摘 要：目前，低碳排放成為生產的重要指標，在環(huán)境惡化的情況下，能源開發(fā)過度，能源節(jié)約問題成為制造業(yè)研究的重點。因此，在傳統(tǒng)結構類零部件的設計和制造中，輕量化設計對于節(jié)能減排具有一定的必要性。實現(xiàn)相關工件制造的輕量化目標，需要研究材料輕量化、結構輕量化以及輕量化成型。具體的液壓成型技術是制造業(yè)發(fā)展中的核心技術之一，使用液壓成型技術，可以實現(xiàn)構建加工的無余量化，保證加工精度。隨著市場對于相關汽車鈑金質量要求的提升，需要將更多的材料應用到液壓成型技術中，這樣生產出來的汽車鈑金產品才能夠滿足生產和性能需要，提升裝備制造水平。

關鍵詞：汽車鈑金 液壓成型技術 應用

Research on the Application of Automobile Sheet Metal Hydroforming Technology

Zhao Jian

Abstract：At present， low-carbon emissions have become an important indicator of production. In the case of environmental degradation， over-exploitation of energy sources， energy conservation issues have become the focus of manufacturing research. Therefore， in the design and manufacture of traditional structural parts， lightweight design is necessary for energy saving and emission reduction. To achieve the lightweight goal of related workpiece manufacturing， it is necessary to study material lightweight， structural lightweight and lightweight molding. The specific hydroforming technology is one of the core technologies in the development of the manufacturing industry. The use of hydroforming technology can realize the unlimited quantification of construction and processing and ensure the processing accuracy. With the improvement of the market's requirements for the quality of related automotive sheet metal， more materials need to be applied to the hydroforming technology， so that the automotive sheet metal products produced can meet the production and performance needs and improve the level of equipment manufacturing.

Key words：automotive sheet metal， hydroforming technology， application

1 液壓成型技術原理

液壓成型技術以液體高壓作用和模具型腔配合為主，目的是讓金屬坯料成為具有整體性和復雜性的變截面構件。這種制造加工技術在使用中，針對不同的坯料有不同的成型模式，一種是板材液壓成型，一種是殼體液壓成型，還有一種是管材液壓成型。而這里，管材液壓成型將金屬管材作為毛坯，通過專業(yè)液壓設備為密封管坯中注入液體，使得管內液體的壓力增強，而此時，管坯兩邊通過軸向沖頭向內事假推力完成補料，這樣在外力作用下，管坯材料產生塑性變形，和模具型腔中的內壁完全貼合，這時的金屬管坯就可以構建三維形態(tài)的空體構件。

目前，液壓成型技術在汽車鈑金的生產中應用比較普遍，不管是管材液壓脹形還是內高壓成型，都是液壓成型技術的組成部分。這一技術應用對于提升生產效率具有顯著作用。在實際應用中，可以減輕零部件重量，提升結構穩(wěn)定性。相對于機械加工和沖壓焊接模式，這種成型技術的優(yōu)勢更加顯著。一方面，液壓成型技術應用可以減輕工件質量，還可以促進工件的剛度和強度提升。值得一提的是，液壓成型技術在提升工件的抗疲勞強度上作用顯著，對于促進尺寸精度具有顯著作用。此外。液壓成型技術還可以簡化制造工序，減少模具使用，這對于減低生產成本也具有重要作用。

2 液壓成型技術在汽車制造中的應用

現(xiàn)階段，市場競爭不斷加劇。隨著全球化的發(fā)展，國際市場的爭奪也越來越激烈。在汽車制造業(yè)領域也是如此，汽車制造業(yè)對于生產成本、技術以及車輛配件質量等要求都非常高，管材液壓成型技術在汽車鈑金制造中的應用越來越普遍。一些知名的汽車制造公司都紛紛監(jiān)理自己的液壓成型車間。例如奔馳、通用、福特等大牌汽車生產公司，都完成了液壓成型生產基地建設。在一些暢銷的車輛品牌公司中，也開始大量使用管件液壓成型零件，例如，大眾、奧迪、寶馬等車輛制造中，使用的管件液壓成型零件越來越多。目前，汽車制造中對于設備零件的生產和開發(fā)中，液壓成型技術也是研究的重點領域之一。

