汽车工业中锻压机械应用探究

1、汽车工业中锻压机械应用探究【摘要】近年来，随着国家经济的迅猛发展，人民收入水 平的不断提高，汽车已经成为企业生产和人们生活中必不可 少的生产及交通工具。中国汽车工业也借此机遇保持着强劲 的发展势头。而直到上世纪末期，货运汽车一直是国内汽车 工业的主导车型，那时的轿车产业仍处在依靠国外进口或国 内散件组装的尴尬境地。令国人感到欣喜的是，经过近十年 的努力和钻研，国内的轿车产业已经呈现出一片崭新的局 面，创造了已轿车车型为先导的汽车工业新格局。本文通过 对轿车用典型金属板材冲压件和典型锻件的分析，介绍了锻 压机械在汽车工业中的应用。【关键词】汽车工业；金属板；锻件；锻压机械1 引言汽车工业发展的重

2、点从货运车型向轿车车型的战略转 移，不仅为老工业基地的振兴提供了动力源泉，而且也为国 内装备制造行业的发展和壮大带来了前所未有的前景和机 遇。汽车工业是各行业中与装备制造业关系最为密切的链条 性产业，据不完全统计：在美国，有60%以上的机床和工业 机器人为汽车工业服务，因而美国在大批量生产汽车而成为 汽车界霸主的同时，也带动了诸如机床等装备制造业的发展 和壮大，使其成为了名副其实的装备制造王国。工业发达国 家的实践经验证明了汽车工业的发展可以带动和提升装备 制造业尤其是机床产业的进程及工艺水平，同样，机床制造 业的技术与工艺的提升也可反作用于汽车工业，使其得到繁 荣发展。而作为汽车制造过程中的

3、主要成型设备，锻压机床 更是与汽车工业的发展密切相关。2典型金属板材冲压件的工艺装备冲压成型、组焊、喷涂及总装是轿车整车生产的四个主 要的工艺流程，根据相关的统计数据可以看到：轿车车型的 2000多个零部件中有将近50%左右构件的是金属板材冲压 件，可见在汽车工业的生产现场，冲压工艺机床占据着绝对 的主导地位。在轿车成为时代新宠的今天，其突兀多变的外 形轮廓越来越受到人们的追捧，因而导致了轿车换型的周期 逐年缩短。车身造型及结构的变化是制造企业在轿车换型过 程中首要考虑的问题，而随之相对应的是金属板材冲压件的 变化。车体覆盖扳金、车身各处结构件及中小型冲压件是汽 车工业中常见的三类金属板材冲压

4、件。2. 1车身属覆盖件的工艺装备车身属覆盖件的工艺装备通常是由典型的机械压力机 系统组成的，而由多套压力机系统构建的生产线是车身覆盖 构件工业化生产的主体配置。随着工业自动化水平的不断提 高，也促使冲压生产线的工艺流程不断变换，这种变化不仅 使冲压生产线的柔性化程度得到了增强，而且也大大降低了 工人的劳动强度，提高了工作效率。当前，随着液压机、多 工位压力机的广泛应用及柔性化技术的日趋成熟，车身覆盖 件冲压技术的发展进入了前所未有的快速发展阶段。与汽车 工业化初期相比，现代化的冲压生产线改变了以往单动与双 动压力机单纯组合的结构形式，采用基于驱动、传送以及检 测系统的多工位板料自动压力机，不

5、仅使多工序同时加工成 为可能，而且大大改善了工序结构，提高了生产效率。此外, 现代冲压生产线柔性化技术的成熟也为轿车车身覆盖件工 艺的发展奠定了坚实的基础，而先进的数控化设备是实现柔 性化技术的主要手段，其系统集成的应用程序及模具数据库 不仅能够实现大型覆盖件的“个性化”生产，而且也使企业 的订单化生产成为可能。2.2钢板成型车轮的工艺装备轿车车型的车轮按其结构形式可分为组合式及整体式 车轮两种，而按构成材质的不同又可分为钢板类车轮和铝合 金类车轮。目前，由于铝合金结构的整体式车轮具有诸多缺 点，因而组合式钢板成型车轮占有相当重要的位置在组合式 钢板成型车轮主要由轮辎和轮辐组成，轮辎与轮辐的生

6、产工 艺一直备受关注。现阶段，滚压及旋压工艺是生产轮辎的两 种主要工艺方法；而冲压成形和旋压成形是生产轮辐的两种 主要工艺方法。3典型锻件的工艺装备汽车工业是锻件生产企业最重要的用户，因为大约60% 以上的锻件为汽车工业应用。与机械工业相比，汽车工业更 注重锻件的精度、锻件细微结构和中空部位的成型以及最大 程度的减轻重量。由于锻件的高强度和高可靠性，轿车的重 要零件一直采用锻件作毛坯，典型锻件有发动机的曲轴、连 杆，变速箱的齿轮、轴类零件，操纵系统中的轮架、拉杆、 转向节零件等。轿车典型锻件的锻造可分两大类，即普通模 锻和特种模锻。普通模锻采用小飞边、无飞边工艺在锻锤和 热模锻压力机上进行，特

7、种模锻采用楔横轧工艺、摆动辗压 工艺和径向锻造工艺。3. 1发动机连杆锻造工艺装备轿车发动机连杆锻造工艺主要有两种，一是采用热模锻 压力机生产线，二是采用电液模锻锤生产线。前者适用于大 批量生产，后者则适应中小批量、多品种生产方式。热模锻 压力机生产线的基本组成是，棒料库、棒料自动排列和送进 装置、感应加热炉、出料装置、棒料剪切机构和热模锻压力 机等。热模锻压力机生产线采用一模两件的锻造工艺，生产 率可高达8001200件每小时，材料利用率为95%以上。电 液模锻锤生产线生产轿车发动机连杆锻件，采用一模一件的 锻造工艺，将棒料剪切成坯料后加热再进行锻造。电液模锻 锤生产线的基本组成是，棒料剪切

8、机、感应加热炉、送料装 置、楔横轧机或規锻机、电液模锻锤、切边校正机等。3.2圆盘齿坯锻造工艺装备圆盘齿坯是轿车盘类锻件的典型代表,由于数量大，要求采用高精度、高效率、低成本的工艺方法生产。早期的生 产工艺采用锻锤、机械压力机、螺旋压力机或热模锻压力机 为主机，将棒料剪切成坯料后加热，分几个工序完成，生产 效率低、锻件精度底、加工馀量大、材料利用率低。自从出 现毛坯精化的理念后，高速热徹机自动生产线成为生产圆盘 齿坯最理想的选择。高速热徹机自动生产线的典型配置为料 架、自动上料装置、感应加热炉、滚轮式送料机构和多工位 高速热徼机。加热的棒料进入髙速热徼机后，依次完成毛坯 切断、整形、预锻、终锻、冲孔等全部工序，锻件在各工位 之间的转送由机械手自动完成。高速热徹机自动生产线可实 现真正的毛坯精化，锻件的尺寸、形状接近机加工零件，提 髙材料利用率井节省机加工工时，锻件具有更理想的金相组 织，和机械性能，生产率是普通锻造方法的数倍甚至十倍, 其综合经济效益是