第三講汽車沖壓新技術(shù)ppt課件

1、第三講 汽車沖壓新技術(shù) 報(bào)告人劉勝林.報(bào)告內(nèi)容 第一節(jié) 沖壓原資料研討的最新進(jìn)展(高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼板以及輕質(zhì)金屬資料等的運(yùn)用) 第二節(jié) 沖壓技術(shù)開展的新動向(內(nèi)高壓成形技術(shù)與熱沖壓成形等) 第三節(jié) 模具的開展新動向(產(chǎn)品專業(yè)化、制造數(shù)字化與模具設(shè)計(jì)的專門化) 第四節(jié) 沖壓設(shè)備的開展新動向(大型多工位壓力機(jī)與柔性消費(fèi)化).文獻(xiàn)綜述 汽車車身沖壓成形技術(shù)是汽車制造技術(shù)的重要組成部分，以致有些國際同行以為汽車技術(shù)的競爭本質(zhì)上是沖壓成形技術(shù)及其相應(yīng)的焊裝技術(shù)的競爭。雖然上述觀念不一定準(zhǔn)確，但闡明沖壓成形技術(shù)在汽車制造中的重要位置。. 眾所周知，汽車車身的金屬件幾乎100%為沖壓件，而且汽車車身的更

2、新?lián)Q代遠(yuǎn)比底盤和發(fā)動機(jī)的更新?lián)Q代快。這就決議了沖壓成形技術(shù)在汽車產(chǎn)品的開發(fā)中不僅影響制造周期，還直接影響本錢和產(chǎn)品質(zhì)量，因此影響產(chǎn)品的綜合競爭力。.第一節(jié) 沖壓原資料研討的最新進(jìn)展 新型沖壓用板材包括：高強(qiáng)度鋼板；耐腐蝕鋼板；雙相鋼板；涂層板及復(fù)合板材。 .高強(qiáng)度鋼板 定義：指對普通鋼板加以強(qiáng)化處置而得到的鋼板。 強(qiáng)化原理：固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、組織強(qiáng)化(相變強(qiáng)化及復(fù)合組織強(qiáng)化)、時效強(qiáng)化及加工強(qiáng)化等。其中，前5種是經(jīng)過添加合金成分和熱處置工藝來控制板材性質(zhì)的。 .高強(qiáng)度鋼板的高強(qiáng)度涵義 a. 屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度高，在270-3l0MPa范圍之內(nèi)。用于汽車零件的高強(qiáng)度鋼板，其抗拉強(qiáng)度可

3、以到達(dá)600-800MPa，而相應(yīng)的普通冷軋軟鋼板的抗拉強(qiáng)度只需300MPa； b.高強(qiáng)度鋼板的運(yùn)用，能減輕沖壓件的分量，節(jié)省能源和降低沖壓產(chǎn)品本錢。. 在日本，抗拉強(qiáng)度不小于490MPa的熱軋帶鋼和抗拉強(qiáng)度不小于340MPa的冷軋鋼帶被稱為高強(qiáng)度鋼。. 高強(qiáng)度鋼板可以減輕零件質(zhì)量，提高整車碰撞的平安性，提高零件的外觀質(zhì)量和抗凹性，因此近年來在車身消費(fèi)中得到了越來越多的運(yùn)用。.1.高強(qiáng)度鋼在汽車面板上的運(yùn)用 車頂、車門、等部件要求具有變形剛度和抗凹陷性，主要運(yùn)用抗拉強(qiáng)度為340390MPa的烘烤硬化鋼板(BH鋼板)。 BH鋼板的屈服強(qiáng)度在烘烤涂漆時升高，可在不損失成形性的前提下，提高抗凹陷性，

4、減薄鋼板。如今，有的車型已運(yùn)用440MPa級BH型高強(qiáng)度鋼板。.新馬自達(dá)2的車身構(gòu)造中運(yùn)用了440，590，780和980Mpa級別的高強(qiáng)度鋼板和超高強(qiáng)度 .2. 高強(qiáng)度鋼板在車體框架上的運(yùn)用 隨著正面撞擊、側(cè)面撞擊的撞擊平安性規(guī)范的提高，構(gòu)造件、加強(qiáng)件等主要運(yùn)用590MPa級高強(qiáng)度鋼板，也有廠家運(yùn)用780MPa級、980MPa級高強(qiáng)度鋼板。.前防撞梁外板 . 有些廠家甚至采用將390MPa、440MPa級高強(qiáng)度鋼板沖壓成形后，對強(qiáng)化部分進(jìn)展高頻加熱和淬火，以使部件部分抗拉強(qiáng)度到達(dá)1200MPa，并在沖壓加熱鋼板的同時進(jìn)展冷卻，以使部件整體抗拉強(qiáng)度到達(dá)1470MPa的方法。.歐洲流行的高強(qiáng)鋼U

