[0037] 以下所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，如轴向进给缸增多为3个或以上，改变主缸合模方式、改变增压缸、脉动液压缸的数量与尺寸，伺服电机的规格等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0038] 实施例1：
[0039] 本实施例为胀形压力常规线性加载内高压成形，结合图1-6说明本实施方式。
[0040] 本发明的一种胀形压力脉动加载的中小型内高压成形机，包括：上横梁1、四个导柱2、两个快速缸3、主缸4、活动横梁5、上模6、两个(或三个)轴向进给缸8和与之数量一致的冲头7、工作台9、机架10、下模11、下缸12、电气控制柜13、PLC(含AD/DA模块)14、伺服驱动器15、多个按钮开关16、控制面板17、触摸屏18、低压充液系统19、主机液压系统20、系统油管
21、增压缸22、脉动液压产生装置23、高压水管24、压力变送器25。
[0041] 所述脉动液压产生装置23包括：伺服电机49、丝杠50、多颗滚珠51、螺母52、多个沉头螺钉53、连接法兰54、脉动缸活塞杆55、脉动缸缸体56、进液口高压单向阀57、压力变送器58、截止阀59、出液口高压单向阀60。所述伺服电机49与丝杠50固定连接；丝杠50、多颗滚珠
51、螺母52组成滚珠丝杠传动副；螺母52底座圆周均匀分布多个通孔，连接法兰圆周对应位置也分布相同数量的通孔，通过对应数量的沉头螺钉53将二者连接；脉动缸活塞杆55上端部与连接法兰54固定连接，下端与缸体56形成可变容腔；缸体56两侧分别连接进液口高压单向阀57和出液口高压单向阀60，控制高压液体单向流动；脉动液压缸出液口连接截止阀
59，截止阀59上连接压力变送器58。
[0042] 所述主机液压系统20包括：主机油箱27、主电机28、远程调压阀29、恒压变量泵30、系统溢流阀31、至少一个蓄能器32、电液伺服阀33、二位四通电磁换向阀34、压力表35。主机油箱27装有液压油，主电机28通过联轴器与恒压变量泵30连接；恒压变量泵30的进油口接油箱27，出油口至系统四通管接头一个接口；四通管接头另外三个接口分别与蓄能器32、电液伺服阀33的进油口P、主机其他油路连接；电液伺服阀33的A、B油口分别对应与二位四通电磁换向阀34的P、T油口连接；二位四通电磁换向阀34的A、B油口分别对应与增压缸22的中部油口45、端部油口48连接。
[0043] 所述低压充液系统19包括：高压单向阀36、溢流阀37、充液电机38、低压泵39、过滤器40、水箱41。水箱41中装有成形液体介质；低压泵39进液口安装过滤器40，出液口向增压缸22快速充液；溢流阀37作充液系统安全阀，高压单向阀36防止增压缸22中的高压液体反向流入低压泵39。
[0044] 所述四个圆柱形导柱2穿过活动横梁5对应四个孔，上端与上横梁1固定连接、下端与工作台9固定连接；所述主缸4为大直径柱塞缸，两个快速缸3对称分布在主缸4左右两侧；主缸4、两个快速缸3的缸体固定连接在上横梁1下端面，主缸柱塞与快速缸活塞杆末端固定连接在活动横梁5上端面；所述上模6上端面固定连接在活动横梁5下端面中部，下模11固定在工作台9上端面与上模6对应位置；所述两个或三个轴向进给缸8固定在工作台9左、右、后侧(第三个固定于后侧)，冲头7水平连接在其活塞杆端面上；所述工作台9固定于机架10上，下缸12设置在机架10内；
[0045] 所述控制面板17固定连接在上横梁1右侧，触摸屏18与按钮开关16均安装于其内；电气控制柜13固定连接在机架10右侧，PLC(含AD/DA模块)14与伺服驱动器15均安装于其内部；增压缸22固定连接在机架右侧，其低压腔两油口45、48通过系统油管21与主机液压系统
