汽车制造业中的塑性成形新技术

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1、汽车制造业中的塑性成形新技术郑伟刚刘霞束昊（贵州大学贵州贵阳550003）摘要为了应对日益恶化的全球环境，减少尾气排放，减轻整车重量，降低加工能耗成为汽车制造的重要技术指标。在实现整车轻量化的同时，还要保证具有足够的强度，可靠的安全性能。而塑性成形新技术为这种汽车制造提供了有效的技术保障。本文重点介绍国外汽车制造业中塑性成形新技术的运用情况。关键词：液压成形模拟技术近净成形ApplicationofPlasticityFormingTechnologyInAutomobileManufacture

2、IndustryZhengWei-gang,LiuXia,ShuHao(GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou,550003)Abstract:Todealwiththeglobalenvironmentaldegradation,decreasingtheexhaustgas,makingtheweightofvehicleslight,andreducingenergyconsumptiontobeimportanttechnical-standardsofthea

3、utomobilesmanufactureindustry.Whilethevehicles’weightsarelighted,enoughintensityandcrediblesafetyshouldbeguaranteed.Thenewtechnologyofplasticityformingprovideseffectivetechnicalguaranteesforautomobilemanufacture.Thispapermainlyintroducestheapplication

4、ofplasticityforminginautomobilemanufactureindustryabroad.KeyWords:hydraulicpressureforming;simulationtechnology;near-netforming1、引言随着科学技术进步及人民生活水平不断提高，我国汽车制造业发展迅速。近几年增幅均超过10％以上，05年汽车产量达570万辆。但与汽车工业发达国家相比仍有差距。如日本在90年代初汽车产量就达到了1600万辆/年。这种产业规模化的差距反映了现代制造

5、技术在该领域的滞后。随着能源、环境问题日益严重，对被视为现代环境最大污染源的汽车提出轻型化的对策。在汽车工业发达国家的轿车生产中，运用精密压力成形技术制造零部件已占有较高比重。在我国近净成形技术在整个成形制造生产中所占比重还比较低，如我国精锻件占模锻件的6%，日本则为37%，成形件精度总体水平平均要比发达国家低1～2个等级。另外，日本在80年代就有30－40％零件采用冷挤压成形工艺制造。美国等国家的轿车生产中，每车平均使用40Kg的冷锻件。金属精密塑性成形技术研究对汽车工业可持续发展有重要意义。本

6、文重点介绍了国外在汽车制造业中所运用的塑性成形新技术。2、液压成形汽车运动过程中所产生的全部阻力（FW）由四个部分组成。空气阻力（FL）、加速阻力(FB)、摇动阻力(FR)和倾斜阻力(Fst)。即∑FW=FL+FB+FR+Fst=·v2·cw·A+b·(m+mrot)+m·g·fR+m·g·[2]其中除第一项空气阻力（FL）与重量无关，其余三项都随重量增加而加大。因此用铝合金替换钢板制造车身减轻汽车重量可直接降低驱动阻力，提高燃油效率。4为保证铝合金车身具有足够的刚度及安全可靠性，需采用先进成形技

7、术做成空间框架结构车身，如图1所示。该结构较钢制车身重量减轻40%，且刚度也得到提高。这种结构的制造除采用精密压铸、挤压成形工艺外需运用液压成形和高内压成形工艺。2．1液压成形（hydraulicforming）液压成形的特点是凹模型腔不是刚性的（即不是金属凹模），而是通过液体介质产生压力来实现构件的成形工艺。这是一种柔性成形加工。即工件是被托在柔性体（如液体）上完成塑性成形加工如图2所示。这种成形加工使深拉伸时变形不均处或凹模R处产生的摩擦、褶皱和应力集中得到明显的改善和抑制。有效的提高深拉伸变

8、形极限。如液压成形深拉伸比可达β＝2.8，较刚性成形深拉伸提高很多。如对下列成形零件，运用液压成形工艺加工更为合适，即a、深拉伸构件；b、内倾斜壁构件；c、最小残余应力构件；d、高精度构件；e、大表面积构件。2．2高内压成形技术为了获得复杂截面形状的构件并避免弯曲成形后产生的回弹变形影响尺寸精度。这时需要通过对中空挤压型材内侧施加液体压力后膨胀形成构件，即高内压成形法。如汽车后悬置架用的铝制电缝管（如图3所示）就是运用该技术挤压成形的。这种成形工艺特点为：a）扩管；b)在轴向压缩的