汽车系车身涂装的新技术和发展趋势论文

汽车车身冲压的新技术和发展趋势

汽车车身冲压的新技术和发展趋势

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汽车车身冲压的新技术和发展趋势

冲压成型工艺是一种先进的金属加工工艺方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，在常温条件下利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。冲压工艺生产效率高、操作简便、便于实现机械化与自动化、尺寸一致性好、原材料消耗低等优点，所以汽车上的许多结构件广泛采用冲压件。

冲压成型工艺在汽车车身制造工艺中占有重要的地位，特别是汽车车身的大型覆盖件，因大多形状复杂，结构尺寸大，有的还是空间曲面，并且表面质量要求高，所以用冲压加工方法来制作这些零件是用其他加工方法所不能比拟的。载重货车的驾驶室、车前钣金件、货箱板以及轿车的各种车身覆盖件和客车的各种骨架等，几乎全都是用冲压加工方法制作的。冲压工艺不仅可以提高生产效率，还可以降低生产成本，使汽车工业得以迅速发展。

现代汽车工业具有生产规模化、车型批量小、品种变化快、多车型共线生产的特点，车身覆盖件也随之呈现大型化、一体化的特征，这些趋势要求冲压技术与设备不断向柔性化和自动化方向发展，高柔性、高效率的自动化冲压设备正在逐步取代传统的刚性生产线，成为世界冲压生产的主流。冲压设备长期以来，传统冲压设备因其稳定的生产条件保证了冲压件的质量，模具的使用也相对持久，但是缺乏灵活性是这一生产方式的明显缺陷。集成化控制技术在压力机上的应用给冲压生产带来了更多的灵活性，大型多工位压力机、柔性冲压自动线等设备正在改写冲压生产的历史。

1.集成化控制

为适应柔性化的生产要求，压力机的所有控制功能应做到集成化，从而实现全套模具的菜单化管理，主要包括滑块行程调整、平衡器气压的调整、气垫行程调整以及自动化控制系统等各个环节的参数设定。具有现场通信网络、现场设备互联、互动操作性、分散功能模块、开放式功能的现场总线技术是压力机控制技术的发展方向，对实现自动化具有明显推动作用。故障诊断、模具菜单配置、可编程限位开关和模具监控及调整等，并使设备的维修保养更加方便，而且明显增加压力机的压力机控制系统的集成化可通过单一操作接口实现所有压机和模具的各项控制功能，包括有效工作时间。

2.大型多工位压力机

可进行柔性冲压生产的大型多工位压力机代表了当今国际冲压技术的最高水平，是车身覆盖件冲压成形生产设备的发展方向。大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体，可实现全自动、智能化，操作安全，生产率高，制件质量高，综合成本低，满足了汽车工业大批量生产的需要。当然，压力机自身的技术和性能在近十多年的实践中也在不断完善和发展，如：拉伸工位采用变速多连杆机构、数控液压拉伸垫代替双动压机、现场总线控制技术的应用等。目前，欧洲和美国的着名汽车制造商采用大型多工位压力机和横杆式自动压力机大量生产车身覆盖件，满足当代汽车冲压件的最高精度和表面质量标准。我国目前尚没有汽车生产企业采用大型多工位压力机，其主要原因：一是设备的一次性投资较大；二是国内汽车制造商起步较晚，企业现有的冲压设备尚在服役期，这也在某种程度上制约了我国汽车冲压技术的提高。

3.调试压力机

大批量生产的汽车冲压企业应为每条大型冲压自动线配置调试压力机，以缩短金属成

形模具的试模时间，提高大型冲压线的开动率。试模机械压力机的发展趋势是采用配备了数控液压拉伸垫、具有参数设置和状态记忆功能的多连杆拉伸压力机。自动冲压生产线的研发、冲压生产线的机械化改造、用于汽车侧围板生产的大型真空上料冲压机床的制造促进了汽车工业的飞速发展。对于国内汽车冲压件生产企业来说，最有价值的技术提升集中表现在冲压件的自动化运输、自动化传递装置上以及在冲压设备上料自动化和以产品为导向的冲压生产过程中。由于在变形加工过程中液压技术的极限不易突破，因此只能向机械自动化要效益，而且不能仅仅在冲压工艺过程中向机械自动化要效益，应当也向冲压工艺技术以外的领域要效益、向新的冲压件传送方式、向冲压件下线方式要效益，向所有能获得经济效益的领域索取效益。

4.冲压工艺及模具

在世界汽车产品变化多样的时代，模具多样化和模具更换周期短的特点变得尤为突出，同时对冲压工艺技术提出了新的要求，带来了汽车冲压件生产加工工艺技术的变革。

汽车冲压件具有良好的工艺性和经济性，衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数量和尺寸大小、冲压件的结构等因素。减少冲压过程的工序数意味着减少冲压件数、节省工装数量、简化冲压过程的传送装置、缩减操作人员和设备占地面积等，是节约投资及能耗的极佳措施，所以冲压制造商都能把冲压工序数设计作为降低汽车制造成本的重要途径，甚至不惜改进产品设计来满足制造工艺的要求，同时还采用尽量大尺寸的合理的车身总成分块，如整块式车身左右侧板及车顶盖板，既可使汽车外形更加美观实用，减少空气阻力，又可减少冲压件数量及焊点，能有效地降低成本。在制定工件的冲压工艺时，处理工序的分散与集中是比较复杂的问题。它取决于工件的批量、结构形状、质量要求、工艺特点等。对于通常是大批量生产的汽车冲压件，应当尽量采取工序集中的方案，采用复合或级进模进行冲压，这样既提高生产率，又能做到安全生产。

多件冲压模具工艺随着中高级轿车车身整体侧围冲压技术的推广以及压力机台面的增大，冲压工艺也得到了快速发展，车门、翼子板等冲压件从过去的一模单件发展为双槽模生产，生产效率成倍提高，最新已发展到车门内外板采用四型槽冲模生产，生产效率又翻了一番。产量较大时，采用多件同时冲压，可使模具费、材料费和加工费都得到降低，对成形工艺来说，也有利于材料应力、应变对称均匀，还提高了生产效率，降低了能源消耗。双件生产的最新发展趋势是内外板同时生产，其优点是：生产数量匹配，还可同时送焊装线及时压合，物流顺畅、便捷。

结束语

具有更大灵活性或柔性的冲压技术和设备将适应小批量、多品种、混流生产模式以及市场多样化、个性化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。