随着能源短缺问题日益突出,航空航天和汽车等行业对零部件轻量化的要求越来越高,内高压成形件因其轻量化特点而应用前景广阔。大膨胀率薄壁管在工业、军事和化工等领域的应用不断增多,但因其变径比大、径厚比大的特点,内高压成形时易造成壁厚减薄严重甚至破裂、贴模率低等问题。因此,需要探究合适的内高压成形工艺,以期加工出壁厚均匀性好、贴模效果好的大膨胀率薄壁管,进而提高中国制造品质。针对大膨胀率薄壁管常规内高压成形时壁厚减薄严重、贴模率低等问题,首先通过对内高压成形过程中材料流动特性和补料机理的分析,采用“胀形+镦挤”复合成形,提出一种胀镦复合内高压成形工艺。通过对比胀镦复合内高压与常规内高压成形的成形工艺原理,阐释了两种工艺的补料机理区别,以改善内高压成形中壁厚均匀性差、贴模率低的典型问题,实现大膨胀率薄壁管的高质量内高压成形。作为大膨胀率薄壁管胀镦复合内高压成形工艺的典型应用,以某型号汽车消音器外管——双凸环薄壁管为例,设计了胀镦复合内高压成形工艺方案并基于ABAQUS建立了有限元分析模型,对比了数值模拟得到的成形件的壁厚分布情况、应力-应变分布情况。分析表明,胀镦复合内高压的最大减薄率为30%,相对于常规内高压的67.1%,最大壁厚减薄率有了显著改善,成形件壁厚分布均匀性较好,且胀镦复合内高压成形得到的成形件贴模性较好,验证了胀镦复合内高压是成形大膨胀率薄壁管的有效工艺方案。针对胀镦复合内高压成形工艺参数多、因素交互作用强的问题,给出了一种基于响应面法的多参数多目标的内高压成形参数优化方法。建立了最大壁厚减薄率和最大圆角半径差的响应面模型,对双凸环薄壁管在不同加载路径下的成形性能进行了分析,并基于质量评价参数对加载路径进行了优化,确定了最佳加载路径为线性加载,且补料量为13mm、成形压力为89MPa。最优加载路径下的模拟与理论优化的最大壁厚减薄率和最大圆角半径差的误差分别为1.70%和0.82%,数值模拟与理论优化吻合较好。最后,开展了双凸环薄壁管胀镦复合内高压成形实验,通过实验与数值模拟结果的对比,验证了数值模型的有效性。采用响应面法理论优化参数开展成形实验,并对比了理论优化结果、数值模拟结果、实验结果,实验与理论优化间的最大壁厚减薄率、最大圆角半径差的误差分别为0.76%和7.22%,表明响应面法优化加载路径具有较好的可行性,得到了壁厚和形状尺寸均匀的双凸环薄壁管,可为其他管件的内高压成形提供参考。