汽車(chē)沖壓新技術(shù)知識(shí)(編輯修改稿)
2025-01-27 20:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是改進(jìn)工藝、降低制造成本。日本于 1985年開(kāi)始采用鋁合金板材生產(chǎn)汽車(chē)覆蓋件 ,應(yīng)用的零件主要是發(fā)動(dòng)機(jī)罩 (內(nèi)板和外板 )、前擋泥板及頂蓬窗蓋板等 ,并且對(duì)車(chē)身整體進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì) ,大量采用不等厚的拼焊高強(qiáng)度鋼板和深沖鋼板 ,結(jié)合激光焊接裝配技術(shù) ,使車(chē)身重量減輕 25%以上。 發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁合金支架 鋁合金輪轂 輕金屬材料 鎂 鎂合金的主要優(yōu)點(diǎn)是比強(qiáng)度和比剛度高。鎂的密度僅為鋁的 2/3,采用鎂制造汽車(chē)零件的輕量化效果更勝于鋁。不僅如此 ,由于鎂熔點(diǎn)低 ,回收再利用的耗能也更少。鎂合金零件的尺寸穩(wěn)定性好 ,對(duì)振動(dòng)的阻尼性能優(yōu)于鋁和鋼。 在 20世紀(jì) 50年代至 60年代 ,由于鎂合金的價(jià)格不高 ,德國(guó)大眾公司的甲殼蟲(chóng)汽車(chē)大量使用鎂合金作為結(jié)構(gòu)零件。近年來(lái) ,開(kāi)發(fā)出了高純度耐腐蝕鎂合金 AZ91D、 AZ91E和高延展性鎂合金 AM AM50等 ,性?xún)r(jià)比有了很大提高。 車(chē)用鎂制件應(yīng)用 :儀表板襯底和橫梁、座椅架、方向盤(pán)柱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、變速器殼體、進(jìn)氣歧管等。 鎂合金方向盤(pán) 鎂合金汽車(chē)車(chē)輪，質(zhì)量輕，性能好 輕金屬材料 鈦 鈦的密度為 ,質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能非常好 ,但鈦價(jià)格很貴。鈦應(yīng)用于汽車(chē) ,可起到減重、節(jié)能、減震、降噪、減污、延壽、提高汽車(chē)安全性和舒適度的綜合作用。主要用途：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中 ,如氣門(mén)、氣門(mén)座、氣門(mén)彈簧、搖臂、連桿、離合器板以及其它如轉(zhuǎn)向齒輪、車(chē)輪、緊固件必須耐腐蝕、耐損傷的車(chē)底覆蓋件、側(cè)視鏡架等也可以用鈦合金制作。 應(yīng)用現(xiàn)狀：由于鈦的價(jià)格極貴 ,一般汽車(chē)上使用較少 ,主要用于賽車(chē)上。其它材料除鋁、鎂等金屬材料外 ,其它一些非金屬以及復(fù)合材料也在汽車(chē)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 ,如金屬 /非金屬輕質(zhì)材料、塑料、陶瓷、非金屬基復(fù)合材料等。 塑料 塑料既可大幅減輕零部件質(zhì)量 ,又可降低制造成本 ,是汽車(chē)中使用最多的非金屬材料。 世界汽車(chē)平均每輛塑料用量在 2023年就已達(dá) 105 kg,約占汽車(chē)總質(zhì)量的 8%12%。 最近幾年 ,我國(guó)一般汽車(chē)上塑料件占整車(chē)質(zhì)量的比例從原來(lái)的 5%左右上升到了 12%18%以上。 德國(guó)拜耳公司和美國(guó) GE塑料公司合資的Exatec公司推出了具有杰出的耐候性和耐磨性的聚碳酸酯 (PC)汽車(chē)窗系統(tǒng)Exatec500,并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 金屬基復(fù)合材料 美國(guó)研制出用 SIC粒子增強(qiáng)的 AI10SiMg基復(fù)合材料制成的剎車(chē)輪 ,使重量減少了 30%~60%,且導(dǎo)熱性好 ,最高使用溫度可達(dá)到 450℃, 其熱性能已達(dá)到原先用的鑄鐵水平。 非金屬?gòu)?fù)合材料 復(fù)合材料在汽車(chē)上的用量近年來(lái)逐年增加。復(fù)合材料主要用于摩擦片、車(chē)身、懸架、車(chē)架等汽車(chē)結(jié)構(gòu)件。