20连接，其高压腔进液口43通过高压水管24与低压充液系统连接，其出液口42通过高压水管与脉动液压产生装置23连接；压力变送器25插装在增压缸出液口42处；脉动液压产生装置23的出液口与冲头7中的通液孔通过高压水管24连接；
[0046] 所述按钮开关16、触摸屏18、低压充液系统19、主机液压系统20、脉动液压产生装置23与压力变送器25分别通过电缆与PLC14的输入或输出接口连接；伺服驱动器15的输入端通过电缆与PLC输出接口连接，其输出端与脉动液压产生装置中的伺服电机49连接；
[0047] 所述触摸屏18可手动输入内高压成形压力加载程序，压力常规线性加载部分与脉动加载部分独立输入参数，本实施例中无脉动加载参数；程序参数通过PLC14处理，分别控制各系统与部件动作；电信号输入电液伺服阀33，通过控制伺服阀的流量来控制增压缸22的进给；低压充液系统19补充的液体成形介质经过增压缸22加压流入脉动液压产生装置23；脉动液压产生装置23中的活塞杆锁紧不动，高压成形介质最终流入管材26。增压缸22出口端插装压力变送器25检测压力，并将压力转换为电信号反馈输入PLC14中，通过PLC中的PID控制器形成压力的半闭环控制。
[0048] 本实施例中，内压力随加载时间变化的一次函数为：
[0049]
[0050] 加工前，在触摸屏18中输入成形工艺程序如下表所示：
[0051]
[0052] 上表中，时间点为内压力线性加载的起始点或转折点；压力为该时刻的胀形压力；脉动方式为：0无脉动、1正弦波脉动、2矩形波脉动、3三角波脉动；振幅h为对应时刻活塞杆
46往返运动的振幅，频率为活塞杆46往复运动频率。
[0053] 随后，将预处理的管材26置于下模11正确位置，按下控制面板17中的相应按钮开关16启动半自动成形，主缸4驱动活动横梁5先快速下行，至上模6接近下模11时转为慢速合模；轴向进给缸8快速轴向定位，与此同时充液电机38启动，低压泵39排出低压成形液体依次经过增压缸22与脉动液压产生装置23后，进入冲头7中的通液孔；轴向进给缸定位到预定位置后密封管材26各端部，并排尽其内部的空气；随后轴向进给缸8转为慢速进给，并按照设定程序进给；进给初始时刻，增压缸22的高压腔44处于最大体积状态并且充满低压液体；主电机28驱动恒压变量泵30为液压系统提供动力，PLC14根据设定程序控制电液伺服阀33的阀芯移动，同时二位四通电磁换向阀34阀芯处于右位接通，液压油从油口进入增压缸22低压腔，推动活塞杆46向高压腔44侧移动；高压腔44中的成形液体增压后依次流过脉动液压产生装置23中的进液口高压单向阀57和出液口高压单向阀60，此时伺服电机49处于停机状态，不产生脉动压力；高压液体最终通过冲头7中的充液孔进入管材26内部，在轴向进给的配合下使管材26贴紧模具上模6与下模11内壁，成形出所需形状产品。
[0054] 此成形过程中，可通过调节远程调压阀29的压力来控制恒压变量泵30的输出压力；系统溢流阀31控制主机液压系统最高压力，起到限压安全作用；蓄能器32在主机工作间隙吸收液压油，在成形压力上升较快时向电液伺服阀33快速补大流量液压油，减小电机28的装机额定功率；压力表35可实时显示增压缸22低压腔的压力，便于设备操作者实时观测监控成形过程；压力变送器25实时采集增压缸22高压腔出液口42的压力，并转换为电信号反馈至PLC14中，形成压力闭环反馈控制，实时控制电液伺服阀33的阀芯移动；同时触摸屏18上实时显示胀形压力的变化；高压单向阀36防止高压成形液体反向回流至低压泵39。
[0055] 内高压成形程序执行完成后，轴向进给缸8快速退回初始位置，管材26泄压，快速缸3驱动活动横梁5快速上行开模，最后取出成形的管材26，准备进行下一个工件成形。
[0056] 实施例2：
[0057] 本实施例为胀形压力正弦脉动加载内高压成形，结合图1-7说明本实施方式。