根據相關統(tǒng)計數(shù)據顯示，目前我國的自主汽車品牌有五十多個，汽車的配件廠也多于八千家。而在目前的國內汽車制造業(yè)中，液壓成型技術應用比重并不高，目前國內的大多數(shù)汽車管類零件多采取傳統(tǒng)沖壓和拼焊工藝，相關工藝流程比較復雜，工序較多，且加工效率低，生產成本高，實際的使用效能也不夠理想。

目前的汽車市場，消費群體的需求傾向有一定的變化，汽車生產中，客戶對于小批量、個性化的產品需求增長，相應的成型零件的復雜程度不斷增強，這需要相應的液壓成型設備更加完善，性能更加多樣?；诖耍毡酒嚿a領域開始開發(fā)大型充液拉伸設備，這類設備加工成型尺寸比較大，可以用于大型覆蓋件，如汽車發(fā)動機擋風蓋。在此基礎上，瑞典研究液壓機的充液拉伸裝置，這一裝置具有獨立液壓系統(tǒng)，可以滿足高壓液體灌注，確保升壓、保壓和卸壓的要求得到滿足，具體的壓力也可以自行調節(jié)。相關的液壓成型設備發(fā)展比較完善，性能也越來越多樣，可以滿足汽車零部件生產需要，優(yōu)勢也比較突出。

而我國目前在液壓成型設備開發(fā)和研究行，高端設備制造水平有所不足。尤其是在汽車制造領域，相關液壓成型設備處于開發(fā)階段，在進排氣系統(tǒng)零部件的制造中，目前國內應用比較廣泛的是內高壓成型機，這類產品可以滿足相關工件的工藝參數(shù)加工需要，可以有效控制精度，確保進口設備水平可靠。

3 液壓成型技術適用材料和技術特點

3.1 適用材料

在管件液壓成型技術應用能滿足不同形狀和加工厚度的中空結構管件加工需要。具體的技術應用中，通過將管材放置在相應形狀的模具中，再通過管件內部的高壓流體增加，通過軸向壓力施加，實現(xiàn)管料的補償，通過將管料擠壓直至其進入腔體中，完成成型過程。這一成型中，需要的液壓力大致在2000Bar，而最高值是其兩倍之多。就液壓成型技術的適用材料來看，相關材料要有較好的可延伸性，這是保證液壓成型的關鍵。原則上來說，適用于冷間成型加工的材料在管件液壓成型中都可以應用。就目前管件液壓成型技術來看，符合加工性能要求的材料包括鋁合金、特殊鋼、碳鋼、不銹鋼等。

3.2 技術特點

在相應管件中適用內高壓技術，目的是減少零件數(shù)量，簡化焊接工序，還可以降低工件質量，降低總體加工生產成本。技術應用在不同的工件加工中，也有不同的優(yōu)勢。和以往的成型加工技術而言，液壓成型加工技術特點主要表現(xiàn)在以下幾點：

第一，減輕工件質量。在汽車鈑金加工中，傳統(tǒng)的技術應用中，多通過車削和鏜孔的方式來加工，這樣生產出來的工件空心率不高，工件質量重，而使用液壓成型技術，可以實現(xiàn)工件質量的減輕，最佳的情況下，可以讓工件質量減輕一半，甚至達到75%。與沖壓焊接工件加工相對，汽車鈑金管件液壓成型技術應用，一般能夠讓工件質量減輕30%左右。

第二，減少工件數(shù)量。在液壓成型加工中，汽車鈑金件的加工可以一次性完成多個結構的加工工序，例如，統(tǒng)一進行引擎托架、門框、頂蓋板等大型鈑金構建的加工。而這種工件加工中，以往采取沖壓焊接模式，這種模式使用下，相關鈑金件的加工只能是逐一加工。這樣需要加工的工件數(shù)量多，工序也更多，耗時更長。而使用液壓成型加工技術，可以減少副車架零件5個，減少散熱器支架零件7個。

