節(jié)能減排對(duì)車身零部件成型技術(shù)提出更高要求

1、節(jié)能減排對(duì)車身零部件成型技術(shù)提出更高要求隨著能源危機(jī)加劇，汽車的節(jié)能減排技術(shù)成為我們目前國內(nèi)外非常熱的話題。輕量化應(yīng)該是節(jié)能減排的有效手段，不管是傳統(tǒng)汽車還是新能源汽車，它的重量、減重都是我們面臨的話題。隨著轎車每減輕10%燃油消耗就減少6%到8%，這個(gè)問題已經(jīng)得到國內(nèi)外各個(gè)汽車企業(yè)的高度重視。關(guān)鍵字：節(jié)能減排 車身零部件成型技術(shù) 輕量化    隨著能源危機(jī)加劇，汽車的節(jié)能減排技術(shù)成為我們目前國內(nèi)外非常熱的話題。輕量化應(yīng)該是節(jié)能減排的有效手段，不管是傳統(tǒng)汽車還是新能源汽車，它的重量、減重都是我們面臨的話題。隨著轎車每減輕10%燃油消耗就減少6%到8%，這個(gè)問題已經(jīng)得到國內(nèi)外

2、各個(gè)汽車企業(yè)的高度重視。   精密制造為新時(shí)代汽車開發(fā)提供技術(shù)支撐    汽車節(jié)能減排對(duì)現(xiàn)在汽車制造技術(shù)來說提出了更高的要求，這迫切地需要我們?cè)谛虏牧铣尚蜕?，包括一些新材料，或者是材料的連接，整個(gè)制造過程當(dāng)中的質(zhì)量控制技術(shù)如何進(jìn)行突破，來適應(yīng)我們整個(gè)未來車身輕量化制造。據(jù)國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，車身的覆蓋件主要是沖壓件，沖壓件設(shè)計(jì)包括汽車板材和成型技術(shù)等。沖壓件結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢將更加整體化，局部功能有局部加強(qiáng)的方面，比如熱沖壓的局部硬化，以及一些不等材料，特殊結(jié)面的成型。成型工藝的一體化和集中化方面，熱沖壓成型和快速的超

3、速成型方面將是一個(gè)發(fā)展趨勢。另外一個(gè)發(fā)展趨勢是成型裝備上的柔性化，比如一些增量成型裝備，滾軋成型等等。在材料方面，高強(qiáng)度鋼越來越關(guān)鍵，第一代是基于鐵素體制，第二代基于奧氏體，第三代是馬氏體。國內(nèi)寶鋼做了大量的研究，第三代在國際上處于一個(gè)領(lǐng)先水平。在成型方面，關(guān)鍵技術(shù)有溫?zé)岢尚?、液壓成型、柔性的包邊技術(shù)、沖壓模具設(shè)計(jì)等。   隨著汽車板強(qiáng)度越來越高，在強(qiáng)溫下成型越來越困難。所以溫?zé)岢尚涂赡苁俏磥淼陌l(fā)展方向。在這里面遇到的挑戰(zhàn)就是在成型過程當(dāng)中怎么分析，以及在成型過程當(dāng)中怎么來進(jìn)行工藝優(yōu)化，再就是再冷卻系統(tǒng)的技術(shù)。   在輕量化的液壓成型方面，國內(nèi)外已經(jīng)得到

4、一定的應(yīng)用。這里面所面對(duì)一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)是在成型過程當(dāng)中它的不均質(zhì)材料如何評(píng)估，還有溫?zé)岢尚秃鸵簤撼尚腿绾芜M(jìn)行耦合繼承。還有超高壓的裝備方面。   柔性的包邊技術(shù)，尤其是門的包邊上的應(yīng)用所遇到的問題是在成型過程當(dāng)中它的成型質(zhì)量，比如起皺，回彈，在開裂處如何控制，由于材料是循環(huán)加載，那它的力學(xué)行為怎么分析，包括斷裂如何進(jìn)行預(yù)測，或者進(jìn)行成型滾邊工藝的路徑規(guī)劃。    在大批量生產(chǎn)當(dāng)中沖壓成型工藝穩(wěn)健設(shè)計(jì)尤為重要。模具設(shè)計(jì)好以后，試模階段不會(huì)出現(xiàn)太大的問題，當(dāng)大批量生產(chǎn)的時(shí)候，如何讓他批量條件下成型質(zhì)量好，這是遇到的重要問題。因此在這里面需要開展一些研究工作。&