5、形車廂構(gòu)造 . 此外，還有采用激光拼焊方法，將不同厚度、不同材質(zhì)鋼板拼合起來，使資料配置適用于所要求材質(zhì)和運(yùn)用部位。.Octavia明銳全車大量采用了激光拼焊 . 雖然拼焊資料在運(yùn)用初期以提高資料利用率為目的，僅用于小型部件上，但最近已將拼焊資料擴(kuò)展運(yùn)用于車身側(cè)板和車箱底板等大型部件。 拼焊板主要采用400590MPa級高強(qiáng)度鋼板，也有運(yùn)用780MPa級和980MPa級高強(qiáng)度鋼板的情況。.3. 高強(qiáng)度鋼板在汽車底盤上的運(yùn)用 用材已從傳統(tǒng)的440MPa級熱軋板開展到780MPa，最大減重達(dá)30%。近年來，高強(qiáng)度鋼板在底盤上的運(yùn)用比例正在急劇添加。今后，高強(qiáng)度鋼板的運(yùn)用比例及更高強(qiáng)度鋼板的運(yùn)用有望

6、進(jìn)一步提高。 .采用高強(qiáng)鋼制造的汽車底盤.舉例：同升公用汽車公司 為了從根本上擺脫對底盤廠商的過度依靠，最終到達(dá)底盤廠商對本人的依靠，依托，將鐵路貨車新資料、新工藝等專有技術(shù)平移到公用汽車產(chǎn)品上，努力走自主創(chuàng)新的道路。.南車眉山車輛同升公用汽車 . 08年，在繼具備自主知識產(chǎn)權(quán)的“輕量化半掛車推向市場后，再度推出高強(qiáng)度鋼“輕量化散裝水泥罐車。“5.12災(zāi)后重建，四川水泥需求量陡增至3.7億噸，需新增車輛約4000臺每臺1年運(yùn)能2.5萬噸，3年運(yùn)完，針對這一市場需求，專汽公司在經(jīng)過充分的市場論證后，提出了散裝水泥罐車研發(fā)思緒，得到的大力支持。. 目前，該車已完成設(shè)計(jì)進(jìn)入試制階段，估計(jì)11月底下線

7、試運(yùn)轉(zhuǎn)。 該車采用高強(qiáng)度鋼制造，設(shè)計(jì)容積39.8m3，載重50噸，與一樣載重的普通車型比較，自重輕1噸左右，可以與一切品牌重型卡車底盤匹配，計(jì)重收費(fèi)優(yōu)勢凸現(xiàn)。預(yù)測市場前景看好，將提升公司市場競爭力。.4. 常用鋼種簡介 熱軋低合金高強(qiáng)度鋼HSLA薄鋼板 運(yùn)用部位：卡車的底盤部分，也用于大客車的車輪，輪轂等部件 屈服強(qiáng)度：350MPa到550MPa之間 組織構(gòu)造：具有鐵素體加少量珠光體組織。. 最近，開發(fā)出690MPa級卡車大梁用鋼，它利用了在由熱帶軋機(jī)直接軋出的貝氏體鋼中一切的強(qiáng)化機(jī)理。 .DP鋼板 主要組織：鐵素體和馬氏體，其中馬氏體的含量在5%20%。 強(qiáng)度：5001200MPa。 特征：