第三，減少模具成本。使用液壓成型加工工藝，實際的加工過程中，只需要一套模具即可，但是使用沖壓焊接件，就需要多個沖壓件焊接，所以加工中需要更多的沖壓模具。

3.3 汽車鈑金液壓成型技術發(fā)展前景

就目前的液壓成型技術發(fā)展情況而言，汽車鈑金領域是該技術發(fā)展和應用中具有較大潛力的市場。液壓成形技術在汽車底盤鈑金加工中的應用效果最為突出，在汽車制造業(yè)中比較受歡迎。其主要應用優(yōu)勢體現(xiàn)在，液壓成型技術應用可以確保工件剛性，保證尺寸和精度穩(wěn)定，且相應工件耐腐蝕性能好，需要的工件數(shù)量也更少，整體加工成本更低。所以，這一技術在汽車鈑金生產領域的需求急劇增長。這使得液壓成型設備生產者以及底盤系統(tǒng)供貨商對于液壓成型技術的研究和開發(fā)力度也在不斷增大。就這一技術的應用發(fā)展前景來看，比較可觀：

第一，這一液壓成型技術應用，和目前的低碳經濟發(fā)展戰(zhàn)略是相適應的，在目前的國內外汽車鈑金生產中，資源節(jié)能很有必要，也是重點研究的領域。目前，消費者一方面要求車輛寬敞舒適，一方面也希望汽車性能更優(yōu)越，價格更實惠，所以，需要低成本的生產加工技術來幫助汽車制造業(yè)降低生產成本。而液壓成型技術在汽車鈑金生產中，其對于工藝的簡化和對于工件數(shù)量的減少，都可以達到這一要求，在確保汽車生產制造質量的情況下，盡可能的控制成本。

第二，安全防護成為需要。目前的車輛使用中，交通事故是重要問題之一，客戶為提升自身車輛安全防護能力，需要有更高性能和質量的鈑金材料，這樣在發(fā)生碰撞的情況下，可以確保車輛和人員安全。而使用液壓成型技術，可以提升加工工件的剛性，對于提升車體安全具有很好的作用。

第三，市場準入速度將更快。以往新車從設計到推入市場，一般需要的周期在5年左右。車輛性能、款式以及市場需求確定的基礎上，要實現(xiàn)市場銷售目標，必須要提升產品性能，加速產品研發(fā)周期，避免同類產品競爭加劇的情況發(fā)生。而目前相關液壓成型技術應用后，可以在一定程度上提升汽車鈑金和相關工件的加工工作效率，這對于汽車產品加速進入市場具有一定的推動作用。

4 總結

在目前的汽車鈑金生產加工中，使用液壓成型技術，通過管件液壓成型，可以提升工件加工質量，簡化加工工序，還可以節(jié)省加工成本，提升加工效率，所以，將這一技術應用到汽車鈑金的加工中，具有積極作用。在目前的汽車制造業(yè)生產技術研發(fā)中，液壓成型技術是重點研究領域，相關汽車知名廠商都對此十分重視，而就這一技術的發(fā)展趨勢來看，液壓成型技術基于技術的低碳效應、成本效應、安全效應等考慮，將在未來的汽車市場中大放異彩，對于提升汽車駕駛性能和體驗都具有積極作用。

參考文獻：

[1]劉輝.板材成型液壓機滑塊快速回程控制系統(tǒng)關鍵技術研究[J].機械設計，2020，37（S1）：159-161.

[2]鄔雪祥.金屬液態(tài)成型液壓機的故障分析與液壓系統(tǒng)的干擾問題[J].機電工程，1999（05）：95-97.

[3]黑東盛，趙偉強.航空鈑金薄壁結構件液壓成型工藝研究[J].科技資訊，2019，17（25）：66-67.

[4]. Business - Manufacturing; Study Data from Zhejiang University of Technology Update Understanding of Manufacturing （Influence of Process Parameters On Thinning Ratio and Fittability of Bellows Hydroforming）[J]. Journal of Technology，2020.

[5]倪晉挺.一種汽車鈑金類結構件的固定夾具設計[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2016，34（05）：754-756.

[6]陳利燕，喬棟，張良.基于管件液壓成型工藝的汽車水箱框架設計及制造優(yōu)化研究[J].汽車工藝與材料，2015（06）：20-24.

[7]江聯(lián)營，趙藝偉.DC-T160汽車鈑金大梁校正系統(tǒng)的使用與維護[J].汽車維修，2011（06）：42-44.

[8]倪耀偉.混凝土砌塊和屋面瓦成型機液壓系統(tǒng)的維護及故障處理[J].磚瓦，2001（06）：49-50.

作者簡介

趙儉：（1984.05—），男，漢族，甘肅會寧人，中級，本科。研究方向：液壓。