[0058] 本实施例中，内压力加载曲线函数为：
[0059] P1(t)＝P0(t)+ΔPsin(2πωt)
[0060]
[0061] 式中，ΔP为脉动波振幅，本实施例取5MPa；ω为脉动频率，本实施例中取1Hz。
[0062] 与实施例1相比不同的是，脉动加载方式选择1，振幅h需要在零件成形前手动测定。因系统只反馈控制常规线性加载的压力，脉动压力部分开环控制，输入程序为脉动缸活塞杆振幅h，而非脉动压力振幅ΔP。已知成形介质流体力学属性，脉动缸、高压水管、管材尺寸等，可通过理论推导计算出振幅ΔP对应的活塞杆振幅h，但由于假设过多，系统存在泄露等不可控因素，导致存在较大误差。因此通过在设备上手动测定脉动缸活塞杆振幅较为准确。
[0063] 本发明为中小型的内高压成形机，在压力脉动振幅ΔP不变、压力控制精度要求不高的情况下，可设定恒定的振幅h值。若成形后发现压力振幅ΔP衰减幅度超出要求的压力控制精度，则可以通过对比触摸屏18上记录的实时压力值，对脉动缸活塞杆振幅h进行补偿，各时段起始点设定不同的振幅，系统根据起始时刻的h值，按照线性插值法自动确定每一个脉动周期的活塞杆振幅。
[0064] 手动测定活塞杆46振幅的方法是：在触摸屏18中设定设备为手动运行状态；按下相应按钮开关16手动控制主缸4合模、冲头7快速定位；在触摸屏18上手动控制增压缸22点动增压，在保证管材不发生破裂失效情况下(管材破裂时压力有突变)，将理论计算得出的h值为基准输入触摸屏，然后手动控制脉动液压产生装置23运行，压力变送器25实时采集出液口高压单向阀60出口压力并显示在触摸屏18上。观察实际压力脉动值并与理论值对比，多次反馈修正，最终确定h的合理值。
[0065] 本实施例成形过程与实施例1相比另一处不同的是，在半自动成形过程中，脉动液压产生装置23处于运行状态，初始时刻脉动缸活塞杆55处于平衡点，高压液体从增压缸22进入后变为正弦脉动压力。正弦脉动压力产生的机理是：PLC14输出控制电信号，经过伺服驱动器15放大后驱动伺服电机49转动，其转动角速度为正弦规律变化，最大值根据脉动频率ω和活塞杆振幅h由系统自动计算获得。伺服电机49驱动滚珠丝杆螺母副将旋转运动转化为直线运动，螺母52驱动脉动缸活塞杆55作上下往复正弦运动，使无杆腔压力脉动变化；进液口高压单向阀57和出液口高压单向阀60防止高压液体在脉动时反向流动，减小干扰；
截止阀59在脉动加载成形时开启，在非脉动加载成形时关闭，提高压力变送器58的使用寿命。
[0066] 实施例3
[0067] 本实施例为胀形压力矩形脉动加载内高压成形，结合图1-9、图8说明本实施方式。
[0068] 本实施例中内压力加载曲线函数为：
[0069]
[0070]
[0071] 式中，ΔP为脉动波振幅，本实施例取5MPa；ω为脉动频率，本实施例中取1Hz。
[0072] 与实施例2相比不同的是，在每个脉动周期内，伺服电机49均以最大转速驱动活塞杆46运动。活塞杆46从平衡点处快速移动至最大振幅h处，暂停一段时间后下行至平衡点下h处，暂停相同时快速返回平衡点。
[0073] 实施例4
[0074] 本实施例为胀形压力三角脉动加载内高压成形，结合图1-6、图9说明本实施方式。
[0075] 本实施例中的三角波，振幅ΔP＝5MPa，周期ω＝1Hz。与具体实施方式二相比不同的是，在每个脉动周期内，伺服电机46驱动活塞杆47从平衡点开始匀速上下移动。
[0076] 实施例5
[0077] 本实施例为多种加载方式分时段组合式加载，结合图1-9说明本实施方式。
[0078] 输入程序如下表所示：
[0079]
[0080] 脉动液压产生装置在0-5s内输出正弦波脉动压力，5-15s内输出矩形波脉动压力，15-20s输出三角波脉动压力，实现多种加载方式分时段组合式加载。振幅h由5mm微调至
5.3mm，对压力脉动的衰减进行适当补偿。
