大型数控内高压成形生产线打破国外垄断,提升我国汽车轻量化水平

2021-1-7 11:19 140 0 来自: 汽车轻量化技术创新战略联盟
简介
【汽车轻量化在线】汽车是国民经济的支柱产业,但消耗大量石油,也是空气污染的主要来源。汽车减重10%,可降低油耗6-8%,CO2排放量下降4%。异形空心结构是在保障汽车碰撞安全性条件下,实现轻量化和节能减排的最优结 ...

汽车轻量化在线】汽车是国民经济的支柱产业,但消耗大量石油,也是空气污染的主要来源。 汽车减重10%,可降低油耗6-8%,CO2排放量下降4%。异形空心结构是在保障汽车碰撞安全性条件下,实现轻量化和节能减排的最优结构,是国际汽车制造技术竞争的前沿焦点。发达国家已广泛采用管材内高压成形(液压成形)技术制造汽车轻量化零部件,但对我国实行关键工艺封锁和成套装备垄断的策略,严重制约自主品牌轿车的发展。

哈工大流体高压成形技术研究所在苑世剑教授的带领下,在国家有关科技计划的大力支持下,从1999年开始对管材内高压成形基础理论、关键工艺和装备核心技术进行了系统研究,建立各向异性管材变形理论和精确仿真模型、发明“以推代胀”的低载荷成形工艺方法、突破超高压与多轴载荷解耦控制等装备核心技术。历经二十年持续不断攻关,研发出三代内高压成形装备,形成具有完全自主知识产权的装备系列。第三代机器人数控双腔内高压成形生产线(图1),采用合模力全量程时变加载、一模双件协同成形等原创技术。最大合模力达60MN,单件生产节拍30秒/件、成品率达99.5%、成形同样零件压力降低50%以上,优于欧美日同类先进技术,大幅提高了生产效率和产品质量,实现高效高质量大规模生产。

图1 第三代机器人数控内高压成形生产线

哈工大与北航、天锻、合锻等创建了产学研合作机制和全新合作模式,合作开发制造了系列化的内高压成形生产线,形成了从产品仿真-工艺开发-模具装备一体化的快速交钥匙工程模式。截止2020年,已为我国汽车主机厂及零部件厂交付内高压成形生产线56条(图2),市场占有率达65%,超过国外著名公司,打破了德国、瑞典等公司长期垄断国内市场的局面,并出口美国、法国、意大利、印度和马来西亚等国家多台套。

图2 国内内高压成形生产线数量增长情况

系列化内高压成形装备及生产线已经成功用于批量生产轿车底盘车身和排气管三大零部件,包括副车架、纵臂、扭力梁、车身前支梁、三元催化器管等(图3)。应用的自主品牌车企有一汽、上汽、北汽和长城等我国十大车企,并拓展应用到奥迪、宝马和大众等著名国际品牌。自主研发的内高压成形工艺与装备,实现了从“跟跑”到“并跑”,再到“领跑”的创新发展,打破国外对我国轿车关键制造技术的封锁与垄断,实现汽车核心关键制造技术自主可控,提升了我国自主品牌轿车的轻量化水平和国际竞争力。

图3 自主内高压成形装备生产的典型汽车零部件


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