1.1 液压机机身的研究意义和背景

液压机与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势，液压机在工业领域特别是汽车生产制造中得到了越来越多的应用。在汽车工业及航空、航天等领域，减轻结构质量来节省工作中的能量是人们一直努力的目标，也是先进制造技术发展的趋势之一。[1]液压成形就是为实现结构轻量化追求的一种先进制造技术。液压成形也被称为“内高压成形”，它的基本原理是以管材作为原材料，在管材内部施加高压液体同时，对毛坯的两端施加轴向推力，进行补料。在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。[2]

液压技术的快速发展对促进整个工业化的良好发展都有着十分重要的影响。对于空心变截面工件，相对传统的制造工艺是先冲压成形两个半片，之后再焊接成一个整体，而液压成形就可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心工件。液压成形技术和工艺的主要优点：减轻质量，节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件，液压成形件比冲压件减轻18%～42%；相对于空心阶梯轴类零件，可以减轻41%～51%的重量。减少零件和模具数量，降低模具费用。[3]

液压成形件通常只需要1套模具，而冲压件大多需要多套模具。液压成形的发动机托架零件由6个减少到1个，散热器支架零件由17个减少到10个。可减少后续零件加工和组装的焊接工作量。[4]以散热器支架为例，散热面积增加40%，焊点由170个减少到25个，工序由12减少到只有5道，生产率可相应的提高70%。提高强度与刚度，特别是疲劳强度，如液压成形的散热器支架，其刚度在垂直方向可提高37%，水平方向可提高54%。减少生产成本。根据对已应用液压成形工件的统计分析，液压成形件的生产成本比冲压件平均降低18%～22%,模具费用降低21%～33%。[5]因此，更快的加强对液压技术的发展研究则显得非常重要。尤其是近几年来，人们对金属压制品与拉伸制品需求量的逐年提升，液压机更是得到了更广泛的应用。

1.2 液压机的国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

国外对液压机的研究主要集中在液压机的高性能的工业控制机控制方式的液压机产品。如美国MULTI-PRESS，丹麦STENHOJ及加拿大的BROWNBOGGS等公司。正是因为采用这种先进的控制方式，使整机的控制性能，生产效率都有很大提高。采用工业控制机控制方式的产品，成熟的产品是采用可编程控制器（PLC）的控制方式。[6]

作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型在加工工艺和安装方面，良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。[7]

在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计。插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。国外已开始广泛采用封闭式循环油路设计。[8]这种油路设计有效地防止泄油和污染。更重要的防止灰尘、污物、空气、化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。[9]由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维护，如BROWNBOGGS产品可实现负载检测、自动模具保护以及错误诊断等功能。[10]

1.2.2 国内研究现状