很高的精度。最後打開模具，取出工件。

3）內(nèi)高壓成形特點優(yōu)勢：

1、成形工序少?：

內(nèi)高壓成形過程中，沖頭對管件有密封作用，而其對管件軸向上施加的力為管?件成形進(jìn)行補(bǔ)料，提高了管件的成形能力，對于多截面零件也能夠?qū)崿F(xiàn)一次成形。?另外，由于內(nèi)高壓成形件有著較好的整體性，所以使內(nèi)高壓成形件的焊接量減少，?甚至有些內(nèi)高壓成形件不需要組裝焊接。

2、所需模具少：

由于內(nèi)高壓成形件是一次成形，所以成形過程所需模具數(shù)量較少。例如，有些內(nèi)高壓成形零件上分布有裝配孔，則該類零件就可以在內(nèi)高壓成形之后實施液壓沖孔。液壓沖孔時，管件內(nèi)部的高壓液體起到了凸?；虬寄５淖饔?，因此就不再需要單獨制造凸?；蛘甙寄?，節(jié)約模具制造費用，從而降低了零件的生產(chǎn)成本。

3、成形質(zhì)量好：

采用內(nèi)高壓成形所得零件，由于整體性比較好，所以其強(qiáng)度和剛度也較高。另外，內(nèi)高壓成形件的焊接數(shù)量較少，出現(xiàn)應(yīng)力集中的焊接接頭位置也隨之變少，使內(nèi)高壓成形得到的零件質(zhì)量較好。

4、污染小：

內(nèi)高壓成形技術(shù)是一種環(huán)保的成形技術(shù)，相對于傳統(tǒng)沖壓焊接，其噪聲污染小工作環(huán)境較好，另外內(nèi)高壓成形所需的高壓液體能夠循環(huán)利用，對環(huán)境影響較小。

5、重量輕：

內(nèi)高壓成形的初始加工對象是空心管件。據(jù)統(tǒng)計，在滿足強(qiáng)度和剛度等要求的基礎(chǔ)上，內(nèi)高壓成形所得零件的重量要比傳統(tǒng)沖壓焊接所得零件的重量輕15%-50%?。

二、內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車上的應(yīng)用：

1）內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車管狀副車架上的應(yīng)用：

內(nèi)高壓成形技術(shù)是一種新的制造技術(shù)，只有結(jié)合特定場合下的特殊應(yīng)用才能表現(xiàn)出該項技術(shù)所具有的先進(jìn)性和突破性。結(jié)合內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車管狀副車架上的應(yīng)用(實物見圖5)的例子，具體來說明內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車上的應(yīng)用情況。

主要是其制造工藝—內(nèi)高壓成形技術(shù)比精沖後焊接的技術(shù)含量高。從柱狀圖(見圖6)可以清楚地看到，管狀副車架的生產(chǎn)具有職員少、場地小、材料利用率高和焊縫少的特點。焊縫少直接影響到焊接的熱變形小，保證了終極的裝配精度。同時內(nèi)高壓一次成形復(fù)雜的加工表面，使管材經(jīng)過均勻的連續(xù)塑變後冷作硬化，壁厚減薄程度一致，內(nèi)、外表面連續(xù)、光滑地過渡，也能保證相當(dāng)高的尺寸精度。

空心的管材在變形過程中內(nèi)部形成不中斷的纖維組織，使整體的強(qiáng)度進(jìn)步，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的公道性增加。這一系列的優(yōu)點也正是內(nèi)高壓成形技術(shù)本身的突破性和先進(jìn)性應(yīng)用於副車架的生產(chǎn)時的體現(xiàn)。但內(nèi)高壓成形技術(shù)也存在一個明顯的弱點，它需要的一次性啟動投資比較大，主要是專用設(shè)備的用度比較高。但是，工件數(shù)目的減少、工件結(jié)合面間的密封消耗，以及高強(qiáng)度、高空間利用率和重量輕等所帶來的節(jié)約也是很可觀的。

2）結(jié)論：

從內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車上的應(yīng)用實例，可以看出該項技術(shù)的幾個特點：

(1)?內(nèi)高壓成形一次成形復(fù)雜外形，使管材結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)步；

(2)?內(nèi)高壓成形產(chǎn)生均勻、連續(xù)的塑性變形，壁厚減薄程度一致，輕易控制裝配尺寸；

(3)?控制變形的關(guān)鍵是控制軸向力不超過關(guān)鍵成形力FU，保證不出現(xiàn)管壁不規(guī)則壓縮的現(xiàn)象；

(4)?內(nèi)高壓成形技術(shù)的明顯的弱點是一次性啟動投資比較大。

【興迪源機(jī)械內(nèi)高壓技術(shù)優(yōu)勢】

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，公司一直致力于內(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)流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。

興迪源機(jī)械自2010年開始組建超高壓液力成形技術(shù)團(tuán)隊，突破了成形壓力100MPa-250MPa的技術(shù)難關(guān)，研發(fā)出“內(nèi)高壓成型設(shè)備”并投入用戶生產(chǎn)現(xiàn)場。至今，公司已是創(chuàng)立超過10年的實力企業(yè)，已掌握了成形壓力為500MPa的技術(shù)，并向市場提供了合模力4000噸、成形壓力達(dá)500MPa以內(nèi)的各種規(guī)格的內(nèi)高壓成型液壓設(shè)備數(shù)十臺套，技術(shù)研發(fā)成果在國內(nèi)同行的民營企業(yè)中達(dá)到優(yōu)異水平。