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住友重机械:开发出可减轻汽车车身的制造系统

导读: 住友重机械工业开发出了可大幅减轻汽车车身及车架等车身部件的STAF(Steel Tube Air Forming)制造系统。

  住友重机械工业开发出了可大幅减轻汽车车身及车架等车身部件的STAF(Steel Tube Air Forming)制造系统。将钢管装入冲压机的模具后,以通电加热、高压空气注入、成型、淬火的顺序进行加工。凭借此次开发的控制系统,可高精度成型加工带突缘的连续异形封闭截面。

  该制造系统兼具液压成型和热冲压两方面的特点,不仅可像液压成型那样对连续的封闭截面构造实施成型,而且还可像热冲压像样加热钢板,在冲压成型的同时实施淬火,实现1500MPa级拉伸强度。能够制造重量轻且强度及刚性高的封闭截面构件。另外,通过利用突缘同时成型技术为封闭截面构造增加突缘,解决了以前液压成型等所存在的问题,省去了在与其他构件接合时需要另加突缘并实施焊接的麻烦,能够提出可在车身部件上轻松采用的构造方案。

  具体制造时首先将钢管装入模具,夹紧电极。然后通电10秒实施加热,使温度达到900℃左右。钢管通电加热时电极的接触面积在左右相同,并且与板材相比接触更为稳定,因此能够实现均匀加热。并且,与原来利用加热炉来加热的方法相比,还可大幅减少消电量。接着,为使突缘部成型,调整锁模位置(半开状态)。向此处供给高压空气,在使半开状的部分略微膨胀的同时实施锁模,对突缘部实施成型。之后,为了使管体部分更加贴合模具内面的形状,进一步供给高压空气,实施吹塑成型。随着材料紧贴于模具,材料被急速冷却淬火,形成1500MPa级构件。

  在相同强度条件下将汽车车身部件换成STAF构造时,与原来的构造相比可减轻约30%。而且也无需实施板材冲压加工所需要的冲切及修边工序,成型后只需切断端部即可,可使成品率提高至90%左右。另外,由于是带突缘的钢管,因此还可削减部件数量,大幅降低成本。

  利用板材冲压加工工艺来制造封闭截面构造的部件时,必须要使用冲切、加热、冲压、修边、焊接组装5个设备。而STAF工艺则在预成型后同时实施加热和冲压,然后切断端部,因此只需3个设备即可,制造工序简单。与热冲压工艺利用4道工序才能实现封闭截面构造相比,STAF工艺无需专用的加热工序及焊接组装工序,只需2道工序即可制造。因此可大幅减少工时,提高生产效率。

  今后,住友重机械工业还将开发可按照各个部位来控制980~1500MPa拉伸强度的局部淬火技术,以及以壁厚不同的钢管为材料的差厚成型技术,力争确立可在多数汽车车身部件中使用的技术。该公司已开始瞄准在车身部件上的应用与大厂商展开磋商。同时还开始向汽车部件厂商在内的客户提出解决方案,力争2017年度推出商品。顺便提一句,该公司将在2016年1月13~15日于东京有明国际会展中心举行的“第6届汽车轻量化技术展”上,展出利用STAF技术生产的部件。

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