汽車沖壓行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

汽車沖壓行業(yè)的

現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2005年10月夏巨諶王新云Tel&Faxmail:bigaxun@263.net一、基本數(shù)據(jù)沖壓件占轎車零件總數(shù)的75%以上；沖壓件占飛機(jī)零件總數(shù)據(jù)的50%以上；2003年汽車用鋼材：704.73萬(wàn)噸汽車用板材：442.38萬(wàn)噸轎車用鋼材：170萬(wàn)噸轎車用板材：127.7萬(wàn)噸2004年，全國(guó)沖壓件總產(chǎn)量1200萬(wàn)噸每輛汽車平均沖壓件總數(shù)：1350件其中大型件平均數(shù)：300件/輛全國(guó)年沖壓件總數(shù)：73.44億件汽車上沖壓件的構(gòu)成：車身件：70-150件/輛底盤及發(fā)動(dòng)機(jī)用厚板件：15-25件/輛二、目前我國(guó)汽車制造中擁有的六種沖壓件生產(chǎn)線

⑴多工位壓力機(jī)生產(chǎn)線一覆蓋件大批量生產(chǎn)全部自動(dòng)化

⑵液壓機(jī)生產(chǎn)線—中小批量及配件生產(chǎn)可全部自動(dòng)化

⑶柔性壓力機(jī)生產(chǎn)線—大中型批量，復(fù)雜的覆蓋件生產(chǎn)，壓力機(jī)間配機(jī)器人

⑷級(jí)進(jìn)壓力機(jī)生產(chǎn)線—大批量級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，小型薄、中、厚板件生產(chǎn)

⑸傳統(tǒng)壓力機(jī)生產(chǎn)線—各種沖壓件、機(jī)械手上下料、傳送帶送料，部分手工

⑹手工壓力機(jī)生產(chǎn)線—各種沖壓件全自動(dòng)化生產(chǎn)線（即1級(jí)沖壓生產(chǎn)線）130多條自動(dòng)化十機(jī)械化（1級(jí)十二級(jí)）約700多條屬于（5）、（6）占90%三、汽車沖壓行業(yè)存在的主要問(wèn)題1、機(jī)械化自動(dòng)化程度低當(dāng)今國(guó)際上大型多工位壓力機(jī)，美國(guó)680余條沖壓生產(chǎn)線中，70%為多工位壓力機(jī)；日本在美國(guó)的35條生產(chǎn)線中有69%多工位壓力機(jī)日本國(guó)內(nèi)250條生產(chǎn)線中有32%多工位壓力機(jī)我國(guó)目前應(yīng)用不多2、沖壓件生產(chǎn)線集成度低、分散規(guī)模?。?、人才缺乏，投資少，車身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力；4、大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口，2002年進(jìn)口沖模3.36億美元；5、汽車用鋼板，特別是薄板只能滿足60%，其余的需進(jìn)口；6、在眾多合資公司中，外方對(duì)中方實(shí)行技術(shù)封鎖，要求中方支付巨大的工程設(shè)計(jì)費(fèi)；7、缺少CAE軟件及應(yīng)用人才；8、國(guó)外公司掌握了工程設(shè)計(jì)權(quán)、控制了投資權(quán)。四、發(fā)展思路1、汽車車身覆蓋件沖壓向單機(jī)連線自動(dòng)化，機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展；2、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高零部件集成度，向?qū)I(yè)化、大型化發(fā)展；3、加大投資力度，加速技術(shù)改造，尤其是上、下料機(jī)械手和機(jī)器人的開(kāi)發(fā)；4、提高汽車覆蓋件知識(shí)工程水平的模具設(shè)計(jì)能力，包括CAD、CAM、CAE的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用；5、提高沖壓鋼板的質(zhì)量及國(guó)產(chǎn)化；6、加強(qiáng)人才培養(yǎng)；7、通過(guò)技術(shù)引進(jìn)合資、自主開(kāi)發(fā)來(lái)提高沖壓設(shè)備的技術(shù)含量；8、提高沖壓工藝水平；9、提高模具加工的NC數(shù)字化制造技術(shù)；10加快模具標(biāo)準(zhǔn)化工作；11、開(kāi)發(fā)激光焊接板車身件；12、改造舊設(shè)備，發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。5.1液壓脹形五、板管成形新技術(shù)5.1液壓脹形(成對(duì)液壓脹形)5.1液壓脹形(超塑成形)5.2充液拉深

