针对当前整车性能、造型和成本控制等方面越来越高的要求,汽车制造业面临着诸多挑战和机遇。本文从整车性能、造型趋势和成本控制等方面阐述了轿车冲压工艺面临的挑战和机遇。
汽车市场竞争日趋激烈和残酷,各大主机厂为创造更大的生存空间,在整车碰撞性能、造型和成本控制等方面均提出了更高要求。作为轿车制造领域关键环节的冲压工艺,其能力高低直接关乎整车性能、造型和成本控制等方面的目标是否可以顺利实现。
整车碰撞性能
汽车碰撞安全性是整车性能的重要内容之一,是越来越多用户理性选购车型的首要参考目标。通过研究不难发现,汽车安全性主要取决于汽车车身结构设计、材料匹配选用(高强钢板的应用比例等)及先进制造技术(TWB、液压成形和热成形等)的应用。就车身结构而言属于产品设计范畴,目前行业内应用比较多的有:丰田GOA车身技术(见图1)、日产的Zone Body、本田的G-CON、马自达的MAGMG、三菱的Rise、富士的新环状力骨构造车体、铃木的TECT、大发的TAF以及奇瑞的3Rbody轻量化防撞车身技术(见图2)等,此部分虽与冲压工艺相关,但对冲压工艺无直接影响。
就材料匹配选用及先进制造技术而言,其与冲压工艺息息相关。众所周知,车身选用的材料强度等级越高,零件制造过程中出现拉延开裂、反弹等问题的几率就越高。随着车身零部件高强钢板材料应用比例的不断增大,冲压原有工艺水平已经越来越不能满足实际需要。奇瑞艾瑞泽7车身高强钢板利用率已经接近60%水平,为车身碰撞性能提升和车身轻量化做出了很大贡献,但对冲压工艺提出了诸多挑战。奇瑞汽车为达成设计目的,冲压相关部门在零部件制造工艺方面取得突破,应用了德国本特勒公司的热成形技术(见图3),切实提高了自身的工艺水平。
整车造型
人们对汽车美观性的要求越来越高,所以,汽车造型首先应在实现功能的基础上满足人们不断进步的审美观。
奇瑞汽车从艾瑞泽7及瑞虎5开始,在国际级造型大师JAMES的带领下,公司的造型水平已经逐步接近或赶上国际水平。同时,各车型的造型已经逐步呈现出家族风格,“造型动感,特征犀利”逐步成为奇瑞汽车外形的代名词。 但伴随国际流行造型而来的是工艺实现难度的增加,拉延呈现开裂、特征性滑移以及A面变形等问题须严格控制。奇瑞汽车在充分开展前期同步工程的基础上引入日本富士、韩国新永等公司介入工艺分析过程,并借鉴R0技术(见图4)等措施有效保证了零部件的制造可行。
成本控制
在满足客户对性能和造型要求的前提下,汽车价格也是用户选购的重要因素之一。对冲压专业来说,在保证零件质量前提下,减少零件工序和模具套数是降低成本的关键途径。以侧围外板为代表的零部件,其制造工序常用五序甚至六序制造,但迫于成本压力,需要将工序数逐步进步为四序甚至三序制造。这样,模具复合技术(见图5)的应用迫在眉睫,虽然模具调试难度增加。同时,随之相关技术的逐步应用,奇瑞汽车已经逐渐掌握了相对应的技术。
结语
冲压工艺作为轿车制造过程中的关键工序,虽然面临诸多挑战,但随着相关技术的不断完善和应用,完全可以满足整车对性能、造型和成本控制等方面的更高要求。