内高压成形工艺及其在汽车轻量化中的应用

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1、文章编号：1672—0121(2010)ol一0012—06内高压成形工艺及其在汽车轻量化中的应用陈建军(机械工业第九设计研究院，吉林长春130011)摘要：对内高压成形工艺的发展现状和趋势、2T_艺过程、技术特点、生产线组成进行了分析研究。通过某副车架内高压成形项目，分析研究了内高压成形工艺技术在汽车轻量化中的应用。关键词：机械制造；内高压成形；汽车轻量化；综述中图分类号：TG360文献标识码：A1前言公司，韩国现代、浦项制铁公司等相继建立内高压成随着汽车工业的快速发展，“环保、轻质、节能”形生产线。据统计，国外现有内

2、高压成形生产线近百成为未来汽车发展的三大方向。新能源汽车和传统条，其中多数厂家分布在美、德、日等国家。产品也由汽车的节能、轻量化成为当前汽车技术研究的主要最早的散热器支架、仪表盘支架、发动机支架发展到课题。汽车轻量化技术包括汽车结构轻量化和材料现今的车身件、底盘件、转向系统件和发动机件。轻量化两大方面。根据欧洲铝协公布的资料，汽车重从地域情况来看．目前德、美、法、意、日、韩等国量每降低lOOkg，每百公里可节约0．6L燃油，同时也家较大汽车生产商均已应用该技术，北美的使用量可减少尾气排放。因此，车身轻量化对提高整车燃料已

3、逐步超过欧洲成为内高压成形零件最大消耗地经济性至关重要，汽车轻量化已经成为各汽车制造区，其中以美国通用公司为最大使用厂家。近年来，商关注的焦点。日本和韩国内高压成形技术研究和应用发展也很内高压成形工艺属于液力成形技术范畴，其工快，已经建立了多条内高压成形生产线。北美汽车212作原理是通过内部加压和轴向加力补料，把管状坯业应用内高压成形工艺生产情况详见表1。料压人到模具型腔，成形各种形状的零部件。目前，表12000年～2004年北美市场内高压成形汽车内高压成形212艺主要用来整体成形变径管、弯曲轴零件生产量统计，t线异型截

4、面空心零件和薄壁多通管零件。这类零件项目20002OOl正2002年2oo3年2004焦传统制造工艺是先冲压成形2个或2个以上半片副车架21O86424375929lO7631561O347171件，再焊接成整体零件。为减少焊接变形，一般采用散热器支架12O4914339166331912822188点焊工艺，因而零件不能是封闭截面。此外，冲压件排气管件2409928677332664782059775截面形状相对比较简单，难以满足结构设计的需要。车架主轨道240987293944332659372994410293汽车

5、上的内高压成形零件包括汽车副车架、散仪表盘支架903710754124751434616498热器支架、底盘构件、车身框架、座椅框架、前轴、后车架副轨道361485Ol86498996694882346轴、驱动轴、凸轮轴及排气系统异型管件等Ⅲ。顶棚托梁l8O74215082494928692327092内高压成形T艺的发展现状和趋势车身框架构件12O49143391663323910267792．1内高压成形工艺的发展现状其他3916039432540576694881Oo7入实合计6024677169388316479

6、563961078766了迅1993年德国奔驰汽车公司建立了内高压成形美国车间，在奔驰轿车及卡车上采用多种内高压成形4LI=，自达相继宝马等车型也采用内高压成形件。根据美国钢铁研究院汽车应用委员会的调查，在北美制造的典型轿车上，空心轻体构件总量的比例已从15年前的10％增加至U16％。田美国有关大学、研究机构和公司十分重视内高压成形技术的研究与开发。美国三大汽车公司和十大钢铁公司甚至成立了“汽车与钢铁作液力成形工业资源组织”。原美国克莱斯勒公司于1990年首先引进内高压技术生产仪表盘支梁并获得成功。通用汽车公司从1995

7、年开始应用图3Y型三通管(左)和排气岐管(右)该项工艺生产发动机支架，后来扩大到散热器支架、压，将发展到600MPa，甚至IO00MPa。超高压成形带下梁、棚顶托梁和内支架等多个空心轻体件品种。来一系列相应的问题需要解决，如超高压管端移动国内哈尔滨工业大学、南京理工大学、清华大密封、超高压下的摩擦行为、模具材料及超高压液体学、济南大学等院校也都开展了内高压成形技术的控制精度等。研究工作，并取得了一定成果。哈尔滨工业大学已成(2)热态内压成形。为了解决高性能铝合金、镁功开发出内高压成形试验线，并具有向生产线建设合金等轻合金

8、材料室温塑性低、成形困难的问题，采提供工艺模拟、设备控制等技术支撑的能力。用加热加压介质成形异型截面零件是内高压成形发目前，国内为一汽供应内高压成形产品的企业展的一个重要方向。目前，以耐热油做为介质的温度主要有本特勒长瑞和富奥威泰克两家，前者主要供可以达到300℃，压力达到IOOMPa，完全能满足铝应一汽大众的奥迪A