8、DP鋼具有低屈強(qiáng)比、高的加工硬化指數(shù)、高烘烤硬化性能、沒有屈服延伸和室溫時效等特點(diǎn). 普通用于需高強(qiáng)度、高抗碰撞吸收能且也有一定成形要求的汽車零件，如車輪、保險(xiǎn)杠、懸掛系統(tǒng)及其加強(qiáng)件等。.DP鋼板優(yōu)點(diǎn) 屈服點(diǎn)低，抗拉強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比低； 無屈服點(diǎn)伸長或是屈服伸長，應(yīng)力應(yīng)變曲線平滑； 伸長率高； 初始加工硬化率高，加工強(qiáng)化性能好； 抗疲勞性能好。所以DP鋼特別適宜沖壓翻邊性能良好的部件，不斷被汽車界所關(guān)注，有能夠成為汽車首選的冷軋高強(qiáng)度鋼板。.TRIP鋼 包括熱軋、冷軋、電鍍和熱鍍鋅產(chǎn)品。 主要組織：鐵素體、貝氏體和剩余奧氏體，其中剩余奧氏體的含量在5%15%，強(qiáng)度：600800MPa。 主要成分

9、：C、Si和Mn，其中Si的主要作用是抑制貝氏體轉(zhuǎn)變時滲碳體的析出，但對于鋼板外表質(zhì)量不利。. 在日本，TRIP鋼板已被用在概念車底盤的約80種零件上，同傳統(tǒng)鋼板相比，用這種鋼板制造的零件分量減輕約12%。 TRIP鋼具有高延伸率，同DP鋼相比，起始加工硬化指數(shù)小于DP鋼，加工硬化指數(shù)在很長的應(yīng)變范圍內(nèi)仍堅(jiān)持較高，特別適宜脹構(gòu)成形。.復(fù)相CP鋼 主要組織：同TRIP鋼的組織類似，只是CP鋼中含有馬氏體而非剩余奧氏體。 強(qiáng)化機(jī)理：經(jīng)過馬氏體和貝氏體以及析出強(qiáng)化的復(fù)協(xié)作用。 CP鋼的強(qiáng)度可達(dá)8001000MPa，特別適宜于車門防撞桿、保險(xiǎn)杠和B立柱等平安零件。.馬氏體(M)鋼 經(jīng)過高溫奧氏體組織快

10、速淬火轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l馬氏體組織，可經(jīng)過熱軋、冷軋延續(xù)退火或成型后熱處置而消費(fèi)的，是目前商業(yè)化高強(qiáng)度鋼板中強(qiáng)度級別最高的鋼種。 主要用途：成型要求不高的車門防撞桿等零件替代管狀零件，減少制造本錢。.MnB鋼或熱成形鋼 主要元素：Mn和B等元素，具有非常好的淬透性。 熱成形過程：包括將毛坯件加熱奧氏體化，然后在紅熱形狀將鋼板沖壓成形，然后利用模具的冷卻才干將零件淬硬成馬氏體。整個成形過程大約需求1525s。 .耐腐蝕鋼板 主要目的：加強(qiáng)普通鋼板沖壓件的抗腐蝕才干。 主要分類：一類是參與新元素的耐腐蝕鋼板，如耐大氣腐蝕鋼板等。. 我國研制的耐大氣腐蝕鋼板中，有10CuPCrNi冷軋和9CuPCrNi熱軋

11、，其耐蝕性是普通碳素鋼板的35倍；第二類是在外表涂或鍍一層防腐資料，也為涂層板的一種。 . 目前，全球最大的鋼鐵公司Acelor開發(fā)了熱沖壓成形鋼板USIBOR1500，其化學(xué)成分如表1所示。該鋼板為鍍鋅板，鍍層質(zhì)量為120160g/m2。淬火后力學(xué)特性明顯，強(qiáng)度值可到達(dá)1600MPa。. 日本某公司實(shí)踐測定該鋼的特征值如表2所示。該鋼板可堅(jiān)持良好的韌性，沖擊韌度到達(dá)800 J/cm2，低溫脆性也較好。焊接性能較好。采用此種鋼板消費(fèi)的汽車零件可以使同等強(qiáng)度、剛度的零件減重50%以上。 .涂層板 在耐腐蝕鋼板中，鍍覆金屬層的鋼板屬于一種涂層板。由于傳統(tǒng)的鍍錫板、鍍鋅板等已不能順應(yīng)汽車工業(yè)、電器工