5、#160;  這里所遇到的挑戰(zhàn)是整個(gè)材料和工藝的統(tǒng)計(jì)分析特性，意義它在的成型過程當(dāng)中各種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿绾未_定，還有穩(wěn)定分析和成型過程當(dāng)中的優(yōu)化技術(shù)。   某汽車廠的側(cè)圍成型工藝穩(wěn)健設(shè)計(jì)。側(cè)圍是汽車非常重要、復(fù)雜的零件。要求整個(gè)沒有開裂、沒有起皺，同時(shí)要保證側(cè)圍表面剛度比較高。這是在成型的試生產(chǎn)階段，它的模具問題可能會(huì)使得在試生產(chǎn)階段比較高，對(duì)于這個(gè)問題我們可以首先進(jìn)行成型工藝的參數(shù)分析，包括確定它主要的參數(shù)和次要的參數(shù)。在這個(gè)基礎(chǔ)上可以對(duì)成型過程當(dāng)中不同的部位：如A區(qū)、B區(qū)等區(qū)域進(jìn)行參數(shù)敏度分析，確認(rèn)出最敏感的參數(shù)。成型質(zhì)量的起皺、開裂和敏感參數(shù)的關(guān)系，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)

6、行優(yōu)化、確定它最優(yōu)，或者最穩(wěn)健的成型工藝參數(shù)。在優(yōu)化基礎(chǔ)上可以對(duì)成型模具，試模參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，比如調(diào)整壓邊力，調(diào)整材料的曲直范圍，以及修改材料毛胚孔的初始孔型，通過這些設(shè)計(jì)來使得廢品率原來比較高的情況下降到比較低的情況，小于1%。   在成型過程當(dāng)中的副車件是非常復(fù)雜、重要的零件。由一根鋼管經(jīng)過彎曲，再經(jīng)過液壓成型來形成這樣的形狀。這里面需要解決的問題是如何建立無縫鋼管，以及如何來指導(dǎo)我們實(shí)際成型過程當(dāng)中參數(shù)的選擇。   由于輕量化車身引入高強(qiáng)度鋼，還有由于液壓成型的管件，這些材料在成型當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用。這就迫切需要我們開展新型的焊接工藝和柔性連接裝備。

7、來實(shí)現(xiàn)車身焊接過程的高效率、低能耗，以及焊點(diǎn)的高可靠性。   目前隨著輕量化材料的應(yīng)用，焊接和連接工藝的發(fā)展趨勢來看主要是傳統(tǒng)的機(jī)械連接等，這些將會(huì)越來越少。對(duì)鋁合金的摩擦攪拌點(diǎn)焊來看以后會(huì)逐漸增加。特別是有可能是一些負(fù)荷的連接技術(shù)可能會(huì)成為以后無論是學(xué)術(shù)界，還是工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。比如說交界點(diǎn)焊，包括鉚接和電阻焊怎么結(jié)合，這是一個(gè)發(fā)展趨勢。   焊接和連接工藝的裝備上，一個(gè)是我們?nèi)绾翁岣哔|(zhì)量，再一個(gè)是如何降低能耗、如何采用新的技術(shù)來提高產(chǎn)能。在連接工藝裝備上它有很多發(fā)展趨勢。在這里遇到的關(guān)鍵技術(shù)一個(gè)是高強(qiáng)度鋼，它的點(diǎn)焊技術(shù)，在主流汽車廠得到比較廣泛的應(yīng)用

8、。采用中屏點(diǎn)焊技術(shù)可以比目前節(jié)省能耗1/3。電極消耗也可以節(jié)省1/2?，F(xiàn)在面臨的問題是在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中我們采用中屏電阻點(diǎn)焊，它的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是采用原來的規(guī)范，所以這方面還需要我們做很多的工作。   另外，在鋁合金自成鉚接技術(shù)方面，SPR鉚接有很多優(yōu)勢，特別是適合于鋁合金方面的連接。它的強(qiáng)度比單個(gè)點(diǎn)焊提高30%，連接變形也比點(diǎn)焊，或者弧焊連得少。鋁和鋼的連接可以采用冷技術(shù)過渡，這種技術(shù)比較大的優(yōu)勢是在焊接過程當(dāng)中金屬在過渡時(shí)候電流可以減少到幾乎為零，同時(shí)焊絲的回抽運(yùn)動(dòng)幫助溶滴脫落，熱輸入可以降低30%。變形小、無飛濺。   采用光纖激光的釬焊技術(shù)也是我們未來的一

9、些連接潛在技術(shù)。比如采用高強(qiáng)度鋼進(jìn)行車身制造過程當(dāng)中，實(shí)際上高強(qiáng)度用鋼的焊接窗口比傳統(tǒng)的中焊鋼窗口要小。如何解決這個(gè)問題，實(shí)際上可以采用伺服焊槍和傳統(tǒng)的焊槍來解決高強(qiáng)度焊接的質(zhì)量可靠性問題。這里面主要是絲夫焊槍的可靠性，以及壓力的可控性，再就是焊接過程的可操作性。以實(shí)現(xiàn)我們對(duì)焊接當(dāng)中檢測和過程控制來實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)得到百分之百的可靠性。通過伺服焊槍高強(qiáng)度鋼，和焊接的工藝優(yōu)化，來使得焊接窗口比采用傳統(tǒng)的焊接窗口可以提高50%以上。對(duì)焊合質(zhì)量得到比較大的提高。   數(shù)字化的柔性裝夾技術(shù)。隨著車身型號(hào)變形不斷加快，可以采用數(shù)字化的柔性裝夾技術(shù)。   車身裝配質(zhì)量控制方

