为了减少燃油消耗和降低二氧化碳排放，汽车的轻量化已经成为众所关注的焦点之一。汽车车身约占汽车总质量的40%，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上。汽车整体质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%。因此，车身的轻量化对减少汽车自重、提高整体燃油经济性至关重要。

汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。

汽车轻量化技术是通过优化设计（如先进的框架结构车身设计），采用高强度的结构材料（如高强度铝合金），以及先进的制造技术（如板材/管材液压成形技术）来实现的，这就需要车身设计、材料开发、先进制造技术和制造装备等方面齐头并进。

液压成形是一种柔性成形技术，根据成形对象的不同，可以分为板材液压成形、管件液压成形和壳体液压成形三类。液压成形作为一种先进的加工工艺，具有模具成本低、模具制造周期短、成形极限高等特点.与传统工艺相比，液压成形既节约了能源，降低了成本，又适应了当今产品的小批量、多品种的柔性发展方向，受到世界各国学者的一致关注。

板材液压成形技术

1.板材液压成形原理及优点

板材液压成形分为弹性介质、橡皮囊中介和直接充液成形三种类型。其中利用橡皮成形的方法出现较早，而充液成形方法近年来得到了较好的发展。充液成形分为主动式（液压胀形）和被动式（充液拉深成形）两种。板材充液成形技术现在主要应用于多品种少批量产品的生产中，可以成形复杂结构薄壁零件。经过改造后，该技术也可以应用于大批量的产品生产中。

板材液压成形的多种不同成形方式具有如下优点：

1.模具加工费用低，模具不易损坏，模具寿命提高；

2.充液成形可以获得壁厚均匀的成形零件，材料成形极限高；

3.成形零件表面质量好，回弹小，成形精度高；

4.可以成形复杂零件和复合结构零件，如拼焊板零件和表面预处理的板材；

5.充液成形特别适合于成形性能差或高强度的材料成形，如铝合金、镁合金、钛合金、不锈钢和高强度的低合金钢，而且还能成形复合材料。

2.国外研究进展

充液拉深成形技术由日本学者春日保男于1958年首次提出，他指出凹模圆角处板料垂直拉深力是决定溢流压力的主要因素，利用数学解析的方法解释了摩擦保持效果和溢流润滑效果，并推导出生成溢流压力的理论公式，并在其后用铜、铝和软钢等材料进行了实验验证。

欧、美、日本等国家较早地开展了工艺试验研究及设备的开发工作，随后虽有一些工业应用的实例，但应用范围仍不广。20世纪70年代中期以后，日本学者对这项工艺进行了较为细致的试验研究，提出了一些抑制破裂等成形缺陷的措施，使液压拉深工艺进入了实用阶段，广泛用于反光罩和雷达罩、航空部件及汽车覆盖件的生产。

液压成对成形是德国20世纪90年代后期提出的一种板料成形新工艺。因成形液压力较高，又称为板材内高压成形，简称HBU。板件成对液压成形时，首先将叠放的两块平板毛坯放置在上下凹模中间，压边后充液预成形，边缘切割，对边缘采用激光焊接技术焊接。然后，在两板间充入高压液体，使其贴模成形。这种成形属于内高压成形，适于成形腔体零件。

2004年，斯图加特大学的Jager等进行了板材充液热拉深和液压机械热拉深研究，指出流体温度在220～250℃时，流体温度对等效应变的影响较小，随着凸模温度的增加，凸模接触区域的等效应变也随之增加。

3.国内研究进展

在我国，自从江阴拖拉机厂采用这种方法生产出第一件产品——油底壳后，这种新工艺在国内也逐渐得到推广和应用。

笔者与哈尔滨工业大学康达昌等人在充液拉深的基础上提出了充液变薄拉深新工艺，并进行工艺试验研究，得出了一系列有价值的工艺参数。另外还成功研制了基于通用压力机的充液拉深装备，在丹麦被称为康氏方法。

该机采用计算机控制的通用模架加超高压增压器方式的充液拉深装备，解决了实际应用中的超高压问题，并根据工艺需要设计了高效节能的压边缸，液室压力和压边力可以根据设定曲线自动跟踪调节，具有很高的自动化程度，为充液拉深设备的国产化走出了一条新路。

通过工艺试验与数值模拟，对筒形件、方盒形件、抛物线形件的成形进行了系统的研究，在避免成形缺陷、提高成形极限方面积累了许多实际经验，得到具有重要价值的工艺参数，为充液拉深技术在我国生产实际中的应用奠定扎实基础。

北京航空航天大学联合佛山康思达液压机械有限公司建立了基于通用单动液压机的模块化上压式液力成形技术平台（见图1）。主缸公称压力达到3500kN，液室最高工作压力高达120MPa，可实现变压边力控制。系统采用PLC控制，可实现整个板材充液成形过程中的自动操作。此设备已成功地用于沈飞、上飞等的飞机复杂零件成形（见图2），取得了重大进展，显示了取代落锤成形的良好前景，为充液拉深设备的国产化走出了一条新路。