汽车冲压件成形新工艺
万方数据
王洪俊等：汽车冲压件成形新工艺
状态下压机是打开的，液压腔内充满液体。坯料放在凹模上后压机闭合，压边圈压紧板坯，开始成形。拉深凸模进人液压腔，液压腔内液体产生压力，成形过程中板材始终紧压在凸模上，同时与液压腔相连的调节系统根据工件不同的拉深深度调节液压腔内的压力。
１．２．４优点
由于成形过程中拉深凸模压人液压腔而产生向各个方向起作用的反压力，并将要成形的坯料始终紧压在凸模表面上，因此加大了凸模与坯料之间的附着摩擦，不仅使拉深力大大提高，而且成形件的精度很高，也利于减少回弹；此外，由于板材不是在刚性圆角上进行拉深，而是通过液体间隙的压力被拉深，因而成形件应力分布均匀，表面质量高。同时，因为成形工序减少，也使模具费用降低，成本降低。
１．３液力正拉深
１．３．１原理及模具结构
液力正拉深是利用压力介质（大多是油水乳剂）进行成形的。拉深过程中大面积板坯借助于四周一圈液力紧密地压紧在凹模和压边圈（这里以液压容器的形式）之间。液压乳剂通过一个增压器充入液压容器中，并形成一定的压力。这时，板坯有控制地向上鼓起，并且在最终成形构件的整个面上进行预拉深，直到工件的中间贴到凸模上。在预拉深之后，压边圈、板坯和凹模构成的整体压向凸模。此过程中，液压乳剂被挤压，而压力可以调整成保持不变、递增或者递减。拉深过程结束后，液压乳剂的压力重新产生，使板坯紧压在凸模上而达到最理想的凸模形状。模具结构如图２。
图２液力正拉深模具
１．３．２优点
由于板坯不与凸模或者凹模摩擦，而是通过液压乳剂将板坯挤压到凸模上，因此不仅模具磨损度小，模具的耐用度高，而且工件可达到较理想的表面质量。此外，由于使用液力正拉深工艺费用低于传统工艺，用一套模具可以加工各种材料和任何厚度的板材，而且常可以节省一个加工工序，模具费
２００５年第２期用大为降低。
２内高压成形技术
板材加工业已经把减少成本以及优化产品质量、强度和刚度作为其重要的任务。在寻找可供选择的工艺上，内高压成形技术在通过压力介质加工几何形状复杂的空心件方面显露出明显的技术和经济优势。上世纪９０年代中期，管状内高压成形技术开始应用于汽车领域，目前在欧洲、美国和韩国汽车制造业都已经得到很好的应用。
２．１相对于传统工艺的优势
以汽车排气系统为例，传统的排气系统通常的制造方法有两种：一种是采用整体式的铸造件，由于采用的是铸造工艺，因而不仅尺寸精度无法保证，而且零件的表面质量很差；另一种是采用薄钢管成形工艺，即将几根钢管单独成形，然后将其焊接在一起，其缺点是零件多、成本高、焊缝多。
应用内高压成形技术不仅能制作几何形状复杂的构件，零件质量轻，而且加工的零件是整体的，其成形精度高；此外，能提高成形零件的刚性，因此零件应用于碰撞时更有优势。
２．２原理及模具结构
内高压成形技术是一种冷成形工艺，用来加工管坯等形状复杂的空心件，在密闭的模具内通过水压（５０～２５０ＭＰａ）从管子内侧使金属管子膨胀。。
模具基体由上模和下模组成，由压机行程以及油缸托架高度可以决定模座装模高度，依据行程或压力可调节的轴向缸推动密封压头使管坯密封，然后进一步推动管坯两端使其墩粗。模具结构如图３。
图３内高压成形模具
２．３特点及主要应用
内高压成形的坯料需要采用一些半成品，如拉拔管、焊接管、双层管、挤压型材或者预成形板坯，主要采用断面为圆形的管坯。生产中，如果工件由于其几何形状或者特殊的要求而不能被胀形到最终尺
寸，就还需通过对工件进行切割、冲压或者铣削来完 万方数据
王洪俊等：汽车冲压件成形新工艺
成。
内高压成形工艺以其结构和设计的多样性而成
功地应用在生产强度高、寿命长、质量轻的构件和部
件上，如汽车排气系统（如图４）、前后悬架和底盘等。
目前，欧宝Ｃｏｒｓａ的发动机支架、宝马汽车公司的仪
表板支撑梁以及大众汽车公司２，０１—１６Ｖ＿４汽油发
动机排气系统的制造都采用了内高压成形技术。
图４内高压成形轿车排气管
３热成形技术
３．１热成形过程及特点
以硼合金钢为例，热成形过程中，首先对材料在
９００～１ＯＯＯｃＣ加热１０ｍｉｎ左右，接着操作压机，使凹
模随上工作台抬起到凸模顶部２０ｍｍ以上处，然后
用顶料杆顶起压料板到稍高于凸模的位置，将预热
后的毛坯放置在压料板上并定位。接着，压机上滑块