12、業(yè)、農(nóng)用機(jī)械及建筑工業(yè)的需求，因此新種類的鍍層鋼板不斷被開發(fā)出來。. 在涂層板中，各種涂覆有機(jī)膜層的板材具有更好的防腐蝕、防外表損傷的性能，因此正被大量用作各類構(gòu)造件。 .彩色涂層板具有優(yōu)良的裝飾性、成形性、抗腐蝕性 .復(fù)合板材 涂覆塑料的鋼板是一種復(fù)合板；不同金屬板疊合在一同如冷軋疊合等也是一種復(fù)合板，或叫疊合復(fù)合板。這類復(fù)合板材破裂時的變形比單體資料破裂時的變形要大，其根本資料特性值(比如n值)變大。 .5. 展望 目前只需少數(shù)國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)能消費(fèi)的960兆帕特高強(qiáng)度熱軋工程機(jī)械用鋼在寶鋼研制勝利，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。 . 中國寶鋼集團(tuán)亦開發(fā)了熱沖壓用硼鋼板。其硬度為450500HV，強(qiáng)度到

13、達(dá)13001500 MPa，無鍍層。 德國蒂森克虜伯開發(fā)了錳硼合金鋼，其熱沖壓淬火后最高強(qiáng)度可達(dá)1600MPa。 .特高強(qiáng)度鋼-瑞典鋼板公司消費(fèi) 特高強(qiáng)度Domex特高強(qiáng)度冷成形鋼是在用計(jì)算機(jī)嚴(yán)厲控制的現(xiàn)代化工廠中消費(fèi)。 在低碳和一定錳含量的條件下,參與微量合金元素如鈮、鈦等細(xì)化晶粒,以及超純真鋼水提供的良好冶金條件,決議了鋼的最終性能。. 與普通高強(qiáng)度熱軋冷成形鋼比,Domex高強(qiáng)度鋼具有更高的鈮,鈦及釩等微合金化元素。另外,經(jīng)過準(zhǔn)確控制的加熱、軋制、冷卻等步驟組成的熱機(jī)械軋制工藝過程是獲得高性能的關(guān)鍵要素。Domex系列冷成形鋼具有在高強(qiáng)度條件下良好的可成形性,可焊性和高沖擊強(qiáng)度。 . 特

14、高強(qiáng)度鋼的主要運(yùn)用為卡車底盤、各種公用車、挪動式起重機(jī)和建筑工程機(jī)械。特高強(qiáng)度鋼的運(yùn)用主要是為了減輕分量和提高有效負(fù)載才干,同時由于良好的冷成形性使產(chǎn)品的消費(fèi)本錢降低。.超高強(qiáng)鋼焊接抗扭構(gòu)造，主臂的側(cè)向剛度更好 .輕金屬資料-鋁 鋁及鋁合金的密度大致約為鋼的1/3。鋁合金具有分量輕、加工性能良好、抗腐蝕性好、吸振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),運(yùn)用于汽車制造對汽車輕量化有非常顯著的效果。. 目前,在汽車上運(yùn)用的鋁質(zhì)零件除傳統(tǒng)的車輪蓋、空調(diào)系統(tǒng)、保險(xiǎn)杠、座椅、換熱器、油管外,高強(qiáng)度鋁合金還廣泛運(yùn)用于汽車的連桿、搖臂、凸輪座等零件。由于鋁及其合金的原資料價錢比鋼高得多,制約了其在汽車上更大范圍內(nèi)的運(yùn)用。. 輕質(zhì)鋁板可

15、用于車身和底盤的許多零部件,關(guān)鍵是改良工藝、降低制造本錢。日本于1985年開場采用鋁合金板材消費(fèi)汽車覆蓋件,運(yùn)用的零件主要是發(fā)動機(jī)罩(內(nèi)板和外板)、前擋泥板及頂蓬窗蓋板等,并且對車身整體進(jìn)展輕量化設(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),使車身分量減輕25%以上。 .發(fā)動機(jī)用鋁合金支架 .鋁合金輪轂 .輕金屬資料-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,對振動的阻尼性能優(yōu)于鋁和鋼。 . 在20世紀(jì)50年代至60年代,由于鎂合金的價

