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1、 一汽轿车轻量化技术一汽轿车轻量化技术 国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 美国美国CAF 年通过能源政策和保护议案，要求汽车年通过能源政策和保护议案，要求汽车 制造商生产和销售符合燃油经济性指标的车辆。制造商生产和销售符合燃油经济性指标的车辆。 1年标准生效年标准生效 1990年以后，提高了燃油经济性：年以后，提高了燃油经济性： 轿车不低于轿车不低于11.69 Km/L（27.5mpg) 轻型载货车不低于轻型载货车不低于 8.80Km/L(20.7mpg) 轻型载货车，轻型载货车，2007年不低于年不低于22.2mpg 2015年轿车为年轿车为35mpg。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建
2、仁课件日本日本1979年公告油耗目标值年公告油耗目标值1993年修改油耗目标值年修改油耗目标值1999年强化油耗标准年强化油耗标准 汽油车汽油车2010年目标年目标 柴油车柴油车2005年目标年目标 2007年公告油耗新目标值年公告油耗新目标值 2015年目标年目标国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 欧盟欧盟国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 中国中国co2气体排放气体排放 予计予计2009年，中国将超过美国成为最大的年，中国将超过美国成为最大的co2气体排气体排放国。放国
3、。 全国范围内，全国范围内， co2气体排放主要由燃煤造成。气体排放主要由燃煤造成。 北京北京、上海、广州市中心区域，、上海、广州市中心区域， co2气体排放气体排放80%由机动车产生。由机动车产生。 国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件中国燃油经济性中国燃油经济性2004年年9月发布月发布“乘用车燃料消耗量限制标乘用车燃料消耗量限制标准准” 。分两个阶段实施。分两个阶段实施。 第二阶段限值与第二阶段限值与2002年世界各国乘用车的年世界各国乘用车的平均油耗水平基本相当。平均油耗水平基本相当。国家发改委：国家发改委：2000年，机动车燃油经济性年，机动车燃油经济性水平比欧洲低水平比欧洲低25
4、%，比日本低，比日本低20%，比美，比美国低国低10%。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 石油供应石油供应原油消耗量原油消耗量1990年年1.15亿吨，亿吨，2005年年3.3亿吨。亿吨。1993年成为净进口国。年成为净进口国。 1995年进口年进口5.3%， 2006年增至年增至47%， 预测预测2020年将增至年将增至60%以上。以上。 2005年汽车燃油消耗占全部消耗比例为年汽车燃油消耗占全部消耗比例为25%， 预测预测2020年将达到年将达到60%。油价上涨。油价上涨。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 轻量化相关技术轻量化相关技术 以白车身为例 Lightweight de
5、sign approaches.国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 开发过程中经过上百次的模拟计算，开发过程中经过上百次的模拟计算， 几乎每一个细节都进行了轻量化的设计。几乎每一个细节都进行了轻量化的设计。 在选材方面，更多的使用了高强度钢板、工程塑料等。在选材方面，更多的使用了高强度钢板、工程塑料等。 还应用激光拼焊技术、内高压成形技术减轻重量。还应用激光拼焊技术、内高压成形技术减轻重量。 一 款 A 级 车 车身车身 轻量化轻量化国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件Force over sectionRockerDoor belt lineFrame sideBase modelCh
6、anging material 白车身在开发过程中，采用CAE分析技术，对车身的强度、刚性、以及模拟整车碰撞等性能进行了大量的分析。这为确定车身结构、选择车身材料起到了重要作用。车身CAE分析国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件白车身结构白车身应用了先进的3H框架设计思想。优化前后端变形区。加强侧面结构件。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件白车身先进的结构，适宜的材料，先进的制造工艺，准确的焊点布置，使车身的强度、刚性达到了B级车的水平。 白车身强度刚性 Torsion stiffness国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 被动安全达到NCAP四星国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课
7、件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件高强度钢应用高强度钢应用国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件白车身材料大量的采用高强度钢板，特别是在3H框架位置。B柱内侧加强板侧围加强板前纵梁国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件Ts980Ts590 Ts440 车身材料强度国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件一款B级车车身国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 应用高强度钢钢种 *国内采购高强度钢（CR HR GI） 举例： 180BH 220BH P180 P230 ST280 340LA 590R TRIP600 TRIP800 590Y 780Y SS400 SAPH440 等 * 进口9
