一体式热成形门环方案应用现状分析

为提升整车碰撞性能及轻量化效果,汽车门框范围加强件由传统4~5个零件设计为整体式环状结构一体式成形,零件材料由传统双相钢提升为抗拉强度为1500 MPa级别热成形钢。分析了铝硅热成形门环和裸板热成形门环2种方案应用现状及应用难点,并针对原始分件方案和门环方案做了多个方面的对比。铝硅热成形门环技术成熟度高,但价格昂贵。裸板热成形门环成本上最低,但裸板门环涉及热冲压技术难点,零件精度及量产稳定性需进一步把控。

热成形门环的制造工艺

针对热成形门环的制造工艺难点进行研究,在常规热成形方案的基础上进行整合优化,采用3个压料块结构解决了门环的成形起皱问题,并结合CAE分析结果对产品进行优化,最终通过实际生产验证了该方案合理可行。重点对焊缝的变形、开裂及偏差进行优化,分析表明:拐角位置材料流动量大,导致焊缝变形进而开裂,焊缝应当设置在材料流动量小的直线段;同时,将焊缝的CAE分析曲线反向输出进行产品匹配,实现设计与制造的一致性,生产验证中焊缝偏差控制在±3 mm范围内。进一步研究热成形的回弹机理及精度控制方法,热成形冷却过程中金相转化产生的应力、应变场改变以及热胀冷缩是零件变形的主要原因,CAE分析证明,减小模具间隙可以减少零件回弹变形。在加工数据上采用缩放因子0.172%对零件的热胀冷缩进行补偿,通过研合模具减小间隙后调整回弹补偿量,最终进行精度测量,合格率达到95%。

轻量化系数2.0级车身关键设计及制造技术

汽车的轻量化有着巨大的经济、社会及环境效益,车身轻量化是其中的重要组成部分。新能源汽车需要搭载大容量动力电池以增加续驶里程,电池的安全性也十分重要,要求车身在保证车内乘员和电池安全性的同时提供尽量大的电池包安装空间,又要兼顾轻量化,这些目标给车身设计开发带来了诸多挑战。以一款电动轿跑车为例,介绍了一些关键的轻量化设计和制造技术,实现了C-NCAP五星和C-IASI优秀的碰撞安全性,以及轻量化系数2.03的行业领先水平。