汽车车身的冲压成形技术的思考

阮广明

（江铃汽车集团奥威汽车零部件有限公司 江西南昌 330000）

引言

道路交通安全问题一直备受社会关注，在不少道路交通安全事故中，部分汽车车身刚性不足，导致事故发生时车辆驾驶人损伤较重。因此，汽车企业应该提高车体的刚性，提升车辆行驶的安全性。而优质钢材、成形工艺以及车身冲压新技术可以保证安全，提高车辆的碰撞性能。目前，车身冲压技术模块化、虚拟试模技术不断发展，汽车制造商若想在竞争激烈的市场中脱颖而出，必须重视汽车车身冲压成形技术的研究。

1 汽车车身的冲压成形技术

在汽车车身的金属件中，绝大多数为冲压件，并且车身的使用周期较短，所以在研发汽车车身冲压成形技术过程中，需要考虑到制造周期、成本等因素。冲压工艺是汽车车身冲压成形技术的重点，对覆盖件的形状精度等要求较高，形状精度主要是为了满足消费者对汽车车身美观的要求[1]。冲压成形技术主要是在大批量生产的需求上发展而来的。我国部分冲压线使用双动、单动拉伸压力机生产大型覆盖件，这一生产方式效率低下，能源使用量较大，容易造成环境污染问题，也难以为生产工人提供良好的工作环境。现阶段，我国汽车外覆盖件的自动化生产水平相对较高，例如自动化成线冲压。

2 汽车车身冲压的基本工序

汽车车身的冲压工艺在汽车设计制造中占据着重要的地位，其会对汽车质量、制造商资金、产品的安全性产生较大的影响。汽车车身的冲压工艺主要有目标确定、比较选择、工艺平面布置、制定与实施目标计划等步骤。在汽车车身的冲压成形技术中，模具材料也是影响技术效果的重要因素。模具材料根据工艺性质可分为冲孔模与切断模等使材料分离的模具、弯曲模等使板料毛坯获得一定角度与形状的模具、成型模以及拉深模等。以工序组合程度为依据可分为1道冲压工序的模具、在工位上完成2道以及2道以上的冲压工序的模具。值得注意的是；若在同一工位完成2道以及2道以上的冲压工序的模具为复合模具，若为不同工位完成2道以及2道以上的冲压工序的模具为级进模具[2]。

汽车车身工艺成形过程如下：采用液压机、自动化技术等进行铝合金毛坯管测量下料，之后，将润滑后的铝合金毛坯管放入成形模具中，并密封。对管腔内进行加压，最大限度保证模具的成形精度与尺寸精度。在这一过程中，使用蓄能器驱动模具动作，可以在短时间内提供空气，并可以及时释压，不仅可以缩短循环时间，而且减少了清洁的工作量。

3 汽车车身冲压成形技术的应用

在信息技术、力学、有限元方法快速发展的背景下，使用计算机模拟汽车冲压成形过程已经成为新的趋势，并在现实生活中得到了广泛的应用。汽车车身冲压成形技术在缩短新车研发周期、节约成本等工作中发挥着重要的作用，应用范围较广。现阶段，国内外有许多汽车车身冲压成形过程仿真模拟软件，技术人员可以通过软件实现模面设计、条件设置、快速分析等工作，能够进行零件材料成本评估。在使用计算机软件划分网格过程中，技术人员需要充分重视网格划分的质量，从而保证计算速度与结果的准确度。借助汽车车身冲压成形技术模拟坯料的真实状况，对压边圈压合冲压加载等环节全程模拟，之后评定起皱、回弹等部位与严重程度[3]。部分分析应用提供工艺成本评估功能，工程师可以根据软件分析结果评估模具成本、材料成本，进而制定实际的工艺方案。通过专业的软件以及汽车车身冲压成形技术可以了解模具间的间隙、材料参数等，并分析上述因素对汽车车身冲压过程的影响，进而对部分参数进行调整。与此同时，技术人员还可以利用相关技术修正数值计算，为分析人员积累经验。

汽车车身零件多数为覆盖件，在汽车车身冲压成形过程中，成形后的性能是材料的一大问题，在选择材料时应该选择延伸性、抗凹性等材料，例如超低碳冷轧钢板等拉延性能优良的钢板等。技术人员还应该防止选择高牌号材质的材料，减少资源的浪费，最大限度避免产能过剩。例如使用普通冷轧板时应该优先选择低牌号的材料。工程师在该对车身不同部位的材料进行选择时，还应该考虑形应变特性。一般情况下，保险杠、支柱等部件一般使用复合相和马氏体相钢。车盖、内门板、侧板、车盖箱等部件一般使用高抗拉强度钢。为了适应高强度、轻量化的趋势，必须对生产线进行变革，液压机、机械压力机可组成混合生产线用于高强度钢成形，冲压硬化加工提升工件强度，工程师在选择技术措施时应该考虑材料、部件尺寸等因素。在汽车车身冲压成形过程中难以避免会出现模具开裂、起皱等情况，模具压制出的产品质量较差。面对上述问题，工程师可以结合的模具的实际情况改变为条料，提高材料的利用率。如果单件毛坯尺寸较大的零件调整后重量增加，则应该尽可能地将这一类型的零件改为条料，必要时可增加搬运工具，提高经济利益。针对不同形状的零件，科学选择正反方向冲裁，根据冲裁工序减少搭边值的方法。除此之外，工程师还可以利用浅拉延调整为成形，改变成形工艺改善车身冲压成形效果。

4 结语

灵活性、适用性强的机械化方案是汽车车身冲压成形的新趋势，模具的多样性能够提供更多类型的汽车，在优化汽车车身冲压技术时，应该综合考虑大型、小型、微型冲压件的生产。在环境污染问题严峻的背景下，相关技术人员需要加大对材料研发、结构设计等环节中新型技术的研发力度，减少汽车使用过程中产生的污染，同时还需要具有创新思维，积极学习与运用最新的理念与技术，使用计算机模拟汽车冲压成形过程，缩短新车研发周期，降低设计成本，及时发现工件缺陷，提高工作效率与部件质量。