一體化壓鑄對(duì)車(chē)身連接技術(shù)的影響與選擇

2024-06-27 09:21:45·  來(lái)源:AEE汽車(chē)技術(shù)平臺(tái)
 

在新能源汽車(chē)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)下,車(chē)企紛紛入局汽車(chē)一體壓鑄技術(shù)。一體化免熱處理合金壓鑄工藝可以有效節(jié)約能源、縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本,具有非常重要的意義。一體化壓鑄集成式設(shè)計(jì)和鋁合金壓鑄件自身的特點(diǎn),對(duì)車(chē)身連接產(chǎn)生了巨大的影響。


1. 一體化壓鑄對(duì)車(chē)身連接的影響

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2019年特斯拉汽車(chē)提出一體化鋁合金壓鑄前、后車(chē)身設(shè)計(jì)方案,171個(gè)零件變?yōu)?個(gè)零件,焊接數(shù)量減少1600個(gè)以上,整車(chē)質(zhì)量減輕10%,續(xù)航里程增加14%,顯著減少焊接設(shè)備投入和產(chǎn)線占地面積,生產(chǎn)效率大幅提升,同時(shí)也降低整個(gè)供應(yīng)鏈管理成本,整車(chē)成本下降了7%,顯著提高整車(chē)競(jìng)爭(zhēng)力。


小米、蔚來(lái)汽車(chē)、小鵬汽車(chē)、理想汽車(chē)、極氪汽車(chē)、問(wèn)界M7、哪吒汽車(chē)等整車(chē)企業(yè)紛紛跟進(jìn)。各車(chē)企一體化壓鑄對(duì)比如下:


各車(chē)企一體化壓鑄對(duì)比 


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圖片 圖片來(lái)源:汽車(chē)大漫談


由上表我們可以看到,一體化壓鑄的應(yīng)用,對(duì)車(chē)身連接產(chǎn)生巨大的影響,連接點(diǎn)減少,零件將不再需要增加連接工藝,僅對(duì)其他系統(tǒng)的連接,增加對(duì)應(yīng)的工藝即可。


綜合性能及成本,局部的一體化為目前更傾向的趨勢(shì),同時(shí),一體化鑄造主要集中在下車(chē)身部位,但隨著一體化技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)連接工藝的種類及數(shù)量會(huì)產(chǎn)生降低的趨勢(shì)。 


2.  免熱處理材料開(kāi)發(fā)時(shí)需要增加對(duì)連接技術(shù)的包容性


一體化壓鑄結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)目前仍處于發(fā)展階段,產(chǎn)業(yè)鏈上下游仍處于探索階段。一體化壓鑄結(jié)構(gòu)件因其尺寸較大,對(duì)材料和工藝的要求較高,為了滿足這些要求,需要使用具有特定性能的壓鑄鋁合金材料。


一般壓鑄零件焊接性能較差,主要表現(xiàn)為高導(dǎo)致熱裂紋的產(chǎn)生。針對(duì)上述問(wèn)題,在車(chē)身制造中,鋁合金壓鑄件通常采用鉚釘工藝進(jìn)行連接,避免使用弧焊或點(diǎn)焊。自沖鉚接工藝要求壓鑄鋁合金材料的斷后延展性大于10%,確保在鉚接過(guò)程中材料能展現(xiàn)出良好的延展性和可塑性。


由于鋁合金鑄造零件的延展性較低,尤其是遠(yuǎn)端,延伸率可能只能達(dá)到6%。因此,免熱處理材料開(kāi)發(fā)時(shí)需要注意改善材料組織,增加對(duì)冷連接、熱連接的包容性,以實(shí)現(xiàn)更好的連接效果。 


3. 一體化壓鑄件與周邊部件連接的工藝選擇


與前地板連接


后地板與前地板的連接一般選用SPR,壓鑄件會(huì)設(shè)計(jì)出單獨(dú)延伸的與前地板搭接的止口結(jié)構(gòu),滿足空間及連接要求。


與后縱梁連接


為了維修方便性,目前很多主機(jī)廠在設(shè)計(jì)中保留部分后部結(jié)構(gòu),進(jìn)而一體壓鑄后地板后部與后縱梁連接,為保證零件安裝可行性,一般三面與后縱梁貼合連接,另一側(cè)通過(guò)增加連接板后續(xù)通過(guò)螺接或者鉚接實(shí)現(xiàn)連接。

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與后輪罩連接


部分車(chē)型后輪罩內(nèi)區(qū)域并未集成到后輪罩,主要受到壓鑄機(jī)及成本性能等因素影響,未集成輪罩壓鑄后地板一般以SPR及抽芯鉚接為主,集成輪罩的后地板一般以抽芯鉚釘及螺接為主。


與門(mén)檻梁


一體壓鑄后地板與門(mén)檻梁連接,受空間限制,主要通過(guò)FDS、螺接、抽芯鉚接實(shí)現(xiàn)連接。


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一體壓鑄后地板本體常用緊固件:


一體壓鑄后地板本體為實(shí)現(xiàn)與電器件、懸架、扭力梁、座椅、線束等連接,主要會(huì)應(yīng)用鋁螺柱焊實(shí)現(xiàn)電器件及線束的連接。通過(guò)拉鉚實(shí)現(xiàn)一些固定支架的連接。通過(guò)嵌入鋼絲軸套實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力要求高的部位,主要在于懸架、扭力梁、座椅的連接。


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