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现代汽车冲压件的技术要求正朝着结构复杂、分块尺寸增大、承载能力变大和内应力限制严格等方向发展,传统的汽车冲压件成形工艺已经不能满足目前车身制造的要求,一些有条件的企业开始广泛研究和开发板材成形新技术,促进了特种冲压成形技术发展。这里简要介绍液力拉深、内高压成形和电磁成形等几种新工艺在汽车冲压件成形中的应用。 

1、液力拉深技术

传统的拉深模具由刚性凸模、压边圈和凹模构成。拉深过程中,凸模底部材料几乎不发生塑性变形,坯料的主要变形区是凸缘区。该区材料在周向压应力和径向拉应力作用下发生塑性变形并被逐渐拉入凹模内,转化形成筒壁。液力拉深技术是在原理和方法上不同于传统拉深方法的一种新技术,包括液力深拉深和液力正拉深两种。

液力深拉深利用压力介质(大多是油水乳剂)进行成形,主要在双动液压机上完成。液体介质一般为油或水。由于成形过程中拉深凸模压入液压腔而产生向各个方向起作用的反压力,并将要成形的坯料始终紧压在凸模表面上,因此加大了凸模与坯料之间的附着摩擦,不仅使拉深力大大提高,而且成形件的精度很高,也利于减少回弹;此外,由于板材不是在刚性圆角上进行拉深,而是通过液体间隙的压力被拉深,因而成形件应力分布均匀,表面质量高。

液力正拉深是利用压力介质(大多是油水乳剂)进行成形的。由于板坯不与凸模或者凹模摩擦,而是通过液压乳剂将板坯挤压到凸模上,因此不仅模具磨损度小,模具的耐用度高,而且工件可达到较理想的表面质量。此外,由于使用液力正拉深工艺费用低于传统工艺,用一套模具可以加工各种材料和任何厚度的板材,模具费用大为降低。

2、内高压成形

液压式内高压成形技术与其他冲压成形技术相比,有几项明显优点:(1)在成形过程中可一次加工出顶盖板、门框等大型复杂几何形状的工件;(2)因为液体在成形过程中冷却作用,使工件被"冷作强化",从而获得比一般冲压加工更高的工件强度,这使得允许采用更薄的板材,使工件更轻量化;(3)工件外表板面只与压力液体接触,加压过程较平缓,零部件成形变化均匀,可获得匀称的压力分布,获得更好的平滑外表面;(4)冲模和工具费用可下降40%,特别可降低凸型零件加工的节拍时间,约为0.1-0.5MIN,这在特种成形工艺中是较短的,可实现批量生产。目前,宝马汽车公司的仪表板支撑梁以及大众汽车公司2,O1—16V_4汽油发动机排气系统的制造都采用了内高压成形技术。

3、电磁成形

利用通电线圈产生的电磁力的电磁成形工艺,是目前颇有前途的另一种新型加工手段。当线圈通入交流电时。数微秒内建立起磁场,使金属工件尤其是导电率强的铜铝材质感生出电流 ,感生出电流,感生电流又将受到磁场力作用,使工件产生张力与凹模吻合而迅速成形。当线圈在工件内时,电磁力将使工件外张成形;当线圈平面平行于板件放置时,电磁力将使工件拉伸成形。其突出优点一是加工成形迅速、工效高,二是常用于金属与非金属的连接,可取代粘接或焊接;其三是不消耗辅助材料如润滑油脂等,有利于环保。