16、錢不高,德國群眾公司的甲殼蟲汽車大量運(yùn)用鎂合金作為構(gòu)造零件。近年來,開發(fā)出了高純度耐腐蝕鎂合金AZ91D、AZ91E和高延展性鎂合金AM20、AM50等,性價比有了很大提高。 . 車用鎂制件運(yùn)用:儀表板襯底和橫梁、座椅架、方向盤柱、發(fā)動機(jī)缸蓋、變速器殼體、進(jìn)氣歧管等。 .鎂合金方向盤 .鎂合金汽車車輪，質(zhì)量輕，性能好 .輕金屬資料-鈦 鈦的密度為4.5g/cm-3,質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能非常好,但鈦價錢很貴。鈦運(yùn)用于汽車,可起到減重、節(jié)能、減震、降噪、減污、延壽、提高汽車平安性和溫馨度的綜協(xié)作用。. 主要用途：汽車發(fā)動機(jī)中,如氣門、氣門座、氣門彈簧、搖臂、連桿、離合器板以及其它如轉(zhuǎn)向齒輪、車

17、輪、緊固件必需耐腐蝕、耐損傷的車底覆蓋件、側(cè)視鏡架等也可以用鈦合金制造。 運(yùn)用現(xiàn)狀：由于鈦的價錢極貴,普通汽車上運(yùn)用較少,主要用于賽車上。.其它資料 除鋁、鎂等金屬資料外,其它一些非金屬以及復(fù)合資料也在汽車中得到了越來越廣泛的運(yùn)用,如金屬/非金屬輕質(zhì)資料、塑料、陶瓷、非金屬基復(fù)合資料等。 .塑料 塑料既可大幅減輕零部件質(zhì)量,又可降低制造本錢,是汽車中運(yùn)用最多的非金屬資料。 世界汽車平均每輛塑料用量在2000年就已達(dá)105 kg,約占汽車總質(zhì)量的8%-12%。 最近幾年,我國普通汽車上塑料件占整車質(zhì)量的比例從原來的5%左右上升到了12%-18%以上。 . 德國拜耳公司和美國GE塑料公司合資的Ex

18、atec公司推出了具有出色的耐候性和耐磨性的聚碳酸酯(PC)汽車窗系統(tǒng)Exatec500,并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 .金屬基復(fù)合資料 美國研制出用SIC粒子加強(qiáng)的AI-10Si-Mg基復(fù)合資料制成的剎車輪,使分量減少了30%60%,且導(dǎo)熱性好,最高運(yùn)用溫度可到達(dá)450,其熱性能已到達(dá)原先用的鑄鐵程度。 .非金屬復(fù)合資料 復(fù)合資料在汽車上的用量近年來逐年添加。復(fù)合資料主要用于摩擦片、車身、懸架、車架等汽車構(gòu)造件。如高強(qiáng)度有機(jī)纖維加強(qiáng)復(fù)合資料具有很高的機(jī)械強(qiáng)度,能替代鋼板資料,從而減輕車身的分量,在汽車車身上得到了廣泛的運(yùn)用。.碳纖維復(fù)合資料(CFRP) 主要特征：質(zhì)量小、強(qiáng)度高、剛性高、耐蠕變與耐腐蝕性

19、能良好,是很有潛力的汽車用輕量化資料。 運(yùn)用實(shí)例：美國福特公司早已采用CFRP制造汽車傳動軸、發(fā)動機(jī)罩、上下懸架臂等零部件。.第二節(jié) 沖壓技術(shù)開展的新動向液壓成形熱沖壓成形.1. 液壓成形 液壓成形也被稱為“內(nèi)高壓成形，它的根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，對管坯的兩端施加軸向推力，進(jìn)展補(bǔ)料。在兩種外力的共同作用下，管坯資料發(fā)生塑性變形，并最終與模具型腔內(nèi)壁貼合，得到外形與精度均符合技術(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分量、減少零件數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度與強(qiáng)度、降低消費(fèi)本錢等方面具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)

20、勢，在工業(yè)領(lǐng)域尤其是汽車工業(yè)中得到了越來越多的運(yùn)用。. 在汽車工業(yè)及航空、航天等領(lǐng)域，減輕構(gòu)造質(zhì)量以節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)中的能量是人們長期追求的目的，也是先進(jìn)制造技術(shù)開展的趨勢之一。液壓成形(hydroforming)就是為實(shí)現(xiàn)構(gòu)造輕量化的一種先進(jìn)制造技術(shù)。.液壓成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 對于空心變截面構(gòu)造件，傳統(tǒng)的制造工藝是先沖壓成形兩個半片，然后再焊接成整體，而液壓成形那么可以一次整體成形沿構(gòu)件截面有變化的空心構(gòu)造件。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)約資料。對于汽車發(fā)動機(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%；對于空心階梯軸類零件，可以減輕40%50

