文档介绍：汽车车身冲压制造技术
发展和应用

汽车车身冲压技术的发展
材料:高强度钢板及激光拼焊板的应用
工艺:热冲压成形和液压成型技术的应用
设备:高速冲压自动线和伺服压力机的发展
模具:模具技术和有限元分析CAE技术在冲压成形中快速发展和应用
2010年冲压规划工作介绍
趋势:随着整车要求更安全,更环保,更低能耗,需要车身轻量化而更坚固,车身冲压在安全、环保、高品质、高效率、低成本、数字化制造不断发展
高强度及超高强度钢板的定义
随着整车轻量化和安全法规的碰撞安全性要求提高,冲压材料向着高强度方向发展。高强度钢板在汽车应用上发展很快,目前在欧洲轻量化概念化车的用材中,高强度钢板约占用80%左右。强度在270—780MPa应用的最多。
按抗拉强度划分:
高强钢:TS≥340MPa(冷轧)
TS≥370MPa(热轧及酸洗)
超高强钢:TS>590MPa
按屈服强度划分:
高强钢:YS≥210MPa
超高强钢:YS>550MPa
其它划分
常规高强钢CHSS
先进高强钢AHSS
AHSS
CHSS
冲压材料的发展
Ts≥980
Ts≥590
Ts≥440
一汽奔腾轿车车身材料高强度钢板的应用
%。其中侧围加强板强度级别为590MPa和780MPa的trip钢;门外板:烘烤硬化钢,340MPa;B柱加强板:双相钢(DP钢)980MPa。B柱、防撞杆:超高强度热成型钢,1500MPa。一汽轿车碰撞试验达到了C_NCAP4星级标准。
冲压材料的发展
冲压材料的发展高强度钢板成形特点和制造面临的挑战
成形特点:
高的抗拉强度带来成形力和剪切力的增大;
含碳量和合金元素的增加降低了板材的成形性能;
高的抗拉强度使材料的回弹量也相应增加;
面临的挑战:
高强度板是一种难以成形的材料,而材料成本提高.
成形AHSS钢板,增加冲压力。模具结构要考虑承受高压力,同时需要更大吨位的压力机。
成形件回弹大且不稳定, 目前成型分析软件没法对回弹作出较为准确的模拟。高强度板的成型特性不稳定,给生产和车身质量带来不稳定因素。
提高模具表面硬化和表面粗糙度,防止早期磨损等失效问题。
模具调试周期长,反复修改多,生产准备周期延长。
冲压材料的发展高强度钢板成形特点和制造面临的挑战
控制回弹的一些方法
产品设计: 产品均匀变形;零件侧面适当增加
立筋.
工艺设计:考虑增加整形工序;增加成形力,考
虑模具强度及受力结构, 提出更改
产品的建议.
模具制造:预测回弹量;凹模分块带圆角的处
理; 控制材料的变形等.
激光拼焊板成形工艺技术
激光拼焊板成形工艺( TWB)
1985年,德国蒂森钢铁公司开始应用激光拼焊板。
开始是为了解决超大尺寸的板材冲压件,后来发展到使用不同厚度、不同材质的材料,将其焊接成一块板料,然后进行冲压成型。
拼焊板的使用可以减少零件的数量、减轻零件重量、降低生产成本和减少模具投资等,在欧美汽车制造业得到广泛应用,每种新车型都有10余种以上零件应用激光拼焊板。主要应用在车门内板、侧围内板及梁类零件。据统计门里板采用拼焊板成形的占40%以上。
冲压材料和工艺的发展
激光拼焊板的应用例子---车身前门里板
TWB-方案
内板
在 TWB-方案中省去
传统设计车门
激光拼焊板车门
内板
绞链加强板
后视镜三角加固
加固锁扣
外板
内护栏
外护栏
SAPT
窗槽
冲压材料和工艺的发展
1360
630
1260
850
320
1480
HX 180 +Z; t=1,4mm
HX 180 +Z; t=0,7mm
66°
24°
门里板激光拼焊板材料毛坯图
是否使用激光拼焊板的前门里板成本分析比较
通过使用激光拼焊技术将两个部件节省,抵消了较高的坯板价格,降低成本。%, 约2,32€。
0,00 €
5,00 €
10,00 €
15,00 €
20,00 €
25,00 €
30,00 €
35,00 €
40,00 €
45,00 €
激光拼焊板车门
传统车门
€/门
分摊
物流
集中采购
部件
坯板
原料
研发