(1)原理：當(dāng)凸模壓迫板料毛坯向下移動(dòng)時(shí)，被封閉在板坯與凹模之間的液體便產(chǎn)生了壓力，這個(gè)壓力與凸模作用力相反的方向作用在板坯的下表面。使板坯緊貼在凸模上而成形為所需零件。液體壓力通過(guò)系統(tǒng)上的溢流閥調(diào)節(jié)。(2)優(yōu)點(diǎn)：板料在強(qiáng)大的三向壓應(yīng)力的作用下成形，有利于提高成形極限，因此，可將傳統(tǒng)的拉伸成形工藝的若干道工序合并為一步，簡(jiǎn)化了成形工藝；板坯在雙向作用力下緊貼凸模（或凹模）不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致局部變薄，所得到的制件壁厚均勻；當(dāng)油壓超過(guò)溢流閥設(shè)定壓力時(shí)，油液被擠入板坯與凹模圈的接觸面上起到潤(rùn)滑作用，降低了摩擦阻力，有利于金屬流動(dòng)成形；減少了模具數(shù)量，且簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)；提高了制件質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。5.2充液拉深5.2充液拉深5.2充液拉深5.2充液拉深成形的零件5.2充液拉深對(duì)比算例5.2充液拉深對(duì)比算例5.2充液拉深5.2充液拉深5.3粘性介質(zhì)壓力成形（VPF）5.3粘性介質(zhì)壓力成形（VPF）粘性介質(zhì)壓力成形工藝是適于難成形材料成形的一種新技術(shù)，采用該工藝能縮短工期，成倍節(jié)約模具費(fèi)，成形件具有回彈小，表面質(zhì)量好及厚度均勻等特點(diǎn)。它克服了一般以液體或固體彈性體為傳力介質(zhì)的軟模成形的不足具有廣闊的發(fā)展前景。優(yōu)點(diǎn)在于：

1）

粘性介質(zhì)，具有應(yīng)變速率敏感性，可以自適應(yīng)與板料的變形

2）

當(dāng)兩側(cè)都加介質(zhì)時(shí)改變了板料的受力狀態(tài)，提高了板料的成形性

3）

易于密封，正是如此使得可以靈活控制壓邊力，更加合理控制板料流動(dòng)，因而成形件厚度分布更均勻

4）

粘性介質(zhì)在壓力下有很好的流動(dòng)性，避免聚氨酯等在成形時(shí)不能很好地填充小角度處和復(fù)雜型面處的缺點(diǎn)

5.3粘性介質(zhì)壓力成形（VPF）5.3粘性介質(zhì)壓力成形（VPF）

高溫合金波紋薄壁零件壁厚0.3mm最大減薄15％5.4管料零件內(nèi)高壓成形5.4管料零件內(nèi)高壓成形

(1)原理（以三通管為例）管坯在內(nèi)高壓Q，軸向壓縮力F和支管端部反向作用力F3的共同作用下，使管坯緊貼凹模模壁而成形為所需的管接頭零件。Q-內(nèi)高壓，使管坯脹形緊貼凹模模壁；F-軸向的壓縮力，使管坯兩端金屬向中間流動(dòng)，補(bǔ)充支管延伸所需金屬；F3-支管管端支承力，即平衡力，改善支管與管體相連接的強(qiáng)烈變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，避免支管管端和連接區(qū)產(chǎn)生破裂。5.4管料零件內(nèi)高壓成形

(2)優(yōu)點(diǎn)金屬的空間分布合理，在保證強(qiáng)度和剛度的條件下，可是零件的重量減輕30%~70%；通過(guò)管坯的冷成形，可使制件具有精細(xì)的金相組織，良好的金屬流線分布及均勻的壁厚，機(jī)械性能提高；之間表面光滑，尺寸精度高，質(zhì)量好；可由整體成形工藝代替多個(gè)零件焊接或拼裝并經(jīng)切制加工成復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)工序減少，生產(chǎn)率提高；模具受力均勻，無(wú)沖擊載荷，使用壽命提高5.4管材零件內(nèi)高壓成形5.4管材零件內(nèi)高壓成形5.4管材零件內(nèi)高壓成形減輕重量、節(jié)約材料軸類件：30%-50%；結(jié)構(gòu)件：20%-30%零件數(shù)量少1件內(nèi)高壓件代替至少2件沖壓焊接件減少后續(xù)焊接量提高剛度和強(qiáng)度，尤其疲勞強(qiáng)度降低成本據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車構(gòu)件平均降低30%左右機(jī)械加工件內(nèi)高壓成形件5.4