10、面，隨著車身輕量化，在一個(gè)車身制造過程當(dāng)中有多種材料，特別是高強(qiáng)度鋼，是鋁合金運(yùn)用上去以后，尺寸如何控制，給尺寸控制帶來難題。車身制造偏差對(duì)整個(gè)車身的性能都會(huì)帶來些影響。在車身裝配過程當(dāng)中的發(fā)展趨勢就像剛才說的新材料，或者是新工藝的比較。由于新材料對(duì)裝配技術(shù)，或者對(duì)檢測技術(shù)都會(huì)帶來新的要求。同時(shí)，在車身的裝配質(zhì)量控制當(dāng)中可能要從目前在批量化生產(chǎn)，或者是試生產(chǎn)過程當(dāng)中的質(zhì)量偏差進(jìn)度延伸到設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的質(zhì)量控制。   隨著汽車市場競爭不斷加劇，每年的新車型，每個(gè)公司的新車型都都不斷地推出。對(duì)車身尺寸偏差控制核心問題在于車身裝配過程當(dāng)中像車身的生產(chǎn)線，車身裝配當(dāng)中整個(gè)的偏差如何檢

11、測，在這些過程當(dāng)中如何進(jìn)行控制。   在車身裝配過程和質(zhì)量控制當(dāng)中有一系列的關(guān)鍵技術(shù)，可以總結(jié)出十大關(guān)鍵技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段可能是尺寸項(xiàng)目如何規(guī)劃、尺寸如何匹配、尺寸標(biāo)準(zhǔn)如何界定，以及整個(gè)在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的裝配偏差如何分析。在制造過程當(dāng)中如何進(jìn)行測點(diǎn)規(guī)劃，意義樣車過程當(dāng)中怎么樣匹配，再就是整個(gè)質(zhì)量系統(tǒng)怎么樣來進(jìn)行處理，包括怎么進(jìn)行聯(lián)系改進(jìn)。   在這里面可能遇到一些關(guān)鍵技術(shù)就是非常負(fù)責(zé)的車身制造質(zhì)量如何評(píng)價(jià)。車身可能有幾百個(gè)零件，每天要生產(chǎn)幾百輛車，在生產(chǎn)過程當(dāng)中可能你每天抽樣只有1輛、2輛、3輛，如何進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)這是一個(gè)問題。另外一個(gè)問題，如何進(jìn)行尺寸檢測。

12、整個(gè)車身是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，如何來確定我們正檢測點(diǎn)，1百個(gè)、2百個(gè)檢測點(diǎn)如何來分布，布置檢測點(diǎn)，這可能也是我們遇到的問題。就是側(cè)點(diǎn)和功能相結(jié)合的功能、尺寸系統(tǒng)如何建立。   在裝配過程當(dāng)中為了進(jìn)行控制，如何進(jìn)行車身在線檢測和智能的預(yù)警，這方面主要是在整個(gè)車身生產(chǎn)線中有幾百個(gè)工位，每個(gè)工位上如何來布置在線檢測點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)檢測能力和整個(gè)成本的協(xié)調(diào)。   質(zhì)量信息流控制管理平臺(tái)。車身質(zhì)量控制可以建立一些系統(tǒng)，前期工作當(dāng)中實(shí)際上已經(jīng)在一些場合上得到了應(yīng)用。但隨著輕量化，或者是新材料的引用可能還需要進(jìn)一步完善、推廣。   在車身制造過程當(dāng)中，我們叫數(shù)字化工藝技術(shù)?；蛘呓袛?shù)字化的功能評(píng)價(jià)。每一種新車型推向市場以前，可能都需要進(jìn)行樣車的試制，通過樣車來評(píng)價(jià)整個(gè)零件、覆蓋件的磨損，看一下匹配程度如何，一般是用幾十臺(tái)樣車來評(píng)價(jià)，要耗費(fèi)很大的功利。這里面可以采用數(shù)字化方法來替代這個(gè)過程。實(shí)際上在國外美國通用一些公司都在嘗試用數(shù)字化的方法來替代實(shí)際的物理樣車。主要是想縮短車身的開發(fā)周期，降低成本。   這里面主要的技術(shù)點(diǎn)來看，一個(gè)是零件成型如何進(jìn)行仿真，包括零部件的連接如何仿真，還有裝配的時(shí)候如何進(jìn)行仿真，核心問題就是這種零件在裝配過程當(dāng)中的仿真技術(shù)。有了這個(gè)技術(shù)以后就可以對(duì)裝配