汽車沖壓行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

汽車沖壓行業(yè)的

現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢華中科技大學模具技術(shù)國家重點實驗室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；沖壓件占飛機零件總數(shù)據(jù)的50%以上；2003年汽車用鋼材：704.73萬噸汽車用板材：442.38萬噸轎車用鋼材：170萬噸轎車用板材：127.7萬噸2004年，全國沖壓件總產(chǎn)量1200萬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)動機用厚板件：15-25件/輛二、目前我國汽車制造中擁有的六種沖壓件生產(chǎn)線

⑴多工位壓力機生產(chǎn)線一覆蓋件大批量生產(chǎn)全部自動化

⑵液壓機生產(chǎn)線—中小批量及配件生產(chǎn)可全部自動化

⑶柔性壓力機生產(chǎn)線—大中型批量，復雜的覆蓋件生產(chǎn)，壓力機間配機器人

⑷級進壓力機生產(chǎn)線—大批量級進模生產(chǎn)，小型薄、中、厚板件生產(chǎn)

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

⑹手工壓力機生產(chǎn)線—各種沖壓件全自動化生產(chǎn)線（即1級沖壓生產(chǎn)線）130多條自動化十機械化（1級十二級）約700多條屬于（5）、（6）占90%三、汽車沖壓行業(yè)存在的主要問題1、機械化自動化程度低當今國際上大型多工位壓力機，美國680余條沖壓生產(chǎn)線中，70%為多工位壓力機；日本在美國的35條生產(chǎn)線中有69%多工位壓力機日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線中有32%多工位壓力機我國目前應(yīng)用不多2、沖壓件生產(chǎn)線集成度低、分散規(guī)模??；3、人才缺乏，投資少，車身設(shè)計開發(fā)能力；4、大型、精密、復雜、長壽命模具依賴進口，2002年進口沖模3.36億美元；5、汽車用鋼板，特別是薄板只能滿足60%，其余的需進口；6、在眾多合資公司中，外方對中方實行技術(shù)封鎖，要求中方支付巨大的工程設(shè)計費；7、缺少CAE軟件及應(yīng)用人才；8、國外公司掌握了工程設(shè)計權(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連線自動化，機器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機方向發(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、下料機械手和機器人的開發(fā)；4、提高汽車覆蓋件知識工程水平的模具設(shè)計能力，包括CAD、CAM、CAE的開發(fā)及應(yīng)用；5、提高沖壓鋼板的質(zhì)量及國產(chǎn)化；6、加強人才培養(yǎng)；7、通過技術(shù)引進合資、自主開發(fā)來提高沖壓設(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加快模具標準化工作；11、開發(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(成對液壓脹形)5.1液壓脹形(超塑成形)5.2充液拉深

(1)原理：當凸模壓迫板料毛坯向下移動時，被封閉在板坯與凹模之間的液體便產(chǎn)生了壓力，這個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。液體壓力通過系統(tǒng)上的溢流閥調(diào)節(jié)。(2)優(yōu)點：板料在強大的三向壓應(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，簡化了成形工藝；板坯在雙向作用力下緊貼凸模（或凹模）不會發(fā)生相對滑動而導致局部變薄，所得到的制件壁厚均勻；當油壓超過溢流閥設(shè)定壓力時，油液被擠入板坯與凹模圈的接觸面上起到潤滑作用，降低了摩擦阻力，有利于金屬流動成形；減少了模具數(shù)量，且簡化了模具結(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充液拉深對比算例5.2充液拉深對比算例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，成形件具有回彈小，表面質(zhì)量好及厚度均勻等特點。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）

當兩側(cè)都加介質(zhì)時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，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性，避免聚氨酯等在成形時不能很好地填充小角度處和復雜型面處的缺點

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，補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)點金屬的空間分布合理，在保證強度和剛度的條件下，可是零件的重量減輕30%~70%；通過管坯的冷成形，可使制件具有精細的金相組織，良好的金屬流線分布及均勻的壁厚，機械性能提高；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零件焊接或拼裝并經(jīng)切制加工成復雜結(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度，尤其疲勞強度降低成本據(jù)統(tǒng)計，汽車構(gòu)件平均降低30%左右機械加工件內(nèi)高壓成形件5.4