什么是弯曲轴线管内高压成形
工艺过程
弯曲轴线管内高压成形，很明显，构件的轴线并非直线形式，而是二维甚至三维的曲线。它的工序不能直接进行内高压成形，而要先进行弯曲、预成形之后，再进行内高压(如下图所示)。
具体来说，要先将管材弯曲成和零件轴线相同或者相近的形状，弯曲后，如果零件截面简单或者管材的直径小于模具型腔的最小宽度，那么可以直接进行内高压成形，如果零件截面复杂或者管材直径大于模具型腔的最小宽度(典型截面形状有四边形、多边形、椭圆和不规则截面)，那么弯曲后还要进行预成形，让管材能能放入模具型腔内。
而内高压成形工序是将预成形后的管材放到内高压成形模具中，首先用快速填充系统把管材充满乳化液，再通过一端的冲头引入高压液体，并按照一定加载曲线升压，在高压液体的作用下管材或经过预成形的管材贴靠模具型腔形成所需要的零件。
弯曲工艺的关键问题是控制外侧减薄和内侧起皱，同时要掌握回弹量控制。外侧减薄主要通过在绕弯的同时在轴向加上推力抑制轴向拉伸变形以防止过度减薄，如果外部减薄严重在较低压力下就会引起弯管外侧开裂，导致整个零件无法成形。
预成形的作用主要有三个，除了保证管材尺寸能满足模具型腔要求避免飞边缺陷之外，第二个是预先合理的分配坯料，确保零件在内高压成形过程中变形均匀避免皱纹和破裂缺陷，第三个是通过合理地预成形形状，降低过渡圆角整形压力和控制壁厚，降低设备合模力，节约模具费用和提高生产效率。
管材弯曲工艺
弯曲轴线管内高压成形工序第一步就是要将管材先进行弯曲。弯曲工艺主要有压弯、滚弯和CNC弯曲(绕弯)三种。压弯是将管材放置模具中利用上模合闭将管材压入模具型腔实现弯曲；滚弯是用三个驱动辊轮对管材进行弯曲的加工方法；CNC弯曲是先把管材轴线的形状输入倒弯曲机数控系统中，再由系统控制弯曲机利用管材绕模具旋转运动实现管材自动弯曲的工艺，是一种先进的绕弯工艺。
对于弯曲半径大、形状简单的二维曲线常采用压弯和滚弯工艺，对于轴线形状复杂的三维曲线，需要采用CNC弯曲工艺。
在实际生产中，管材弯曲时，截面形状有时会产生畸变，畸变量过大，将影响后续的预成形和内高压成形，容易引起弯曲外侧的开裂。针对CNC弯曲工艺来说，防止截面形状畸变的方法有两个，一是使用芯棒支撑断面，防止断面畸变(采用合理结构形式的芯棒是大批量生产中防止截面畸变和内侧起皱的主要措施)，二是在管材内充填颗粒状的介质、流体介质、弹性介质或者低熔点合金等，防止断面形状畸变(这种方法较为容易，应用比较广泛，多用于中小批量的生产)。
工作中可以通过最小弯曲半径和管材径厚比来判断管材弯曲难易程度。
最小弯曲半径，管材的弯曲变形程度取决于相对弯曲半径和相对厚度的大小。相对弯曲半径越小，弯曲变形程度越大；相对厚度值越小，相对厚度越薄。为保证管材弯曲质量，必须将相对弯曲半径设计在一定范围内。不同弯曲工艺的最小相对弯曲半径如下表。实际的最小相对弯曲半径不仅取决于弯曲工艺，还取决于材料力学性能和设备等，管件实际的减薄率和不圆度等需要工艺实验确定。
管材弯曲的最小相对弯曲半径(d为管材直径)
管材径厚比，管材的直径和厚度之比。随着管材径厚比增大，管材的相对壁厚越薄，弯曲过程起皱趋势严重，管材弯曲难度逐渐增加。极限径厚比是指在相对弯曲半径、弯曲工艺一定条件下，不发生起皱的最大径厚比。决定管材极限径厚比的主要因素是材料和弯曲半径。
管材CNC弯曲的极限径厚比
除了上述的三种压弯工艺，我们再来简单了解另外一种工艺---充液压弯工艺。
管材充液压弯是管材压弯和液压成形复合的一种工艺。首先从管端冲入液体，在管材内建立起内压作为柔性支撑，然后在模具中进行弯曲，并随模具压下的过程控制内压保持在一定数值，利用液压的支撑作用避免起皱和截面畸变，在合模后可提高内压进行整形，使管材贴模定形。
充液压弯工艺过程
a)初始状态b)压弯
管材充液压弯可分为管端无约束和管端约束两种类型。相比采用传统芯棒作为内支撑，管端无约束下的充液数控弯曲可以提高管材弯曲成形极限，并改善成形质量。面对铝合金管材充液压弯出现的缺陷时，通过采用压弯方法可以控制薄壁弯管截面变形，并通过管端施加约束可以大幅提高弯曲成形极限，消除缺陷。
