一家专注流体压力成形技术
内高压成形是一种以管材为坯料，以油液为传压介质，在管材内部施加超高压的同时，对管坯的两端施加轴向推力进行补料。因两种外力的合力作用，管坯产生塑性变形，最终与模腔内壁贴合，使管坯成为具有三维形状零件的现代塑性加工技术。本文兴迪源机械带来低碳钢瓶形管件及Ω接头管件内高压成形详解。
一、低碳钢瓶形管件内高压成形：
图2-36为一种瓶形管件的零件图。管材外径为40mm,初始壁厚为2.5mm,成形区直径为183mm,材料为20钢。该件成形的难点在于：
①左右非对称，要求管材两端的补料量不同；
②成形区长，长度为管材直径的4.6倍，成形过程中所需要的补料量达到80mm,初始管材的长度为403mm,接近管材外径的10倍，管材初始长度大容易引起屈曲；
③膨胀量大，膨胀率为70%，而材料延伸率仅为28%。
图2-36 瓶形管件形状与尺寸(mm)
由于该瓶形件材料为低碳钢，而且成形区长，要想获得大膨胀率，必须采用合适的预成形坯。同样采用“有益皱纹”作为预成形坯聚料，皱纹形状如图2-37(a)所示。然后通过加压整形使皱纹展平，即可获得该瓶形管件，如图2-37(b)所示。壁厚分布情况为两端送料区增厚，向中部成形区减薄，送料区越长，增厚越严重，左侧送料区增厚大于右侧。
在成形区，壁厚的分布是起伏变化的，这与成形过程中皱峰皱谷的位置相对应，皱峰处壁厚稍薄，而皱谷处壁稍厚，这也是利用“有益皱纹“成形的壁厚分布的一个显著特点。最薄处壁厚为1.92mm,减薄率为25.2%。左侧最大壁厚为2.75mm,增厚10%。
图2-37瓶形管件a)有益起皱形状；(b)瓶形管件。
二、Ω接头管件内高压成形：
图2-38为Ω接头管件零件图，该管件轴向剖面形状类似希腊字母Ω,因此称为Ω接头，为运载火箭动力系统中构成补偿管的重要零件之一。管材材料为1Crl8Ni9Ti。该接头的传统生产工艺为采用模具压出半环，切边配对后焊接成整圆，存在两条轴向焊缝。传统生产工艺的主要问题：
①模具压弯出半圆凸筋宽度不一致，精度难以保证；
②两半圆焊后变形严重，对接面翘曲，尺寸超标，并造成两端头无法加工；
③两半圆采用手工钨极氩弧焊焊接，清除焊漏工作量大易碰伤工件造成废品，如清理不净，则滚焊钢丝套时易出现虚焊，降低可靠性
④1零件结构存在叠加，造成有些位置无法进行X射线探伤，易造成焊接缺陷漏判。
图2-38 Ω接头管件形状与尺寸(mm)
采用内高压成形工艺制造图2-38所示Ω接头，需要外径为161mm,壁厚1.5mm的不锈钢管。该管材直径大、壁厚薄，无法获得无缝管材。由于激光焊接工艺具有焊缝塑性好、热影响区小、焊道窄且表面质量好、焊后清理工作量小、可重复性好等优点，故采用激光焊接制造管材。
Ω接头内高压成形的难点：
①大直径超薄零件，径厚比达107,管端密封困难；
②内圆角小，仅为板厚的3.3倍，需要成形压力高；
③轴向反力大，当成形压力为150MPa时，轴向反力接近3000KN,超过现有设备液压伺服缸的能力；
④没有过渡区或者过渡区为垂直边，并且要求⌀190mm凸台处的最小壁厚大于1.3mm。这些难点综合在一起，使得图2-38所示零件成形难度非常大。为了成形小圆角，需要很高的成形压力，成形压力高，轴向反力大、管端密封困难。为了满足最小壁厚要求和高压下整形圆角，需要一定的轴向补料，而补料过度或与内压匹配不合适，就会产生内凹缺陷，如图2-39所示。
图2-39 内凹缺陷
只有解决超薄管端部密封、大直径管轴向减力、避免内凹缺陷和壁厚控制才能获得合格的零件，如图2-40所示。其壁厚分布为中部膨胀区减薄较大，两端传料区壁厚基本不变，最小壁厚为1.37mm。
图2-40 Ω接头零件
【兴迪源内高压成形技术优势】
兴迪源机械(Xingdi Machinery)是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。自2007年创立以来，公司一直致力于内高压成形的技术创新和产品研发。主营产品范围从生产普通液压设备，现今发展至生产、研发国内顶尖流体压力成形技术的锻压设备。
兴迪源机械自2010年开始组建超高压液力成形技术团队，突破了成形压力100MPa-250MPa的技术难关，研发出“内高压成型设备”并投入用户生产现场。至今，公司已是创立超过10年的实力企业，已掌握了成形压力为500MPa的技术，并向市场提供了合模力4000吨、成形压力达500MPa以内的各种规格的内高压成型液压设备数十台套，技术研发成果在国内同行的民营企业中达到优异水平。
部分文段和图片摘自：
《现代液压成形技术》
作者：苑世剑
由兴迪源机械编辑
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