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      汽車車身的沖壓成形技術的思考

      2018-02-14 02:03:02阮廣明
      建材與裝飾 2018年44期
      關鍵詞:沖壓成形車身

      阮廣明

      (江鈴汽車集團奧威汽車零部件有限公司 江西南昌 330000)

      引言

      道路交通安全問題一直備受社會關注,在不少道路交通安全事故中,部分汽車車身剛性不足,導致事故發(fā)生時車輛駕駛人損傷較重。因此,汽車企業(yè)應該提高車體的剛性,提升車輛行駛的安全性。而優(yōu)質鋼材、成形工藝以及車身沖壓新技術可以保證安全,提高車輛的碰撞性能。目前,車身沖壓技術模塊化、虛擬試模技術不斷發(fā)展,汽車制造商若想在競爭激烈的市場中脫穎而出,必須重視汽車車身沖壓成形技術的研究。

      1 汽車車身的沖壓成形技術

      在汽車車身的金屬件中,絕大多數(shù)為沖壓件,并且車身的使用周期較短,所以在研發(fā)汽車車身沖壓成形技術過程中,需要考慮到制造周期、成本等因素。沖壓工藝是汽車車身沖壓成形技術的重點,對覆蓋件的形狀精度等要求較高,形狀精度主要是為了滿足消費者對汽車車身美觀的要求[1]。沖壓成形技術主要是在大批量生產(chǎn)的需求上發(fā)展而來的。我國部分沖壓線使用雙動、單動拉伸壓力機生產(chǎn)大型覆蓋件,這一生產(chǎn)方式效率低下,能源使用量較大,容易造成環(huán)境污染問題,也難以為生產(chǎn)工人提供良好的工作環(huán)境?,F(xiàn)階段,我國汽車外覆蓋件的自動化生產(chǎn)水平相對較高,例如自動化成線沖壓。

      2 汽車車身沖壓的基本工序

      汽車車身的沖壓工藝在汽車設計制造中占據(jù)著重要的地位,其會對汽車質量、制造商資金、產(chǎn)品的安全性產(chǎn)生較大的影響。汽車車身的沖壓工藝主要有目標確定、比較選擇、工藝平面布置、制定與實施目標計劃等步驟。在汽車車身的沖壓成形技術中,模具材料也是影響技術效果的重要因素。模具材料根據(jù)工藝性質可分為沖孔模與切斷模等使材料分離的模具、彎曲模等使板料毛坯獲得一定角度與形狀的模具、成型模以及拉深模等。以工序組合程度為依據(jù)可分為1道沖壓工序的模具、在工位上完成2道以及2道以上的沖壓工序的模具。值得注意的是;若在同一工位完成2道以及2道以上的沖壓工序的模具為復合模具,若為不同工位完成2道以及2道以上的沖壓工序的模具為級進模具[2]。

      汽車車身工藝成形過程如下:采用液壓機、自動化技術等進行鋁合金毛坯管測量下料,之后,將潤滑后的鋁合金毛坯管放入成形模具中,并密封。對管腔內(nèi)進行加壓,最大限度保證模具的成形精度與尺寸精度。在這一過程中,使用蓄能器驅動模具動作,可以在短時間內(nèi)提供空氣,并可以及時釋壓,不僅可以縮短循環(huán)時間,而且減少了清潔的工作量。

      3 汽車車身沖壓成形技術的應用

      在信息技術、力學、有限元方法快速發(fā)展的背景下,使用計算機模擬汽車沖壓成形過程已經(jīng)成為新的趨勢,并在現(xiàn)實生活中得到了廣泛的應用。汽車車身沖壓成形技術在縮短新車研發(fā)周期、節(jié)約成本等工作中發(fā)揮著重要的作用,應用范圍較廣?,F(xiàn)階段,國內(nèi)外有許多汽車車身沖壓成形過程仿真模擬軟件,技術人員可以通過軟件實現(xiàn)模面設計、條件設置、快速分析等工作,能夠進行零件材料成本評估。在使用計算機軟件劃分網(wǎng)格過程中,技術人員需要充分重視網(wǎng)格劃分的質量,從而保證計算速度與結果的準確度。借助汽車車身沖壓成形技術模擬坯料的真實狀況,對壓邊圈壓合沖壓加載等環(huán)節(jié)全程模擬,之后評定起皺、回彈等部位與嚴重程度[3]。部分分析應用提供工藝成本評估功能,工程師可以根據(jù)軟件分析結果評估模具成本、材料成本,進而制定實際的工藝方案。通過專業(yè)的軟件以及汽車車身沖壓成形技術可以了解模具間的間隙、材料參數(shù)等,并分析上述因素對汽車車身沖壓過程的影響,進而對部分參數(shù)進行調整。與此同時,技術人員還可以利用相關技術修正數(shù)值計算,為分析人員積累經(jīng)驗。

      汽車車身零件多數(shù)為覆蓋件,在汽車車身沖壓成形過程中,成形后的性能是材料的一大問題,在選擇材料時應該選擇延伸性、抗凹性等材料,例如超低碳冷軋鋼板等拉延性能優(yōu)良的鋼板等。技術人員還應該防止選擇高牌號材質的材料,減少資源的浪費,最大限度避免產(chǎn)能過剩。例如使用普通冷軋板時應該優(yōu)先選擇低牌號的材料。工程師在該對車身不同部位的材料進行選擇時,還應該考慮形應變特性。一般情況下,保險杠、支柱等部件一般使用復合相和馬氏體相鋼。車蓋、內(nèi)門板、側板、車蓋箱等部件一般使用高抗拉強度鋼。為了適應高強度、輕量化的趨勢,必須對生產(chǎn)線進行變革,液壓機、機械壓力機可組成混合生產(chǎn)線用于高強度鋼成形,沖壓硬化加工提升工件強度,工程師在選擇技術措施時應該考慮材料、部件尺寸等因素。在汽車車身沖壓成形過程中難以避免會出現(xiàn)模具開裂、起皺等情況,模具壓制出的產(chǎn)品質量較差。面對上述問題,工程師可以結合的模具的實際情況改變?yōu)闂l料,提高材料的利用率。如果單件毛坯尺寸較大的零件調整后重量增加,則應該盡可能地將這一類型的零件改為條料,必要時可增加搬運工具,提高經(jīng)濟利益。針對不同形狀的零件,科學選擇正反方向沖裁,根據(jù)沖裁工序減少搭邊值的方法。除此之外,工程師還可以利用淺拉延調整為成形,改變成形工藝改善車身沖壓成形效果。

      4 結語

      靈活性、適用性強的機械化方案是汽車車身沖壓成形的新趨勢,模具的多樣性能夠提供更多類型的汽車,在優(yōu)化汽車車身沖壓技術時,應該綜合考慮大型、小型、微型沖壓件的生產(chǎn)。在環(huán)境污染問題嚴峻的背景下,相關技術人員需要加大對材料研發(fā)、結構設計等環(huán)節(jié)中新型技術的研發(fā)力度,減少汽車使用過程中產(chǎn)生的污染,同時還需要具有創(chuàng)新思維,積極學習與運用最新的理念與技術,使用計算機模擬汽車沖壓成形過程,縮短新車研發(fā)周期,降低設計成本,及時發(fā)現(xiàn)工件缺陷,提高工作效率與部件質量。

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