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汽车冲压件制造技术展望

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:未来的冲压技术将以更快的速度持续发展。这种伺服压力机与传统机械压力机相比具有结构简单、产品质量高、滑块运动柔性好、降噪节能显著等优点,被誉为第三代压力机。随着伺服压力机在汽车制造领域生产高精度、难成形零件方面的应用,显示出来了其巨大的优越性,它已成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流。

汽车冲压件制造技术展望

1.汽车冲压技术发展方向

1)高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。未来的冲压技术将以更快的速度持续发展。

2)冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。

3)注重产品制造全过程,最大程度地实现多目标全局综合优化

4)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。

5)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性,以适应未来小批量多品种混流生产模式及市场多样化、个性化需求的发展趋势,加强企业对市场变化的快速响应能力。

6)重视复合化成形技术的发展。以复合工艺为基础的先进成形技术不仅正在从制造毛坯向直接制造零件方向发展,也正在从制造单个零件向直接制造结构整体的方向发展。

2.汽车冲压技术展望

(1)大型高速机械式紧凑型自动生产线和大型多工位压力机是未来的发展方向 现代汽车工业具有生产规模化、车型批量小、品种变化快、多车型共线生产的特点,车身覆盖件也随之呈现大型化、一体化的特征。这些趋势要求冲压技术与设备不断向柔性化和自动化方向发展,高柔性、高效率的自动化冲压设备正在逐步取代传统的刚性生产线,成为世界冲压生产的主流。

(2)冲压生产智能控制技术大范围应用 近年来,冲压生产智能控制技术也是发展很快的一个领域。它在材料、工艺一体化的基础上,依据已有材料和工艺数据库实现冲压加工过程的在线控制或智能控制(也称为自适应控制)。

(3)伺服驱动压力机技术将飞跃式发展 新型伺服压力机采用了适应性很强的伺服驱动技术,将液压机的灵活性与机械压力机的高效率优点有机地结合起来。这种伺服压力机与传统机械压力机相比具有结构简单、产品质量高、滑块运动柔性好、降噪节能显著等优点,被誉为第三代压力机。随着伺服压力机在汽车制造领域生产高精度、难成形零件方面的应用,显示出来了其巨大的优越性,它已成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流。

(4)模具设计与制造一体化技术将大幅度进步 先进成形技术是在传统成形技术的基础上,以计算机为支柱,综合利用信息、电子、材料、能源环境工程等各项高新技术及现代管理技术,有利于最终实现产品全生命期综合优化的冲压成形技术,获得高综合效益的成形技术。发展先进成形技术的关键在于大力发展冲压成形过程的计算机分析仿真技术(CAE)、并行工程(CE),用并行工作模式逐步取代传统的串行顺序式工作模式。(www.daowen.com)

(5)轻量化材料应用前景广阔 冲压技术的发展与材料和结构密切相关。预计未来10~15年,日益严格的环境要求和环保法律,将促使汽车材料和结构发生很大变化。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,结合发展新的“高效结构”和制造技术,争取使车身重量减少20%以上。但更引人关注的努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用。

(6)新工艺新技术不断涌现

1)液压成形新工艺。液压成形包括液压橡皮囊成形、充液拉深成形和内高压胀管成形。液压橡皮囊成形已从航空工业的传统应用扩大到汽车的复杂内外板件的成形,在100~140MPA的压力下,成形质量很好,适用于试制和小批量生产。新兴的内高压成形技术已经实用化、工业化,生产发动机的支架、排气管、凸轮轴框架件等,达到了很好的效率和效益。预计液压成形、拼焊毛坯冲压成形及激光焊接装配将是未来汽车轻量化的三项关键技术。

此外,黏介质压力成形、磁脉冲成形,以及各种无模成形技术的研究也有很大进展,显现出越来越多的工艺柔性。

2)模块式冲压技术。模块式冲压能把冲压加工系统的柔性与高效生产有机地结合在一起。

模块式冲压的特点是:①在冲压成形过程中可快速更换组合模具以提高生产效率。②由于具有带材的供带和矫带装置,可省却另设上料下料工序。③实现了大工件的不停机加工。④既能独立又能成系列地控制组合冲模动作,能连续进行冲压加工。⑤冲模具有柔性特点。

有资料表明,模块式冲压成形使加工费用能下降至40%~50%,经济效益显著。

3)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。亚毫米冲压的核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0MM或亚毫米的水平,其关键是控制车身支架、立柱等结构件的尺寸变动,并使车身覆盖件分块度大,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。

4)高速复合冲压技术。高速化复合化相结合,提高加工效率。在追求高速化加工的同时,还必须尽可能缩短生产辅助时间,以取得良好的技术经济效益。在数控压力机上配备伺服电动机驱动的三坐标上下料装置,可使冲压中心实现高效板材加工。

将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成,是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间,提高生产率的重要技术途径,在冲压生产上也得到了成功应用,效果十分显著。如德国、美国、日本已相继开发出激光/步冲复合机,将模具冲切与激光切割有机地结合起来,工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉深、切割等多道工序,最大限度地节省了辅助时间,特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。

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