車(chē)身輕量化的思路及途徑輕量化制造工藝(完)

1、車(chē)身輕量化的思路及途徑輕量化制造工藝（完） 北京現(xiàn)代汽車(chē)滄州分公司慕溫周、楊人 杰、羅艷路、張劍、呂順、朱珍厚（韓）車(chē)身輕量化的思路及途徑一一輕量化材料的應(yīng)用（一） 車(chē)身輕量化的思路及途徑一一輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二） 車(chē)身輕量化的思路及途徑的第三個(gè)重要方法一一輕量化制 造工藝輕量化制造工藝在使用輕量化材料和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，往往 需要革新制造工藝來(lái)滿足材料和結(jié)構(gòu)的變化，如目前已廣泛 應(yīng)用的激光拼焊板、熱沖壓成形和液壓成形等工藝。.激光拼焊板激光拼焊板（TWB）可將不同材質(zhì)、不同厚 度、不同強(qiáng)度和不同外表鍍層的板坯拼合起來(lái)然后整體進(jìn)行 壓型。激光拼焊板工藝已在汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用成熟，用于制造車(chē) 門(mén)內(nèi)板、加強(qiáng)

2、板、立柱、底板和輪罩等部件，群眾第7代 Golf車(chē)身的激光焊縫總長(zhǎng)度甚至到達(dá)了 70 mo激光拼焊板 工藝通過(guò)減少制件數(shù)量、局部鋼板減薄及去除點(diǎn)焊凸緣來(lái)實(shí) 現(xiàn)輕量化目的。車(chē)門(mén)內(nèi)板邊緣因需加裝稅鏈，需要在0.8mm 的主板基礎(chǔ)上應(yīng)用2 mm厚的裁剪板來(lái)加強(qiáng)，因無(wú)需加裝額 外的增強(qiáng)板故車(chē)門(mén)整體減重L4kg。.熱沖壓成形工藝高強(qiáng)度鋼板由于屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的 提高，沖壓成形性能下降，主要表現(xiàn)為成形缺陷多、所需成 形力大以及回彈嚴(yán)重制件尺寸精度難以保證。如當(dāng)強(qiáng)度超過(guò) 1 000 MPa以上時(shí)，對(duì)于一些幾何形狀比擬復(fù)雜的零件，使 用常規(guī)的冷沖壓工藝兒乎無(wú)法成形，所以高強(qiáng)度鋼的熱沖壓 成形工藝應(yīng)運(yùn)而生。熱

3、沖壓成形工藝首先將高強(qiáng)度鋼板加熱 至奧氏體化狀態(tài)，然后快速轉(zhuǎn)移到模具中進(jìn)行沖壓成形，在 保證一定壓力的情況下，制件在模具本體中以大于27 /s 的冷卻速度進(jìn)行淬火處理，保壓淬火一段時(shí)間，以獲得具有 均勻馬氏體組織的超高強(qiáng)鋼零件。.液壓成形工藝液壓成形工藝一般有預(yù)成形、成形以及校準(zhǔn) 三個(gè)過(guò)程，可用于板材和管材成形。板材液壓成形技術(shù)尤其 適用于有深沖要求的復(fù)雜工件及較少凹槽的大型工件，如車(chē) 身的結(jié)構(gòu)件和外覆蓋件。在車(chē)門(mén)外板的液壓成形過(guò)程中，由 于預(yù)成形使材料產(chǎn)生了期望的預(yù)應(yīng)力，可以使車(chē)門(mén)等外板件 在保持耐沖擊性不變的情況下減少壁厚，從而到達(dá)輕量化效 果。管材液壓成形是指管坯在內(nèi)外部液體壓力作用下貼

4、合內(nèi)部 的芯棒成形，該工藝可提高管件的內(nèi)、外外表精度，也可用 于兩個(gè)部件的連接。管材液壓成形的主要車(chē)身制件有發(fā)動(dòng)機(jī) 歧管、車(chē)頂支架、側(cè)門(mén)橫梁、散熱器支架和傳動(dòng)軸零件等。.鋁合金壓鑄新工藝鋁合金的加工方法有鑄造、壓鑄、輕壓、 擠壓和沖壓等。隨著鋁合金在車(chē)身上的應(yīng)用日益廣泛，工程 師們開(kāi)發(fā)了一系列鋁合金壓鑄新工藝，如沖壓壓鑄法、針孔 壓鑄法和無(wú)孔性壓鑄法等，其中無(wú)孔性壓鑄法最受歡迎，壓 鑄時(shí)注入型腔的金屬液與氧氣發(fā)生反響，型腔內(nèi)隨即形成真 空狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)氣孔且可熱處理的高質(zhì)量壓鑄件。目前 用無(wú)孔性壓鑄法生產(chǎn)的鋁合金大量應(yīng)用于車(chē)輪、進(jìn)氣歧管以 及動(dòng)力轉(zhuǎn)向殼等部件上，由于應(yīng)用鋁材且壁厚減小，輕量化

5、 效果顯著?？偨Y(jié)隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)加嚴(yán)，在消費(fèi)者對(duì)駕乘感 受要求提高以及整車(chē)價(jià)格持續(xù)下探的壓力下，車(chē)身輕量化已 成為眾多車(chē)企的重點(diǎn)開(kāi)展方向，而實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化主要有新 材料應(yīng)用、車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化和生產(chǎn)工藝革新三方面途徑。新材料應(yīng)用方面基于目前技術(shù)條件和本錢(qián)考慮，高強(qiáng)度鋼、 鋁合金和工程塑料等已廣泛應(yīng)用，鎂合金、碳纖維及其他復(fù) 合材料目前大多處于研發(fā)階段；車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要有布局優(yōu) 化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化四個(gè)方向；在輕量化車(chē) 身設(shè)計(jì)時(shí)，可以細(xì)化到通道界面改進(jìn)、傳力路徑優(yōu)化、斷面 優(yōu)化、減重孔優(yōu)化和修邊線優(yōu)化等方面；新工藝革新方面， 目前熱沖壓成形、激光拼焊板、制接、膠接以及液壓成形已 經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)應(yīng)用?？傊?，在滿足車(chē)輛平安性能要求及量產(chǎn)本錢(qián)