21、%的分量。.液壓成形汽車發(fā)動機(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求1套模具，而沖壓件大多需求多套模具。液壓成形的發(fā)動機(jī)托架零件由6個減少到1個，散熱器支架零件由17個減少到10個。. 可減少后續(xù)機(jī)械加工和組裝的焊接量。以散熱器支架為例，散熱面積添加43%，焊點(diǎn)由174個減少到20個，工序由13道減少到6道，消費(fèi)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%，程度方向可提高50%。. 降低消費(fèi)本錢。根據(jù)對已運(yùn)用液壓成形零件的統(tǒng)計(jì)分析，液壓成形件的消費(fèi)本錢比沖壓件平均降低15%20%,模具費(fèi)用降低20%30%。.

22、圖1為采用液壓成形技術(shù)制造的歐寶發(fā)動機(jī)托架零件與傳統(tǒng)沖壓件的比較，其零件分量降低了30%，模具費(fèi)用降低了60%，零件的消費(fèi)本錢降低了20%。.液壓成形工藝的運(yùn)用 液壓成形工藝在汽車、航空、航天和管道等行業(yè)有著廣泛的運(yùn)用，主要適用于：沿構(gòu)件軸線變化的圓形、矩形或異型截面空心構(gòu)造件，如汽車的排氣系統(tǒng)異型管件；非圓截面空心框架，如發(fā)動機(jī)托架、儀表盤支架、車身框架約占汽車質(zhì)量的11%15%；空心軸類件和復(fù)雜管件等。 .液壓成形的典型汽車零件 .可用液壓成形消費(fèi)的汽車零件.管材液壓柔性成形的汽車車身框架 .液壓成形工藝的適用資料 液壓成形工藝的適用資料包括碳鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金及鎳合金等，原那么上

23、適用于冷成形的資料均適用于液壓成形工藝。.液壓成形的開展前景 與其他金屬塑性成形加工工藝相比，液壓成形是一項(xiàng)正處于上升態(tài)勢且具有良好開展前景的先進(jìn)制造技術(shù)。目前，全球已建成并投產(chǎn)了眾多的專業(yè)化消費(fèi)線，構(gòu)成了相當(dāng)?shù)南M(fèi)規(guī)模，產(chǎn)品訂單繼續(xù)穩(wěn)步增長。. 早在1993年，飛馳公司就建成了液壓成形車間，通用、福特、歐寶、寶馬等汽車公司也已投資建成了本人的液壓成形件消費(fèi)基地。此外，在汽車上已采用液壓成形零件的汽車公司還有奧迪、群眾、沃爾沃、戴姆勒-克萊斯勒等。.2.熱沖壓成形 超高強(qiáng)度鋼在室溫下變形才干很差。一方面，超高強(qiáng)度鋼板強(qiáng)度高，在室溫下塑性變形范圍很窄，所需的沖壓力大，而且容易開裂；另一方面，沖壓

24、成形后零件的回彈添加，導(dǎo)致零件尺寸和外形穩(wěn)定性變差。因此傳統(tǒng)的冷沖壓方法難以處理超高強(qiáng)度鋼板在汽車車身制造中遇到的問題。 .熱沖壓成形工藝 普通是將板料加熱到再結(jié)晶溫度以上某個適當(dāng)?shù)臏囟?，使其完全奧氏體化后再進(jìn)展沖壓成形，沖壓成形后需求保壓一段時間使零件外形尺寸趨于穩(wěn)定。在成形和保壓過程中，為了防止板料強(qiáng)度降低，同時進(jìn)展淬火處置以獲得在室溫下具有均勻馬氏體組織的超高強(qiáng)度鋼構(gòu)件。. 由于熱沖壓是在板料沖壓成形的同時進(jìn)展了淬火處置，故熱沖壓用鋼板的成分設(shè)計(jì)要順應(yīng)熱沖壓過程中的熱循環(huán)，如含硼鋼板，在鋼的組織轉(zhuǎn)變時，延遲鐵素體和貝氏體的形核進(jìn)而添加了鋼的強(qiáng)度。. 此外，鋼板被加熱至再結(jié)晶溫度以上，在空

