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应用在新能源车上的冲压技术

发布时间:2019-03-01 01:44:38

来源:投稿

作者:锐硕五金

众所周知,汽车车身的金属件几乎100%为冲压件,而且汽车车身的更新换代速度快。这就决定了冲压成形技术在汽车产品的开发中不仅影响制造周期,还直接影响成本和产品品质。汽车车身冲压成形技术的关键是冲压工艺与模具技术。冲压工艺的合理与否决定了模具调试的难易程度;模具设计决定了模具制造的难易程度及制造管理过程,因而直接影响模具制造成本和周期。

冲压技术的发展与材料和结构密切相关。未来,环境要求和日益严格的环保法律,将促使汽车类型,材料和结构发生根本变化。为了减少城市co2的排放量,推广新能源车和力求汽车轻量化已成为市场的趋势。新能源车制造业最突出的发展方向是提高车身所用材料的比强度和比刚度,发展高效的轻量化结构。现代车身结构中,高强度钢约占25%。目前在继续开发超高强度钢的同时,不断发展新的“高效结构”和制造技术,使车身重量持续减少。努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用。加工方式将以减少传统机加工方式及增加冲压成型比重的方向转变。

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欧美的未来型的铝车身家用小汽车,可使重量减轻40-50%,耗油仅为现行小汽车平均值的三分之一。目前的主要问题是开发低成本铝合金,发展新结构和高效制造方法,以及改进回收技术。一旦成本问题解决了,铝合金和复合板材料可能成为汽车的主要结构材料。发达国家在材料和成形技术开发与应用方面正方兴未艾。使用铝合金和镁合金代替钢铁是目前各国汽车制造商主要的减重措施。另外,在承受冲击时铝板比钢板多吸收冲击能50%。我国的镁矿资源丰富,占全世界的50%左右。镁合金由于除了能满足汽车轻量化的要求外,还具有易加工、易回收、环保好等优点。因而在现代汽车上也得到了愈来愈多的应用。可以预计,随着这些高强、轻质材料的广泛应用和汽车结构的进一步改善,汽车的自质量有可能下降1/2以上。

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对于轻量化车身成形工艺与模具技术的探索,要进一步探讨新一代铝、镁合金等轻金属的大幅度弹塑性变形本构关系及参数获取,表面摩擦特性的机理;在工艺技术方面,要研究铝、镁合金的冲压回弹、起皱、拉裂规律和毛坯反求等问题;在模具制造方面,要研究模具毛坯快速制造方法,开发快速精密加工与精密测量技术和装备,同时,还要研究与之配套的铝、镁合金冲压工艺试验技术与装备。而随着新材料和新结构的扩大应用,迫切需要相应的低成本冲压成形技术应用到汽车上。发展方向有一下三种:

一、亚毫米冲压

亚毫米冲压是指汽车车身冲压件的精度控制在0-1.0mm的范围内,与过去制造业通行的误差2mm相比,是个非常大的提高。亚毫米冲压的中心是冲压件的精度与敏捷度两个目标,精度就是使冲压件尺寸准确度控制在0毫米或亚毫米的水平,其关键是控制车身支架、立柱等结构件的尺变动,并使汽车覆盖件分块度大,如采用整体左右侧板和顶盖板等。敏捷度含义则是指减少冲压件的生产主准备时间达30%,包括模具设计、试样制造和工装准备时间,以达到极大缩短新车型制造周期的目的。通过亚毫米冲压项目的研究,使冲压过程和部件装配工艺的设计不仅由基于经验和传统工艺向科学和数据过程的转化,而且向CAD和模拟试模转化,同时实现了过程监测和设备维护由被动响应向科学预测式转变。

二、液力拉伸技术

传统的拉伸由刚性凸模、压边圈和凹模构成。拉深过程中,凸模底部材料几乎不发生塑性变形,坯料的主要变形区是凸缘区。该区材料在周向压应力和径向拉应力作用下发生塑性变形并被逐渐拉入凹模内,转化形成筒壁。液力拉深技术是在原理和方法上不同于传统拉深方法的一种新技术,包括液力深拉伸和液力正拉深两种。

液力深拉伸利用压力介质(大多是油水乳剂)进行成形,主要在双动液压机上完成。液体介质一般为油或水。由于成形过程中拉深凸模压入液压腔而产生向各个方向起作用的反压力,并将要成形的坯料始终紧压在凸模表面上,因此加大了凸模与坯料之间的附着摩擦,不仅使拉深力大大提高,而且成形件的精度很高,也利于减少回弹;此外,由于板材不是在刚性圆角上进行拉深,而是通过液体间隙的压力被拉深,因而成形件应力分布均匀,表面质量高。

液力正拉深是利用压力介质(大多是油水乳剂)进行成形的。由于板坯不与凸模或者凹模摩擦,而是通过液压乳剂将板坯挤压到凸模上,因此不仅模具磨损度小,模具的耐用度高,而且工件可达到较理想的表面质量。此外,由于使用液力正拉深工艺费用低于传统工艺,用一套模具可以加工各种材料和任何厚度的板材,模具费用大为降低。

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三、内高压成型

液压式内高压成型技术与其他冲压成形技术相比,有几项明显优点:

(1)在成形过程中可一次加工出顶盖板、门框等大型复杂几何形状的工件;

(2)因为液体在成形过程中冷却作用,使工件被"冷作强化",从而获得比一般冲压加工更高的工件强度,这使得允许采用更薄的板材,使工件更轻量化;

(3)工件外表板面只与压力液体接触,加压过程较平缓,零部件成形变化均匀,可获得匀称的压力分布,获得更好的平滑外表面;

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冲压技术将以更快的速度持续发展,发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。冲压成形技术将更加智能化、科学化、数字化、可控化。主要将体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形,从而真正进入实用阶段。联系电话18927415118,网站查看:http://www.szrswj.com

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