目前,中国汽车总产量逐年增长,同时保持了多年来世界第一次汽车销售。汽车需求的增加直接导致汽车生产和废车数量的增加,给汽车生产过程、环境、能源和材料带来了巨大挑战。汽车车身质量占汽车总质量的40 %至50 %。从汽车的形状来看,汽车的车身主要复盖了整个汽车因为汽车车身在汽车的质量和复盖面上都占了汽车的大部分质量和表面。因此,车身技术的发展需要对汽车研发过程进行大量投资,并在车身生产过程中消耗大量能源。因此,在汽车车身生产技术传承的基础上,车身技术的发展必须加快新技术的突破。
1我国汽车零部件市场需求
据公安部统计数据,至2022年上半年,全国机动车保有量达4.06亿辆,其中汽车3.10亿辆,新能源汽车1001万辆。汽车行业所涉及到的领域较为宽泛,不仅有效地促进了我国市场化经济的快速发展,对于调整我国的产业结构以及优化产业布局具有一定优势,因此社会对于我国目前的汽车零部件制造水平也非常关注。旋压技术也被称为金属旋压成形术,通过模具或工具的旋转,使其受力点从简单的点逐渐向线和面进行转变,既可以保证零部件的高强度,同时也能很好地完成各类零部件的厚度均匀性。
2汽车车身冲压的基本工序
车身冲压工艺在汽车设计制造中占有重要地位,会对汽车质量、制造商融资和产品安全产生很大影响。车身冲压技术主要有目标确定、比较选择、工艺方案布局、目标方案的制定和实施等阶段。模具材料也是影响汽车冲压和车身成形技术的技术效率的重要因素。根据工艺属性,可将模具材料分割为分离材料的模具,如冲压模具和切割模具、折弯模具等。可让板公母模仁胚料获得特定的角度和形状、模具和退刀模具。可根据特征组合程度划分为冲压操作的模具,以及在工作站上完成两个或多个冲压操作的模具。请注意,如果在同一工作站上完成两个或多个冲压操作的模具是组合模具,则在不同工作站上完成两个或多个冲压操作的模具是步骤模具。车身形成过程如下:采用液压压缩机、自动化技术等测量铝合金粗管并向下,然后将润滑铝合金粗管放入成型模具并密封。管材腔内部的压力,以最大限度地提高模具的形状精度和尺寸精度。在此过程中,使用蓄电池驱动模具动作可以在短时间内提供空气并及时释放压力,从而不仅减少循环时间,而且减少清理工作负荷。
3汽车机械设计制造
3.1精密定位技术
精密定位技术在汽车制造工艺中的应用十分广泛,如在进行精密齿轮加工、精密测量、精密装配等生产环节中,应用精密定位技术能有效保障各零配件的生产和装配质量,规避传统汽车零配件生产精度不达标、表面粗糙等问题,提高汽车制造生产质量。同时,为保障汽车零配件的生产质量,技术人员需要在零配件加工环节对其精度进行多次检查,确保每个工序都能满足零配件生产的精度标准,可应用精密定位技术对零配件研磨过程进行跟踪和监控,检测加工车床系统运行过程中是否存在的参数错误,使汽车零配件能在外形和性能上同时到达技术标准。
3.2虚拟化技术
虚拟化技术的应用原理是依托信息技术、移动通信技术和具有交互功能的电子设备等,共同搭建汽车制造虚拟环境。技术人员可在虚拟环境中对汽车制造环节中各项工艺和技术进行模拟,由此推测汽车零配件加工及整车装配的预计效果,应用VR技术、AR技术测试不同零配件对汽车综合性能产证的影响,并根据模拟过程反推汽车真实生产车间中各项工序、技术的应用问题,提高汽车制造环节的管理效果,由此保障汽车机械设计制造的科学性。以汽车制造核心数据为基础,应用虚拟化技术创建汽车三维仿真模型,对汽车制造的各工艺流程进行模拟,技术人员、管理人员和车间工人等都能在电子设备终端以可视化方式对模拟生产过程中各项指标、数据的变化情况进行观察、记录和分析,方便各部门人员对各类汽车制造技术应用的可行性进行验证,开发不同的产品功能,满足用户对汽车产品的多样化需求,提高汽车产品的核心竞争力。
4冲压及压铸技术
车身覆盖件多数由内外板组成,外板通常为A面,对表面质量要求高,目前由于冲压技术的相对成熟、冲压设备的完善和模具生产设备的完善,所以车身覆盖件成形工艺最多的仍然是冲压成形。为了优化冲压产品的减薄率情况以及表面起皱情况,主要集中在对冲压成形工艺参数、回弹方面进行研究。将正交试验和神经网络引入汽车行李箱盖冲压成形过程中,神经网络对冲压参数进行学习和遗传算法优化,获得了提高冲压成形产品质量的多参数组合结果。针对U形较薄产品进行冲压成形回弹控制,确定了影响回弹的主要因素,同时对这些因素进行控制,最终降低了回弹。冲压仿真过程主要还是集中在对压边力、摩擦系数、冲压速度、冲压深度和拉延筋布局方面的调整,通过正交试验和神经网络优化算法以达到降低起皱和优化减薄率的目的。压铸技术出现约在19世纪20年代,因为其本身可以直接避免冲压过程中遇到的起皱、R角、负角和模具出现互相干涉的问题,所以对压铸的研究也是在逐渐深入。因为压铸主要研究方向集中在优化压铸产品的成形内部质量和表面质量,所以主要研究压铸的工艺参数、压铸流道、模具和冷却。从压铸工艺来看,压铸可以避免工序复杂和模具套数较多和材料利用率低的问题。压铸技术在尺寸参数方面对压铸对象要求高,所以对于薄壁件而言,压铸应用还是相对较少的。压铸技术目前还是多应用于强度要求较高的汽车部件,压铸技术在大型薄壁部件内部质量控制和模具制造技术方面还需要加大研发力度。
5冲压工艺优化提升材料利用率
5.1拉延工艺改为成形工艺
使用成型工艺和拉伸工艺是提高材料利用率的最有效方法,但需满足冲压零件的质量要求,并且通常用于多字形零件和v字形零件。分析成型过程中的反推产品优化。
5.2浅拉延工艺
对于冲压零件,在满足产品质量要求的前提下,尝试使用浅拉伸工艺通过最小化工艺补充来减小板材大小,从而提高材料利用率。将产品法兰表面直接用作压实表面,间接降低牵引深度,尽量减少技术再补给,提高材料利用率10%。
结束语
汽车想要在激烈的汽车市场竞争环境中获得话语权,就必须提高汽车全产业链的协同与整合能力,其中汽车车身机械工程材料的进步,主要取决于冶金行业转型升级、复合材料学研发、机械加工工艺进步等,而提升汽车车身成型技术水平,还需要强化信息技术、有限元方法等运用。汽车机械设计制造及其自动化技术的广泛应用能有效解放劳动力,提高汽车产品的生产质量、精度及效率,对汽车零配件生产及整车组装环节进行全过程跟踪,降低汽车制造过程中可能存在的风险和误差,对汽车制造工业的发展起到了积极的促进作用。
参考文献
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