25、氣中不可防止地會引起外表的氧化和脫碳，進(jìn)而影響鋼板的強(qiáng)度。因此，熱沖壓成形鋼板應(yīng)具備抗高溫暖耐腐蝕的鍍層。.板材熱成形工藝流程 落料預(yù)成形加熱沖壓成形保壓使零件外形穩(wěn)定去氧化皮激光切邊沖孔涂油防銹處置。 .熱成形技術(shù)的運(yùn)用 板材的這種熱成形技術(shù)在國外汽車工業(yè)中曾經(jīng)開場運(yùn)用，德國群眾公司在PASSAT B6中對部分車身零件采用了該技術(shù)。 目前，國內(nèi)汽車廠由于受技術(shù)和設(shè)備的限制，還沒有采用該類熱成形工藝加工薄板類零件。.整體熱沖壓成形工藝 .采用昂貴的超高強(qiáng)度鋼及激光焊接車身 . 對于厚板料零件的熱成形技術(shù)如沖焊橋殼的熱成形在國內(nèi)外曾經(jīng)廣泛運(yùn)用，國內(nèi)載貨車目前大量采用沖焊橋殼。 .超高強(qiáng)度鋼板的熱

26、沖壓成形現(xiàn)狀 近年來，世界各國汽車業(yè)投入大量的精神來開展超高強(qiáng)度鋼板開發(fā)及熱沖壓成形技術(shù)的研討，并且在歐美、日本以及國內(nèi)的主要汽車制造企業(yè)已開場嘗試運(yùn)用采用熱沖壓成形技術(shù)消費(fèi)的超高強(qiáng)度鋼板構(gòu)件，如車門防撞桿、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁、A、B、C柱、門框加強(qiáng)梁等。.戈藍(lán)的車門防撞桿. 德國蒂森克虜伯公司、美國本特朗特公司、法國阿塞洛公司也可提供超高強(qiáng)度的熱沖壓部件。然而，由于技術(shù)嚴(yán)密等緣由，有關(guān)熱沖壓成形的關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用問題的文獻(xiàn)極為少見，影響了其在工程上的廣泛運(yùn)用。 . 在汽車工業(yè)中，基于減重和環(huán)保的目的，超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)逐漸遭到關(guān)注與注重，各大鋼鐵公司、汽車制造廠商以及國內(nèi)外的部分大學(xué)紛紛開

27、場了超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)的研討。. 然而，基于技術(shù)嚴(yán)密的緣由，各熱沖壓部件供應(yīng)商對于熱沖壓技術(shù)的研討文獻(xiàn)很少見。 .3. 沖壓件的成形性和成形工藝的有限元分析 目前，美國、德國的幾大著名汽車公司曾經(jīng)將沖壓零件成形性分析作為開發(fā)流程中的一個環(huán)節(jié)，日本公司那么是選擇性地進(jìn)展成形性分析。美國三大汽車公司從1996年就規(guī)定新設(shè)計(jì)的車身沖壓件模具，沒有經(jīng)過有限元分析，不準(zhǔn)進(jìn)展模具加工。 . 國內(nèi)目前有很多企業(yè)如一汽、二汽、寶鋼等和高校、研討所在沖壓成形領(lǐng)域運(yùn)用CAE技術(shù)，并處理了大量的工程問題。另外，像吉林大學(xué)、湖南大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的有限元分析軟件，

28、能預(yù)測開裂、起皺等缺陷，在一些技術(shù)方面有獨(dú)到之處。. 但從操作界面的方便性和處置問題的詳細(xì)細(xì)節(jié)以及軟件運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性等方面與國外的商業(yè)軟件相比尚有一定間隔?？偟膩砜?，國內(nèi)沖壓過程CAE的運(yùn)用還沒有構(gòu)成真正的規(guī)模。. 一汽技術(shù)中心在產(chǎn)品開發(fā)流程中開場運(yùn)用沖壓零件成形性分析技術(shù)，目前開發(fā)的轎車、載貨車新產(chǎn)品中有相當(dāng)一部分復(fù)雜沖壓零件進(jìn)展了成形性分析。. 根據(jù)分析結(jié)果對零件構(gòu)造和尺寸進(jìn)展了調(diào)整，提高了零件的成形工藝性。曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)了拉深成形修邊整形或二次拉深翻邊整套工藝的延續(xù)模擬。逐漸由定性分析向定量分析轉(zhuǎn)變。已具備薄板和厚板以及不等厚板成形有限元分析的才干。.第三節(jié) 沖壓模具的開展新動向 國內(nèi)車用模具現(xiàn)

