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[车身设计及集成] 白车身用钢板成型性能评价及选用原则

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发表于 2020-9-15 20:07:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
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目前,汽车车身生产中,特别是冲压生产中,使用最多的有冷轧钢板和热轧 钢板。冷轧钢板表面质量高,多用于车身外覆盖件,热轧钢板多用于底盘车架等要求一定强度且对表面要求不高的车身零件。
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白车身钢板的厚度大致为0.2-3.0mm, 其中0.6-2.0是现在白车身钢板的优选厚度。它们具有很好的塑性加工性能,其强度和刚度也能完全满足汽车车身的强度和刚度要求,同时能满足车身拼焊的焊接要求。
1、钢板成形性能评价
白车身上各功能划区明确,每个零件都起到各自的有效应用。因此为达到合理、有效利用钢板材料的目的,势必需要对各部分零件材料选用有严格的要求, 需要有一定的钢板成形性能评价能力。
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1.1薄板成形的基本概念
金属薄板的成形性是指板材适应各种成形加工过程的能力,通常定义为:在给定的加工条件,板材承受变形而不产生断裂或失稳失效的能力。从广义上说,成形性还包括成形件的贴模性和形状稳定性。
1.2最佳成形性能的衡量标准
  • a.均匀应变分布;
  • b.承受平面内压缩应力而无起皱;
  • c.可达到较高应变而无颈缩或断裂;
  • d.承受平面内剪切应力而无断裂;
  • e.零件从凹模出来后保持其形状;
  • f.保持表面光洁、减低表面损伤。
1.3薄板成形性的影响因素
选材重点关注点:
  • a.材料因素:厚度、标准规定宽度、屈服强度、抗拉强度、屈服延伸、总延伸率、n值、r值、表面形貌、油品、LDH、镀层;
  • b.模具因素:坯料在模具中的位置、耐磨护板的公差、模具对中、模具抛光、模具所用材料及刚度、 表面处理、拉延筋、模具所有圆角半径、间隙、模具划擦伤;
  • c.冲压工艺因素:冲头导轨、冲头与冲床的平坦度与平行度、冲头加载曲线、外滑块载荷、内滑块载荷、 闭合高度、气压、反向平衡压、压机刚度、压机类型、冲压所用润滑;
  • d.坯料因素:坯料尺寸、坯料形状、上料机械手位置、旋转弯曲或拉平、边部状态、预弯、清洗剂类型 和用量;
  • e.互动因素:材料温度、模具温度、气候条件、止动块垫片。

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通过上述因素,我们可以看出选取零件材料时,考虑到它的成形性,应关注以下几方面:
  • 延伸率:零件成形性综合评价指标,越高表明成形性越好;
  • 屈服强度:其值越低越容易成形; 抗拉强度:其值越高,零件强度越高,使用寿命越长;
  • 屈强比:对于屈服强度和抗拉强度,我们希望零件拥有低的屈服强度和高的抗拉强度,因此,屈强比成为评 价零件成形性和强度的重要标准。其值越低越好。
  • 应变硬化指数n值:由流动应力与应变量关系决定,具有较高n值得薄板,在冲压工程中,零件变形大的部 位优先硬化,变形量减弱,而变形小的部位因硬化小而继续变形,并促使其金属向变形大的部位流动,使整个零件变形均匀化,延缓了局部颈缩的出现,从而提高了钢板的深冲性能。其值是拉胀工序时成形性好坏的指标。
  • 塑性应变比r值:描述钢板抵抗变薄的能力。r值越大表示材料越不易在厚度方向发生变形,即不易变薄或 变厚,具有良好的拉深性能。
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2、白车身零件材料选用一般原则
材料的选择应综合考虑强度需求、冲压工艺需求甚至焊接、涂装要求和成本(有的板材焊接性不是很好, 而两种不同类型的板材焊接时,性能也不甚理想,如冷板配热板)。
在宝钢的产品列表里面有很多型号,我们具体选择的时候参照刚才的性能,用途和特点进行区分。也就是一般用(如BLC)为一档、冲压用(如BLD)为一档、深冲压用(如BUSD)为一档。
具体选用原则如下:
  • a、满足成型要求和强度要求;
  • b、在强度和成型性满足的情况下选择低牌号的钢以降低成本;
  • c、成型性满足和成本不增加甚至减少的情况下,高强钢代替普通钢减重;
  • d、注意像侧围这样的大零件有可能超出材料宽度,考虑到边缘板材质量较差,设计零件的尺寸时应考虑到下料尺寸,建议最大值为钢材宽度最大值+60mm;
  • e、终极技巧:参考成熟车型或竞争车型的同类零件材料选择。

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