福特Fusion的A柱、B柱将采用液压成型技术,据福特车身工程师称该技术为业界首创。他使用液压成技术代替原有的热压印焊接薄板来制造车顶柱结构,既减轻了重量,又节约了成本和材料,最重要的一点是防撞性能更出色。
“液压成型技术使得汽车的车身有更好的结构连续性。”福特技术主管摩根表示,“目前只有我们的团队能够掌握液压成型技术。”(听听就好O(∩_∩)O哈哈~)
一、优势与传统的冲压工艺相比,液压成型工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势,在工业领域尤其是汽车工业中得到了越来越多的应用。关注微信公众号;冲压帮
在汽车工业及航空、航天等领域,减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标,也是先进制造技术发展的趋势之一。液压成形(hydroforming)就是为实现结构轻量化的一种先进制造技术。
液压成形也被称为“内高压成形”,它的基本原理是以管材作为坯料,在管材内部施加超高压液体同时,对管坯的两端施加轴向推力,进行补料。在两种外力的共同作用下,管坯材料发生塑性变形,并最终与模具型腔内壁贴合,得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。二、优点对于空心变截面结构件,传统的制造工艺是先冲压成形两个半片,然后再焊接成整体,而液压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。与冲压焊接工艺相比,液压成形技术和工艺有以下主要优点:
□ 减轻质量,节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件,液压成形件比冲压件减轻20%~40%;对于空心阶梯轴类零件,可以减轻40%~50%的重量。
□ 减少零件和模具数量,降低模具费用。液压成形件通常只需要1套模具,而冲压件大多需要多套模具。液压成形的发动机托架零件由6个减少到1个,散热器支架零件由17个减少到10个。
□ 可减少后续机械加工和组装的焊接量。以散热器支架为例,散热面积增加43%,焊点由174个减少到20个液压成形,工序由13道减少到6道,生产率提高66%。
□ 提高强度与刚度,尤其是疲劳强度,如液压成形的散热器支架,其刚度在垂直方向可提高39%,水平方向可提高50%。
□ 降低生产成本。根据对已应用液压成形零件的统计分析,液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%~20%,模具费用降低20%~30%。
为了验证液压成型技术在冲压板料成型技术中的应用液压成形,对某款车型发动机盖板进行液压成型模拟试验与物理验证。关注微信公众号;冲压帮,该冲压件属于空间几何形状尺寸比较复杂的汽车覆盖件,用普通模具进行冲压成型,通常拉深成型后冲压件会出现圆角及侧壁破裂缺陷,型面起皱及叠料缺陷等,通过调节冲压工艺参数无法完全消除以上冲压成型缺陷。但是,通过液压成型技术的应用,以上破裂及起皱缺陷基本消除,产品主要落于绿色安全区域,产品表面无破裂、起皱和叠料缺陷。如图所示为物理验证冲压件,从图中可以看出,产品质量完全符合技术要求,模拟试验和物理试验验证一致,液压成型技术得到合格冲压成型件。
1)液压成型技术研究结果表明,液压成型技术可以解决铝合金发动机盖板拉深破裂、起皱等成型缺陷,解决复杂冲压件成型质量问题。
2)液压成型技术的应用,可以大大优化冲压成型工艺,减少冲压成型工序。
3)铝合金液压成型技术的应用,实现了汽车节能减排,并且有效地促进汽车轻量化技术的快速发展。
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