29、狀熱沖壓成形模具要求模具資料的選擇.國內(nèi)車用模具現(xiàn)狀 1987年模具初次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄，全國模具消費(fèi)總值30億元。到2004年我國的模具產(chǎn)值突破530億元，排名世界第三。一汽模具制造、天津汽車模具等15家2004年模具產(chǎn)值超越15億元。. 2005年全國模具銷售總額到達(dá)610億元。目前，車身模具企業(yè)已遍及全國，構(gòu)成一定規(guī)模的有50多家，年產(chǎn)值1000萬-5000萬元的企業(yè)占一半。 .熱沖壓成形模具要求 超高強(qiáng)度鋼板熱沖壓過程中鋼板及模具都要經(jīng)過900以上到室溫這一復(fù)雜的溫度變化。模具集對板料成形與淬火作用與一身，其資料選擇、構(gòu)造設(shè)計(jì)都有著更為嚴(yán)厲的要求，對于熱沖壓部件最終性能有著重要影響。

30、 .模具資料的選擇 在超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓工藝中，不僅要求成形模具具有足夠的構(gòu)造剛性、外表硬度與疲勞壽命，更要求模具可以穩(wěn)定的任務(wù)在猛烈的冷熱交替條件下，同時可以抵抗高溫板料對模具產(chǎn)生的強(qiáng)力熱摩擦以及零落的氧化層碎片及顆粒在高溫下對模具外表的磨粒磨損效應(yīng)。. 根據(jù)模具的加熱溫度，普通需求參考熱鍛用熱作模具鋼，選用合理的模具資料。 蒂森克虜伯公司的熱沖壓模具，采器具有很高熱傳導(dǎo)系數(shù)的模具資料Glidcop-一種Al2O3/Cu復(fù)合資料。 .國際車用模具制造業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)1產(chǎn)品專業(yè)化 車身模具企業(yè)向?qū)I(yè)化開展，如德國群眾公司模具廠、奧迪公司模具廠、SCHULLER公司，意大利COMAU公司，美國AU

31、TODIE、SECKLY，日本豐田公司模具廠、荻原公司、富士公司，韓國現(xiàn)代汽車模具中心等。有的專業(yè)制造整體側(cè)圍模具，有的專業(yè)消費(fèi)四門模具，有的專門消費(fèi)地板及構(gòu)造件模具。模具向多工位自動化以及級進(jìn)模方向開展。 . 2制造數(shù)字化 三維實(shí)體設(shè)計(jì)廣泛運(yùn)用于模具制造中，二維DL圖轉(zhuǎn)為三維DL圖后可直接用于有限元分析和數(shù)控編程，百分之百采用CAE分析。模具設(shè)計(jì)采用3D參數(shù)化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了不等厚板成形模具設(shè)計(jì)，將同模模具推向消費(fèi)。模具數(shù)控加工技術(shù)包括實(shí)型鑄造技術(shù)、精細(xì)化編程、高速加工技術(shù)、型面數(shù)控強(qiáng)化和修補(bǔ)技術(shù)。 .沖壓設(shè)備的開展方向 目前世界上沖壓成形的大型壓床向兩個方向開展，一是大型多工位壓力機(jī)，二是偏重于柔性消費(fèi)的大型壓力機(jī)消費(fèi)線配以自動化上下料機(jī)械手。.多工位壓力機(jī)進(jìn)入沖壓消費(fèi)線， 激光加工與沖壓加工相集成，組成廣義的沖壓自動線 . 近10年來，這些壓力機(jī)經(jīng)過不斷開展包含了以下關(guān)鍵技術(shù)：全自動換模系統(tǒng)、功能完善的自動監(jiān)控系統(tǒng)和良好的人機(jī)操作界面、高消費(fèi)效率所必需的高行程次數(shù)、高質(zhì)量沖壓件所必需的高精度。美國、日本、德國汽車公司多工位壓力機(jī)占有較高的比例。 .多工位壓力機(jī)作為主機(jī)進(jìn)入沖壓消費(fèi)線 . 國內(nèi)以單機(jī)連線的壓力機(jī)消