如高強(qiáng)度有機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有很高的機(jī)械強(qiáng)度 ,能代替鋼板材料 ,從而減輕車(chē)身的重量 ,在汽車(chē)車(chē)身上得到了廣泛的應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料 (CFRP) 主要特色：質(zhì)量小、強(qiáng)度高、剛性高、耐蠕變與耐腐蝕性能良好 ,是很有潛力的汽車(chē)用輕量化材料。 應(yīng)用實(shí)例：美國(guó)福特公司早已采用CFRP制造汽車(chē)傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、上下懸架臂等零部件。第二節(jié) 沖壓技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向162。 液壓成形162。 熱沖壓成形1. 液壓成形 液壓成形 也被稱(chēng)為 “內(nèi)高壓成形 ”，它的基本原理是以管材作為坯料，在管材內(nèi)部施加超高壓液體同時(shí)，對(duì)管坯的兩端施加軸向推力，進(jìn)行補(bǔ)料。在兩種外力的共同作用下，管坯材料發(fā)生塑性變形，并最終與模具型腔內(nèi)壁貼合，得到形狀與精度均符合技術(shù)要求的中空零件。用于支撐縱梁的拱形部分等采用液壓成形產(chǎn)品與傳統(tǒng)的沖壓工藝相比， 液壓成形 工藝在減輕重量、減少零件數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度與強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本等方面具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)領(lǐng)域尤其是汽車(chē)工業(yè)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。在汽車(chē)工業(yè)及航空、航天等領(lǐng)域，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量以節(jié)約運(yùn)行中的能量是人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。 液壓成形 (hydroforming)就是為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的一種先進(jìn)制造技術(shù)。液壓成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于空心變截面結(jié)構(gòu)件，傳統(tǒng)的制造工藝是先沖壓成形兩個(gè)半片，然后再焊接成整體，而液壓成形則可以一次整體成形沿構(gòu)件截面有變化的空心結(jié)構(gòu)件。與沖壓焊接工藝相比，液壓成形技術(shù)和工藝有以下主要優(yōu)點(diǎn)：減輕質(zhì)量，節(jié)約材料。對(duì)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)托架、散熱器支架等典型零件， 液壓成形 件比沖壓件減輕 20%～ 40%；對(duì)于空心階梯軸類(lèi)零件，可以減輕 40%～ 50%的重量。液壓成形汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配件 減少零件和模具數(shù)量，降低模具費(fèi)用。液壓成形 件通常只需要 1套模具，而沖壓件大多需要多套模具。 液壓成形 的發(fā)動(dòng)機(jī)托架零件由 6個(gè)減少到 1個(gè)，散熱器支架零件由 17個(gè)減少到 10個(gè)?？蓽p少后續(xù)機(jī)械加工和組裝的焊接量。以散熱器支架為例，散熱面積增加 43%，焊點(diǎn)由 174個(gè)減少到 20個(gè)，工序由 13道減少到 6道，生產(chǎn)率提高 66%。提高強(qiáng)度與剛度，尤其是疲勞強(qiáng)度，如 液壓成形 的散熱器支架，其剛度在垂直方向可提高 39%，水平方向可提高 50%。降低生產(chǎn)成本。根據(jù)對(duì)已應(yīng)用 液壓成形 零件的統(tǒng)計(jì)分析， 液壓成形 件的生產(chǎn)成本比沖壓件平均降低 15%～ 20%,模具費(fèi)用降低 20%～ 30%。1
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