文本描述
汽车车身冲压制造技术
发展和应用
2010.06
汽车车身冲压技术的发展
材料：高强度钢板及激光拼焊板的应用
工艺：热冲压成形和液压成型技术的应用
设备：高速冲压自动线和伺服压力机的发展
模具：模具技术和有限元分析ＣＡＥ技术在冲压 成形中快速发展和应用
2010年冲压规划工作介绍
趋势：随着整车要求更安全，更环保，更低能耗，需要车身轻量化而更坚固，车身冲压在安全、环保、高品质、高效率、低成本、数字化制造不断发展
高强度及超高强度钢板的定义
随着整车轻量化和安全法规的碰撞安全性要求提高，冲压材料向着高强度方向发展。高强度钢板在汽车应用上发展很快，目前在欧洲轻量化概念化车的用材中,高强度钢板约占用80%左右。强度在270—780MPa应用的最多。
按抗拉强度划分：
高强钢：TS≥340MPa（冷轧）
TS≥370MPa（热轧及酸洗）
超高强钢：TS＞590MPa
按屈服强度划分：
高强钢：YS≥210MPa
超高强钢：YS＞550MPa
其它划分
常规高强钢CHSS
先进高强钢AHSS
冲压材料的发展
Ts≥980
Ts≥590
Ts≥440
一汽奔腾轿车车身材料高强度钢板的应用
一汽轿车自主品牌轿车奔腾B50白车身冲压件中HSS和AHSS应用比例47.63%。其中侧围加强板强度级别为590MPa和780MPa的trip钢；门外板：烘烤硬化钢，340MPa；B柱加强板：双相钢（DP钢）980MPa。B柱、防撞杆：超高强度热成型钢，1500MPa。一汽轿车碰撞试验达到了C_NCAP4星级标准。
冲压材料的发展
冲压材料的发展 高强度钢板成形特点和制造面临的挑战
成形特点：
高的抗拉强度带来成形力和剪切力的增大；
含碳量和合金元素的增加降低了板材的成形性能；
高的抗拉强度使材料的回弹量也相应增加；
面临的挑战：
高强度板是一种难以成形的材料，而材料成本提高.
成形AHSS钢板，增加冲压力。模具结构要考虑承受高压力,同时需要更大吨位的压力机。
成形件回弹大且不稳定, 目前成型分析软件没法对回弹作出较为准确的模拟。高强度板的成型特性不稳定，给生产和车身质量带来不稳定因素。
提高模具表面硬化和表面粗糙度,防止早期磨损等失效问题。
模具调试周期长，反复修改多，生产准备周期延长。
冲压材料的发展 高强度钢板成形特点和制造面临的挑战
控制回弹的一些方法
产品设计: 产品均匀变形;零件侧面适当增加
立筋.
工艺设计:考虑增加整形工序;增加成形力,考
虑模具强度及受力结构, 提出更改
产品的建议.
模具制造:预测回弹量;凹模分块带圆角的处
理; 控制材料的变形等.
激光拼焊板成形工艺技术
激光拼焊板成形工艺（ TWB）
1985年，德国蒂森钢铁公司开始应用激光拼焊板。
开始是为了解决超大尺寸的板材冲压件，后来发展到使用不同厚度、不同材质的材料，将其焊接成一块板料，然后进行冲压成型。
拼焊板的使用可以减少零件的数量、减轻零件重量、降低生产成本和减少模具投资等，在欧美汽车制造业得到广泛应用，每种新车型都有10余种以上零件应用激光拼焊板。主要应用在车门内板、侧围内板及梁类零件。据统计门里板采用拼焊板成形的占40%以上。
冲压材料和工艺的发展
激光拼焊板的应用例子---车身前门里板
TWB-方案
内板
在 TWB-方案中省去
传统设计车门
激光拼焊板 车门
内板
绞链加强板
后视镜三角加固
加固锁扣
外板
内护栏
外护栏
SAPT
窗槽
冲压材料和工艺的发展
门里板激光拼焊板材料毛坯图
是否使用激光拼焊板的前门里板成本分析比较
通过使用激光拼焊技术将两个部件节省，抵消了较高的坯板价格，降低成本。每个激光拼焊板 车门整体成本比传统车门成本降低5.39%, 约2,32�。
0,00 �
5,00 �
10,00 �
15,00 �
20,00 �
25,00 �
30,00 �
35,00 �
40,00 �
45,00 �
激光拼焊板车门
传统车门
�/门
分摊
物流
集中采购
部件
坯板
原料
研发
在东风商用车D530侧围内板上的应用
提出：由于D530单排的侧围角板和侧围内板在左右成双冲压制造的情况下，材料利用率低。
侧围角板
0.75mm
DC05
侧围内板
1.6mm
D180P2
侧围内板(合件) 0.75+1.6mm
DC05+D180P2
冲压材料和工艺的发展
在D530车身侧围内板上的应用
通过冲压模拟CAE成形分析结果确定钢板拼焊线位置
距下死点35MM
下死点
沿焊缝开裂危险
冲压材料和工艺的发展
通过试验验证取消老加强板（5401153/54-c1200重量：0.927KG/件);采用新加强板，每车减重约1.5KG。
侧围内板新加强板（5401153/54-c1201)方案
冲压材料和工艺的发展
冲压工艺的发展 超高强度板材热成形工艺技术
为了达到欧洲碰撞安全4-5星标准，车身支柱等零件需要使用超高强度钢板，但是超高强度板在冷冲压成形难度极大，因此产生热成型工艺。
热成形工艺，（热成形钢）板料或落料件进炉中加热到奥氏体温度范围（850--900度左右），快速送入内部带有冷却管道的冲压模具上冲压成形，保压冷却至组织全部为马氏体后，零件抗拉强度可以达到1500MPa。
成形后续工艺：处理表面氧化皮（喷丸），激光切割机完成零件外周边和孔的加工。
设备工装一次投资比较大，制造成本较高。
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