缺陷形式
弯曲轴线异形截面管件内高压成形缺陷主要有开裂、死皱、飞边三种。
●开裂，开裂部位有三种情形：
弯曲段外侧，原因是管材弯曲过程造成壁厚过度减薄和加工硬化使材料塑性不足，防止措施是弯曲时控制壁厚过度减薄；
多边形截面过渡区，这是因为加载曲线的影响，解决方法是控制好加载路径;
焊缝热影响区，原因是当采用ERW焊管成形时，因为焊缝质量不良造成在焊缝及附近热影响区开裂。
●死皱，管材直径过大、预制坯截面形状和内高压成形模具分模面设计不合理，尤其是预制坯截面形状不合理。
●飞边，产生的主要原因是零件某处截面特殊、预成形截面和内高压分模面设计不合理导致，飞边不仅使零件成为废品，还会损害模具，是一种非常严重的缺陷。
关键技术
一、控制过渡区壁厚减薄率
过渡区过度减薄会引起成形时开裂，即使在成形时没有开裂也会对使用中疲劳性能造成不良影响，所以控制过渡区壁厚减薄率，是弯曲异形截面内高压成形的一个关键技术之一。要掌握这个关键技术，就要先了解有哪些因素会对壁厚分布产生影响。
膨胀率，影响壁厚分布的主要因素之一。对于矩形截面的内高压，随着膨胀率的增加，直边中心除壁厚变化不大，而过渡区减薄严重，以下表为例，当膨胀率达到10%的时候，过渡区的减薄率达到了25.5%，很容易引起过渡区开裂。
不同膨胀率的壁厚变化值
摩擦因素，摩擦对壁厚的分布也有着重要影响。以矩形截面的内高压为例，随着摩擦的增加，壁厚不均匀性增加，摩擦越大，壁厚不均匀性也越大，过渡区减薄率越严重。
分模方式，分模方式不同，在合模和内高压成形的过程中，往往引起材料和模具相对运动方向及运动距离的不同，由此引起摩擦力对材料流动的影响不同，这对多边形截面的壁厚分布也有重要影响。而对于矩形截面，其分模方式主要有中间直边分模、上侧直边分模、上下对角分模、中间对角分模四种形式。其中，上侧直边分模方式形成的预成形坯，内高压成形后的壁厚分布减薄最大，分布最不均匀；而上下对角分模生产的预成形坯，内高压成形后其壁厚减薄最小，壁厚分布最均匀；其他形式介于这两者之间。
材料力学性能，材料的力学性能不同，矩形截面成形后的壁厚分布也不相同，尤其是材料的硬化指数和厚向异形系数对壁厚的分布有着重要影响。一般情况下，随着材料硬化指数和厚向异形系数的提高，材料的壁厚减薄的趋势减小，壁厚分布的均匀性提高。
二、降低整形压力
整形压力高，合模液压机需要的吨位也就高，模具承受的应力也越高，这就使得设备和模具成本大大提高，所以如何在较低的压力下得到小尺寸的圆角也是异形截面内高压成形的一个关键技术。
如下图所示，如果按照普通的方法直接进行增压整形，由于摩擦力的原因，直接增加内压来获得小圆角的效果并不明显，或者代价很高。但是如果通过预成形工序先将管材截面压制成为一种内凹形状，再进行加压整形，整形压力就会大大减小，这样低压的条件下也可以成形小圆角。因为管材内凹，与模具接触的面积就减小了，材料容易向圆角处流动，而且内压产生的切向推力克服了摩擦阻力，又进一步促进材料向圆角处流动。
上面说的是原理，那实际工作中怎么操作呢?
首先要通过实验得出切向推力与内凹式深度的关系，进而推导出内凹式预成形截面的整形压力计算公式，有了公式就可得到不同内凹深度的整形压力。如果是正方形、矩形这些简单的内凹截面，可以通过优化设计获得合理的内凹式预制坯形状。如果是复杂的不规则的内凹截面，则可以采用预制坯充液压制工艺来得到预制坯形状。
充液压制工艺可以分为充填加压和压制两个阶段(如下图所示)。
主要的工艺参数有极限支撑内压、压制力、管端液体反力。通常管坯的径厚比大于20，管坯充液压制的力学模型可以简化为受内压作用的封闭薄壁柱壳，如图所示。
极限支撑内压的计算式为
σs是管坯材料屈服强度，r是柱壳半径，t是壁厚。
最大压制力为使管坯变形所需要的载荷，计算式为：
Fp=2rLps=2Ltσs
L为压制区投影长度(mm)
管端液体反力是管坯内液体压力作用于端部密封装置上的力，计算式为：
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