未來汽車工業中的沖壓技術
時間:2009年09月28日瀏覽:747次轉載:http://www.mmsonline.com.cn收藏分享:
近年來,人們對熱壓加工技術進行了廣泛的討論,之所以能夠引起人們如此高度的關注,其重要原因之一就是:當今的高強度鋼材經過這種變形加工之后能夠明顯降低板材的厚度。在采用熱變形加工之后,變形加工的結果也得到了優化。寶馬公司使用了這種新的變形加工技術,并在新型沖壓機方面投入了大量的資金。幾周前,在寶馬公司Dingolfing生產廠的車架鋼板生產車間中,兩臺全新的具有創新意義的車架鋼板沖壓機投入了生產。這兩臺新型沖壓機的投資總額約為5000萬歐元SOOQ版權所有,是專門為寶馬公司未來的白車架鋼材沖壓生產而購置的。在這兩臺新型沖壓機上,寶馬公司將有100余名員工分3個班次進行工作。
這兩臺新沖壓機中的一臺首次采用了汽車工業中最新的沖壓技術(熱變形沖壓技術)。這種新的沖壓技術允許對淬火后的車架鋼板進行變形加工,不但可以對強度高、重量輕的鋼板進行變形加工,而且可以對具有良好防銹性能的鍍鋅鋼板進行變形加工。第二臺新沖壓機被稱之為Prog-Die高速沖壓機,其極高的經濟性給人們留下了深刻的印象。每分鐘40次的沖壓行程、每次的沖壓力為3000t,使得這臺沖壓機能夠在1min內完成最多160個車架零部件的沖壓加工,同時也把材料利用率和能源利用率提高到了一個新的水平。
在經濟形勢如此嚴峻的時期,寶馬公司做出這樣的投資就是為了今后能夠實現可持續性的發展。這兩臺沖壓機是寶馬公司創新力和創造力的有力代表,也充分的證明了寶馬公司Dingolfing生產廠在汽車制造領域中具有的領先的技術水平和極強的市場競爭力。
高強度車架零部件的輕結構設計
全球首次在汽車生產領域中使用的熱變形沖壓技術是由寶馬公司與Voestalpine Polynorm公司共同專門為大批量生產汽車零部件而研發的。這種技術能夠利用高強度鋼材生產出非常輕的、帶有鍍鋅防護層的車架零部件,非常適合加工承受高負載、尤其是能夠吸收碰撞能量的車架零部件,如側圍、縱梁和B立柱等。在使用了這種熱沖壓變形加工生產的高強度鋼材之后,每個輕結構設計的車架零部件可減重20kg,因此在降低油耗中發揮了不可低估的重要作用。由這種新型熱沖壓變形加工設備加工而成的零部件將在2009年9月首次在Dingolfing廠生產的新型寶馬5系Gran Turismo轎車中使用。在今后的三年中,將會有約20種不同寶馬車型的高強度車架部件采用這種熱變形沖壓工藝制造,同時Dingolfing生產廠將負責為寶馬公司在世界各地的生產廠提供熱變形沖壓件。
在這種新的沖壓技術中漢陽科技版權所有,鍍鋅鋼板首先在冷態下被沖壓成型,然后在爐中加熱到900℃,炙熱的工件將再次進入到沖壓模具中,用流量為2600l/min的冷卻水使其在幾秒鐘內冷卻到70℃,從而實現淬火。經這樣處理的鋼板其強度比未處理的鋼板高3~4倍,并且可以在車架制造中采用常規的焊接或粘接技術制造成車架。
通過工序集成而提高效率
新型的3000t Prog-Die高速沖壓機是這類沖壓設備中個頭最大的,由于其在一個沖壓行程中集成了多個沖壓工位的沖壓工序,因此生產效率極高,可以在1min內40次的沖壓行程中完成160個零部件的生產。
在這里,向沖壓模具中傳送工件的操作就是直接向模具中輸送帶鋼(即鋼卷),而無需像其他機床那樣先把鋼卷展開,裁剪成一塊塊的鋼板。這種沖壓機的模具是一種順序沖壓模具,整套模具中最多可集成21道有先后順序關系的沖壓工序,模具本身的重量就高達50t。在每個沖壓行程中,所有的沖壓工序都同時進行沖壓:從第一道工序的沖孔開始,到不同階段的拉延和拉伸,直至最后的沖裁件的相互壓合連接。每個行程,模具中的成卷板材就向外延伸一個工件的長度,通過沖壓工序的集成使得高速沖壓機的金屬材料利用率提高,而且與傳統的沖壓設備相比較,這種高速沖壓機每年可節約高達500萬kWh的電量,相當于1500個家庭全年的電力消耗。
這兩臺新型沖壓機是對寶馬Dingolfing生產廠現有16條沖壓生產線、最大沖壓壓力9500t的有力補充。每天,這家位于巴伐利亞的汽車零部件沖壓生產廠生產的鋼制和鋁制車架零部件數量高達160萬件,其中有許多車架零部件是為寶馬公司在世界各地的生產廠提供的。
高速變形加工
Prog-Die高速沖壓機是由G?ppingen市的Schuler公司制造的。在變形加工機床生產廠中,Prog-Die系列的沖壓機屬于低成本高產量的沖壓加工設備,是經濟性好、生產可靠的變形加工設備。
Schuler公司生產的Progressive-Die系列沖壓機屬于連續沖壓型,可用于汽車車架的加工和高要求成型件的順序沖壓加工,最終組裝成為一個完整的模塊式組件。該機床和它的自動化裝置在部件尺寸大小和功率性能方面都做到了相互匹配和優化。Prog-Die系列沖壓機具有產量高、單件成本低、靈活性高和調整時間短等優點。
標準配置的Prog-Die系列沖壓機帶有半自動的模具更換裝置,沖壓時的快速行程和沖壓行程由控制系統中的控制程序進行調整。Prog-Die沖壓機的移動工作臺長度為4100mm,工作臺可左右移動,方便模具更換。在生產場地比較緊張的情況下,工作臺可配置為T型工作臺。在順序沖壓加工時,工件的傳送運動由傳送裝置進行調節。在到達最后一個傳送工位時,工件材料被從整條板材上切離。Prog-Die沖壓機是一種單沖程沖壓機,主要用于成型結構件的沖壓加工,因此在實踐中可以一次完成十個或多個變形加工任務。由于沖壓機彈簧機構承受著很高的負載,因此沖壓和拉伸的深度一般在120mm之內。在Prog-Die沖壓機床的生產加工過程中工業自動化網,帶鋼輸送機構有著特殊的作用。機械式的Prog-Die沖壓機(6300~32000kN)最大沖壓行程為每分鐘60次,采用伺服技術的沖壓機(2500~6300kN)每分鐘沖壓行程為110次。