汽車車身的沖壓成形技術的思考

阮廣明

（江鈴汽車集團奧威汽車零部件有限公司 江西南昌 330000）

引言

道路交通安全問題一直備受社會關注，在不少道路交通安全事故中，部分汽車車身剛性不足，導致事故發(fā)生時車輛駕駛人損傷較重。因此，汽車企業(yè)應該提高車體的剛性，提升車輛行駛的安全性。而優(yōu)質鋼材、成形工藝以及車身沖壓新技術可以保證安全，提高車輛的碰撞性能。目前，車身沖壓技術模塊化、虛擬試模技術不斷發(fā)展，汽車制造商若想在競爭激烈的市場中脫穎而出，必須重視汽車車身沖壓成形技術的研究。

1 汽車車身的沖壓成形技術

在汽車車身的金屬件中，絕大多數(shù)為沖壓件，并且車身的使用周期較短，所以在研發(fā)汽車車身沖壓成形技術過程中，需要考慮到制造周期、成本等因素。沖壓工藝是汽車車身沖壓成形技術的重點，對覆蓋件的形狀精度等要求較高，形狀精度主要是為了滿足消費者對汽車車身美觀的要求[1]。沖壓成形技術主要是在大批量生產(chǎn)的需求上發(fā)展而來的。我國部分沖壓線使用雙動、單動拉伸壓力機生產(chǎn)大型覆蓋件，這一生產(chǎn)方式效率低下，能源使用量較大，容易造成環(huán)境污染問題，也難以為生產(chǎn)工人提供良好的工作環(huán)境?，F(xiàn)階段，我國汽車外覆蓋件的自動化生產(chǎn)水平相對較高，例如自動化成線沖壓。

2 汽車車身沖壓的基本工序

汽車車身的沖壓工藝在汽車設計制造中占據(jù)著重要的地位，其會對汽車質量、制造商資金、產(chǎn)品的安全性產(chǎn)生較大的影響。汽車車身的沖壓工藝主要有目標確定、比較選擇、工藝平面布置、制定與實施目標計劃等步驟。在汽車車身的沖壓成形技術中，模具材料也是影響技術效果的重要因素。模具材料根據(jù)工藝性質可分為沖孔模與切斷模等使材料分離的模具、彎曲模等使板料毛坯獲得一定角度與形狀的模具、成型模以及拉深模等。以工序組合程度為依據(jù)可分為1道沖壓工序的模具、在工位上完成2道以及2道以上的沖壓工序的模具。值得注意的是；若在同一工位完成2道以及2道以上的沖壓工序的模具為復合模具，若為不同工位完成2道以及2道以上的沖壓工序的模具為級進模具[2]。

汽車車身工藝成形過程如下：采用液壓機、自動化技術等進行鋁合金毛坯管測量下料，之后，將潤滑后的鋁合金毛坯管放入成形模具中，并密封。對管腔內(nèi)進行加壓，最大限度保證模具的成形精度與尺寸精度。在這一過程中，使用蓄能器驅動模具動作，可以在短時間內(nèi)提供空氣，并可以及時釋壓，不僅可以縮短循環(huán)時間，而且減少了清潔的工作量。

3 汽車車身沖壓成形技術的應用

在信息技術、力學、有限元方法快速發(fā)展的背景下，使用計算機模擬汽車沖壓成形過程已經(jīng)成為新的趨勢，并在現(xiàn)實生活中得到了廣泛的應用。汽車車身沖壓成形技術在縮短新車研發(fā)周期、節(jié)約成本等工作中發(fā)揮著重要的作用，應用范圍較廣?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外有許多汽車車身沖壓成形過程仿真模擬軟件，技術人員可以通過軟件實現(xiàn)模面設計、條件設置、快速分析等工作，能夠進行零件材料成本評估。在使用計算機軟件劃分網(wǎng)格過程中，技術人員需要充分重視網(wǎng)格劃分的質量，從而保證計算速度與結果的準確度。借助汽車車身沖壓成形技術模擬坯料的真實狀況，對壓邊圈壓合沖壓加載等環(huán)節(jié)全程模擬，之后評定起皺、回彈等部位與嚴重程度[3]。部分分析應用提供工藝成本評估功能，工程師可以根據(jù)軟件分析結果評估模具成本、材料成本，進而制定實際的工藝方案。通過專業(yè)的軟件以及汽車車身沖壓成形技術可以了解模具間的間隙、材料參數(shù)等，并分析上述因素對汽車車身沖壓過程的影響，進而對部分參數(shù)進行調整。與此同時，技術人員還可以利用相關技術修正數(shù)值計算，為分析人員積累經(jīng)驗。

汽車車身零件多數(shù)為覆蓋件，在汽車車身沖壓成形過程中，成形后的性能是材料的一大問題，在選擇材料時應該選擇延伸性、抗凹性等材料，例如超低碳冷軋鋼板等拉延性能優(yōu)良的鋼板等。技術人員還應該防止選擇高牌號材質的材料，減少資源的浪費，最大限度避免產(chǎn)能過剩。例如使用普通冷軋板時應該優(yōu)先選擇低牌號的材料。工程師在該對車身不同部位的材料進行選擇時，還應該考慮形應變特性。一般情況下，保險杠、支柱等部件一般使用復合相和馬氏體相鋼。車蓋、內(nèi)門板、側板、車蓋箱等部件一般使用高抗拉強度鋼。為了適應高強度、輕量化的趨勢，必須對生產(chǎn)線進行變革，液壓機、機械壓力機可組成混合生產(chǎn)線用于高強度鋼成形，沖壓硬化加工提升工件強度，工程師在選擇技術措施時應該考慮材料、部件尺寸等因素。在汽車車身沖壓成形過程中難以避免會出現(xiàn)模具開裂、起皺等情況，模具壓制出的產(chǎn)品質量較差。面對上述問題，工程師可以結合的模具的實際情況改變?yōu)闂l料，提高材料的利用率。如果單件毛坯尺寸較大的零件調整后重量增加，則應該盡可能地將這一類型的零件改為條料，必要時可增加搬運工具，提高經(jīng)濟利益。針對不同形狀的零件，科學選擇正反方向沖裁，根據(jù)沖裁工序減少搭邊值的方法。除此之外，工程師還可以利用淺拉延調整為成形，改變成形工藝改善車身沖壓成形效果。

4 結語

靈活性、適用性強的機械化方案是汽車車身沖壓成形的新趨勢，模具的多樣性能夠提供更多類型的汽車，在優(yōu)化汽車車身沖壓技術時，應該綜合考慮大型、小型、微型沖壓件的生產(chǎn)。在環(huán)境污染問題嚴峻的背景下，相關技術人員需要加大對材料研發(fā)、結構設計等環(huán)節(jié)中新型技術的研發(fā)力度，減少汽車使用過程中產(chǎn)生的污染，同時還需要具有創(chuàng)新思維，積極學習與運用最新的理念與技術，使用計算機模擬汽車沖壓成形過程，縮短新車研發(fā)周期，降低設計成本，及時發(fā)現(xiàn)工件缺陷，提高工作效率與部件質量。