汽車輥壓門檻較沖壓門檻性能更優(yōu)

2018-08-08 14:23:13·  來源:鍛壓世界
 
輕量化是汽車技術發(fā)展的重要方向,大量采用輥壓技術提高車身高強鋼應用范圍是重要方法。對某款車型輥壓門檻與沖壓門檻在質(zhì)量、成本、性能這3個方面進行了分析。通過對比分析發(fā)現(xiàn)輥壓門檻相比沖壓門檻質(zhì)量輕、價格便宜,整車碰撞性能更優(yōu)。
輕量化是汽車技術發(fā)展的重要方向,大量采用輥壓技術提高車身高強鋼應用范圍是重要方法。對某款車型輥壓門檻與沖壓門檻在質(zhì)量、成本、性能這3個方面進行了分析。通過對比分析發(fā)現(xiàn)輥壓門檻相比沖壓門檻質(zhì)量輕、價格便宜,整車碰撞性能更優(yōu)。

在國外主流汽車廠商所開發(fā)的新車型中, 輥壓型鋼零部件已占到60%,而在我國轎車新車型中的用量僅為6%,因此有非常大的產(chǎn)業(yè)拓展空間。早期輥壓型鋼零部件主要應用在前防撞梁、車門上段等零件。但隨著技術的不斷成熟,應用范圍不斷擴展,輥壓門檻的應用也越來越廣泛。輥壓門檻的長度基本不受限制,可實現(xiàn)不同車型同一零件的模塊化設計,降低制造成本。如某品牌兩款不同車型車門檻板(見圖1、圖 2)設計為同一截 面,材料牌號為HC50/980DP,抗拉強度為980MPa,兩款車型共用同一生產(chǎn)線,實現(xiàn)了生產(chǎn)線共用。



圖1 車型1



圖2 車型2

同時輥壓門檻生產(chǎn)效率高,適合于大批量生產(chǎn),與沖壓工藝相比,效率提高10倍以上,制造成本大幅降低。輥壓門檻能解決沖壓門檻產(chǎn)品回彈、褶皺以及壁翹曲難以控制、模具調(diào)試時間長等問題。

輥壓門檻行業(yè)應用現(xiàn)狀

輥壓門檻在國外主流汽車廠商和合資品牌廠商應用較為廣泛,比如上海通用、長安福特、上海大眾等。

近年來,隨著碰撞安全、車身輕量化要求的提升以及輥壓工藝的發(fā)展成熟,自主品牌車型也在借鑒采用,特別的在長安汽車、奇瑞汽車等品牌廠商,都已經(jīng)在新開發(fā)的車型上了采用了輥壓門檻。表1為輥壓門檻的應用實例。由表1可以看出,輥壓門檻在門檻內(nèi)板和門檻外板上都有所應用,但零件的牌號和料厚選擇不盡相同。

表1 輥壓門檻的應用實例



輥壓門檻與傳統(tǒng)沖壓門檻對比分析

質(zhì)量分析

對于門檻加強板,采 用沖壓方案:料 厚為1.4mm,質(zhì)量約8.90kg;采用輥壓方案:料厚為1.2mm,質(zhì)量約7.63kg。因此,門檻加強板采用輥壓方案可以減重約1.27kg(見表2)。

表2 奇瑞某款車型輥壓門檻與沖壓門檻對比



成本分析

輥壓方案(包含材料、輥壓線、檢具)與冷沖壓方案(含材料、模具、檢具、沖次費)成本對比見表2。因此,門檻加強板采用輥壓方案可以減少成本2.05單件/元。輥壓門檻成本核算分析如表3所示。

表3 輥壓門檻成本核算分析



性能分析

輥壓方案:門檻材料采用高強鋼板 HC550/980DP,料厚為1.2mm,屈服強度為550~730MPa。

沖 壓 方 案:門 檻 材 料 采 用 高 強 鋼 板 HC420/780DP,料 厚為1.4mm,屈 服強度為420~550MPa。采用高強度輥壓形式門檻有利于減輕車身質(zhì)量,同時提高碰撞安全性能,且成本低于沖壓形式。碰撞 CAE分析結果如圖3所示。側碰B柱CAE 分析考查位置如圖4所示。從表4 CAE分析對比結果可以看出,B柱和前門侵入量輥壓方案相對沖壓方案侵入量減小,采用 HC550/980DP 輥壓方案優(yōu)勢顯著。

表4 輥壓方案和沖壓方案碰撞安全性能對比分析





圖3 碰撞CAE析結果



圖4 側碰B柱CAE分析考查位

通用化分析
輥壓件截面、模具通用,有利于后續(xù)車型以及平臺沿用,降低成本,減少固定投資,提高生產(chǎn)效率。

結論

門檻加強板采用冷沖壓工藝,材料抗拉強度為78MPa,模具費昂貴;采用輥壓工藝,材料抗拉強度為1000~1200MPa,并且料厚降低,滿足車身輕量化,且橫梁斷面通用性更容易使同一種輥壓斷面可以適用于不同的車型,降低開發(fā)費用。在發(fā)生撞擊時,尤其側面撞擊時, 可有效減少駕駛艙、乘員艙變形,保護駕乘人員的安全。輥壓生產(chǎn)效率高,適合大批量生產(chǎn),加工產(chǎn)品的長度基本不受限制,產(chǎn)品的精度高、一致性好,材料利用率高,設備投入低。

節(jié)選于《模具技術》
作者簡介: 奇瑞商用車(安徽)有限公司 黃偉男,向志凌,呂進