下移，使凹模与压料板在顶料杆的作用下紧压毛坯，
并向下移动，直到压料板触到下平台为止，保持不动
加以保压。最后，凹模随上工作台抬起，顶起压料
板，取出零件进行冷却。
在热成形过程中，由于热应力的存在，材料极
易产生裂纹。通常，破裂可以通过增加工序、将总变
形量分解到各成形工序中加以解决；起皱可以在增
加工序的基础上，通过过渡结构而消除。但是，多工
（上接第３
”＋－?＋一＋??＋“＋“＋??—?｝??＋
序不仅增加模具数量，提高模具结构的复杂程度，而
且由于每道模具表面氧化和温度的不均匀等原因，
模具滑动面之问极容易卡死，因此热成形模具结构
应尽可能简单。
３．２优越性
应用热成形工艺加工硼合金钢不仅可以大大提
高材料可成形性，降低成形力，而且成形后零件强度
高、精度高、回弹小，特别适合应用于生产超高强度
防撞梁和Ｂ柱加强板。目前，广泛采用热成形工艺
的材料包括硼合金钢、钛合金、镁合金等。
３．３缺点
热成形工艺作为一种新型的特殊的工艺也有其
自身的缺点。热成形零件后续加工难度大，热成形工
序并人现有冲压车问难度大。与普通金属模具相比，
由于受模具材料的强度选择、模具热处理工艺制定
方法、高应力集中、模具表面温度频繁升高和降低，
以及由于模具型腔表面的高温软化加剧了磨损等因
素的影响，热成形模具经常会出现塑性变形失效、疲
劳失效和冷热疲劳失效等问题，降低模具使用寿命。
参考文献：
［１］陈明安．铝薄板／塑料复合成型机理的研究——铝薄板
成型及其与聚丙烯的粘接界面特性［Ｄ］．中南大学博士
学位论文，２００２．
［２］尚建勤．钛合金ＴＣｌ整流内罩热成形工艺研究［Ｊ］．锻
压技术，２０００，（２）．
（责任编辑林溪）图１１激光焊接毛坯冲制的底板
参考文献：
［１］ＷｉｌｆｒｉｅｄＰｍｎｇｅ，ｅｔａ１．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬａｓｅｒ—Ｂｅａｍ—ＷｅｌｄｅｄＳｈｅｅ￡Ｍｅ￡ａｌ［Ｊ］．ＳＡＥＰｈｐｅｒ，８９０８５３．
一６一
收稿日期：２００４—０８—３０
作者简介：王洪俊（１９７０一），男，工学硕士，工程师，长期从
事冲压工艺工作，现已发表论文２０余篇。
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［２］ＡｌｂｒｅｃｈｔＪＳ，ｅｔａ１．ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＵｓａｇｅｏｆＬａｓｅｒ—Ｂｅａｍ—ＷｅｌｄｅｄＳｈｅｅｔＭｅｔａｌ［Ｊ］．ＳＡＥＰａｐｅｒ，８７０４１３．［３］ＤｒｙＤ，ｅｔａ１．ＭｅｔｈｏｄｓｏｆＡｓｓｅｓｓｉｎｇＩｎｎｕｅｎｃｅｏｆＷｅｌｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｎＦｏｍａｂｉｌｉｔｙｏｆＩＪａｓｅｒＷｅｌｄｅｄＴａｉｌｏｒｅｄＢｌａｎｋｓ［Ｊ］．ＩｍｎｍａｋｉｎｇａｎｄＳｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ，２００ｌ，２８（２）．
（责任编辑林溪）收稿日期：２００４—１１一０９
作者简介：姚贵升（１９３０一），男，河北定兴县人，１９５２年大学毕业，主要从事钢铁材料的研究和材料技术
管理工作，曾任中国第一汽车集团公司副总
师。
汽车工艺与材料 万方数据
汽车冲压件成形新工艺
作者：王洪俊， 范海雁
作者单位：王洪俊(上海大众汽车有限公司,上海,201805)， 范海雁(上海理工大学,上海,200093)刊名：
汽车工艺与材料
英文刊名：AUTOMOBILE TECHNOLOGY & MATERIAL
年，卷(期)：2005(2)
参考文献(2条)
1.尚建勤钛合金TC1整流内罩热成形工艺研究[期刊论文]-锻压技术 2000(02)
2.陈明安铝薄板/塑料复合成型机理的研究--铝薄板成型及其与聚丙烯的粘接界面特性[D] 2002
本文链接：https://www.wendangku.net/doc/059221187.html,/Periodical_qcgyycl200502002.aspx