桥壳是汽车底盘上重要的承载及传力构件,要求具有足够的强度、刚度及疲劳寿命。燕山大学液压胀形课题组提出了桥壳胀压成形新工艺:先将无缝钢管两端缩径、中间胀形为预成形管坯,内部充液后再用模具压制成带有后盖和附加前盖(即工艺补充部分)的桥壳管件。胀压成形桥壳整体成形,无焊缝、壁厚分布合理,较铸造桥壳重量轻,较冲压焊接桥壳性能好,生产过程节材环保。采用胀压成形工艺制造中型卡车桥壳时,其中的压制成形过程复杂,变形机理还不清楚,工艺理论有待完善,实际生产中仍存在着桥壳后盖开裂、直臂存在内凹等一些质量问题。本文针对中型卡车胀压成形桥壳,进一步分析压制成形过程,揭示变形机理,探究压制加载路径(模具加载方式与内压的匹配关系)及预成形管坯形状对压制成形的影响规律,以完善桥壳压制成形的工艺理论,形成压制成形的关键技术,为胀压成形桥壳的批量化生产提供重要依据。针对中型卡车胀压成形桥壳,提出了附加前盖的设计准则,并根据该准则将某载重5t中型卡车桥壳设计成带有后盖及附加前盖的桥壳管件,在此基础上,提出了中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计准则(即首先确定与胀压成形桥壳管件长度相等、横截面周长相等的轴对称基准回转体,再将其桥包部分修正为前包半径小、后包半径大的非对称状)。分析了预成形管坯压制成形过程中典型截面的应力应变状态和壁厚变化趋势,揭示了桥壳后盖开裂、直臂存在内凹等质量问题的产生机理。分析了桥壳直臂段的受力情况,推导出模具作用力与材料屈服强度、管坯结构参数的关系表达式,提出了影响直臂内凹的工艺条件。针对某载重5t中型卡车胀压成形桥壳,采用有限元软件ABAQUS模拟了前包半径162mm、后包半径175mm的预成形管坯的成形过程;在此基础上,选用一种常用压制加载路径进行了压制成形的模拟,分析了预成形管坯的压制成形性及壁厚变化趋势。选择五种典型的压制加载路径,分别对同一预成形管坯进行了压制成形模拟,通过对比桥壳成形性和壁厚分布,分析了模具(外压)加载方式及内压加载路径对压制成形的影响规律,确定了较好的压制加载路径。针对某载重5t中型卡车胀压成形桥壳,设计了轴对称预成形管坯和多组前包半径、后包半径不同的非对称预成形管坯;首先进行了管坯预成形的有限元模拟,通过对比模拟结果的成形性、壁厚分布、最大横截面壁厚减薄率,初步确定了前、后包半径的取值范围;在此基础上,进一步进行预成形管坯压制成形的模拟,通过对比模拟结果的壁厚分布、后盖减薄率、过渡圆角成形,最终确定了前包半径、后包半径的取值范围,从而优化出合适的预成形管坯形状。针对中型卡车胀压成形桥壳直臂段的压制成形过程,通过有限元模拟,分析了预成形管坯直臂外径、加载路径、初始管坯壁厚等对直臂内凹的影响规律;根据补偿法的思路,将压制模具的直臂段型腔设计成内凹曲面以解决制件直臂内凹问题,经有限元模拟确定了内凹曲面的合适形状。针对某载重5t中型卡车胀压成形桥壳,设计了压制成形试验方案。通过预成形试验,得到了最大横截面半径164.5mm的轴对称预成形管坯和前包半径162mm、后包半径175mm的非对称预成形管坯。对两种管坯分别进行压制成形试验,结果表明:轴对称预成形管坯压制所得桥壳成形效果差、后盖易破裂;非对称预成形管坯压制所得桥壳,外形饱满,轮廓清晰。测量桥壳样件通过前后盖顶点的纵向截面以及中心横截面的壁厚,结果表明:沿轴向,由中心向两侧壁厚逐渐增大;沿周向,前后盖与横梁过渡处的壁厚最大、横梁处壁厚较大,前后盖处的壁厚较小,这种壁厚分布符合汽车桥壳的使用要求。进一步通过压制成形试验,检验了不同加载路径对压制成形的影响,证明了使用内凹曲面型腔模具可有效改善直臂内凹。