8、80Y * 一汽轿车技术标准国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 高强度钢成形技术B柱内侧加强板 980Y（双相钢）国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件DP钢在低应变时n值很高，变形一开始就能均匀应力梯度，减轻局部减薄。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件该产品成形过程中，该产品成形过程中，无明显的皱纹，没有破裂的现象。无明显的皱纹，没有破裂的现象。 国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件冷冲压成形工艺，冲压零件的尺寸精度是制造时的一个焦点。相对于软钢和传统高强度钢，先进高强度钢的回弹更大。 国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件AHSS成形面临的挑
9、战变形过程中加工硬化，屈服强度提高，产生高的流变应力。零件厚度减少，不易保持形状。缺少补偿回弹的经验。 十年前，成形问题是消除缩颈与开裂，涉及范性应变。 要点是使零件的应变程度低于临界应变。 现在强调的是零件尺寸精度与回弹， 涉及零件成形的弹性应力及应力释放。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件AHSS零件模具设计 突出二点： 成形AHSS钢板，增加冲压力。模具结构要考虑承受高压力。 回弹补偿。关注三点： 防止失效，模具基体的刚性与韧性。 防止磨损，模具表面硬化。 模具表面粗糙度。选择模具材料考虑因素： 钢板强度、厚度及表面复层 模具结构、可加工性、曲率、表面加工 润滑 零件成本 国际汽车车
10、身用钢研讨会资料2柏建仁课件减小回弹的方法第一种方法是采用附加工艺，把不需要的弹性应力改变为对回弹影响小的应力。一个例子是后拉延操作，把拉伸应力变为压缩应力，减小边壁扭曲。另一个例子是槽形件过成形，释放弹性应力，使零件尺寸符合要求。第二种方法是修改冲压工艺和/或模具，减小零件冲压过程中的弹性应力水平。第三种方法是修改产品设计，限制弹性应力释放。增加零件刚性，锁住弹性应力。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 B柱内侧加强板回弹控制成形工序采用工艺镶块进行成形试验，确定回弹角的补偿。凹模镶块带出制件圆角部分，尽可能使圆角产生充分的塑性变形，控制回弹。压料板成形面采用合金钢镶块结构，保证腹面成形
11、充分。整形工序在满足控制回弹要求的前提下，凸模空开，通过整形模深度调整控制回弹量。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件模具 要求成形模具的强度高。在压料板最终压死的受力点位置设置墩死面。 模具承压能力大。与受力位置相对应，杜绝任何悬臂结构。 上模对应部位也完全为实体。 采用Cr12Mo1V1镶块，并进行TD处理，满足高耐磨性的要求。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件高强度钢连接技术 应用于软钢的各种焊接方法也适用于高强度钢。 焊接高强度钢板，焊缝及热影响区产生马氏体和/ 或贝氏 体，应重新制定符合质量要求的连接工艺。 不同钢厂提供的材料的合金成分系列不一样。 同一名称的材料,不同钢厂提供
12、的材料的焊接性能不同。 国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 点焊增加电极压力。减小焊接电流。增加焊接时间。电极形式。焊接电流稳定。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 焊接电流模式焊接电流模式： 当厚度比小于2：1，AC和DC都能得到满意的结果。当厚度比大于2：1，DC的优点便显现出来。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件激光拼焊板坯 增加侧围内板前段TWB， 并提高了强度。 侧围加强板提高强度。国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 16个零件采用激光拼焊板坯，占车身重量15.84%国际汽车车身用钢研讨会资料
13、2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件自主开发部分TWB冲压模具一汽模具公司开发门内板冲压模具以前TWB冲压模具全部进口国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件一汽宝友钢材加工配送有限公司剪切落料TWB 直线激光焊接 曲线激光焊接国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件试制前副车架总成主要构成： 副车架主管 40余种冲压件 衬套工艺： 内高压成形 冲压 机器人弧焊 涂装 装配压衬套国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件 内高压成形技术生产副车架主管国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件内高压成形壁厚分布最小壁厚为1.45mm，减薄27.5%，最大壁厚为2.30mm，增厚15.0%，国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件内高压成形零件国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件内高压成形生产线富奥威泰克底盘有限公司一汽轿车内高压成形生产线 生产部分零件 产品开发国际汽车车身用钢研讨会资料2柏建仁课件
