第42卷第8期 Vol.42No.8
板料成形
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
汽车大型铝合金覆盖件的充液成形技术
郎利辉，孙志莹，王耀
（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191）
2017年8月 Aug-2017
摘要：铝合金覆盖件的应用是汽车轻量化的关键，但其制造难度较大。通过研究铝合金发动机罩外板的充液成形工艺过程，了解先进柔性技术在汽车领域应用的可行性。分析了工艺参数中液室压力与凸模行程匹配及压边力对板料减薄率的影响，从成形极限上判断零件无起被、破裂现象的范围。获得最优的整形液室压力为12～20MPa，压边力过小，板料不能充分塑性变形，压边力过大，板料易失稳裂，最优的恒定压边力范围为1600－2000kN，研究表明，采用板材充液成形柔性制造工艺，可降低噪音，无冲击线，且由于液室压力的作用，滑移线减小，可提高大型铝合金弱阴度板材的质量。
关键词：铝合金：置盖件；充液成形；发动机罩外板；起被：破裂 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 08. 005
中图分类号：TG394
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）08-0022-06
Hydroformingtechnologyforlargealuminumalloypanelof automobile
Lang Lihui, Sun Zhiying, Wang Yao
( School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University , Beijing 100191 , China)
Abstract: The lightweight of automobile is the key of the application of aluminum alloy panel, but it is difficult to manufacture. The ad-vanced flexible technology is feasible in the application of automotive field by researching the hydroforming process of the aluminum alloy en-gine hood outer panel. Then, the influences of matching chamber pressure with punch stroke and the blank holder force in the technological parameters on the thinning rate of sheet metal were analyzed, and the scope of the part without wrinkling and rupture was determined by the forming limit diagram (FLD). Furthermore, the optimal shaping chamber pressure is obtained within 12 20 MPa. However, when the blank holder force is too small, the plastic deformation of sheet metal can not be realized completely ; while the blank holder force is too large, the rupture is easily oceurred. Thus, the optimal constant blank holder foroe is within 1600 2000 kN The results show that the noise is reduced in the factory by the sheet hydroforming of flexible manufacturing process, and there is no impact line. Finally, the slip line
is reduced because of chamber pressure, and the quality of large aluminum alloy plate with weak rigidity is improved Key words : aluminum alloy ; corering parts; hydroforming; engine hood outer panel; wrinkle; crack
板材充液拉深是将流体介质充入到模具型腔中，利用刚性凸模将金属板材拉入充满高压液体介质的凹模，将凸模行程和流体介质的压力控制在一定范围内，使板材能在设计的加载路径下成形的一种加工工艺")，充液成形工艺示意图如图1所示。板材充液成形可显著提高材料本身的成形性能及复杂零件的整体成形，并保证零件的成形质量、精度以及达到产品轻量化的要求"。该工艺中，板料一侧接
收稿日期：20170308；修订日期：20170512 基金项目：国家科技重大专项（2014ZX04002041）作者简介：郎利辉（1970－），男，博士，教投 E-mail: lang@ buaa edu. cn
通讯作者：孙志莹（1984-），女，博士研究生 E-mail: sunzhiying611@ 163. com
万方数据
触刚性模具，另一侧接触高压柔性介质，即为刚柔复合成形。液体在成形的全过程中都包裹住板料，在板料上形成摩擦保持效果和保证板料与模具的充分贴合，且液体可从板料法兰与凹模间鲨出，减少有害摩擦阻力而形成溢流润滑效果[3-4]，从而大大提高板料的极限拉深值。
随着汽车轻量化市场的不断发展，促使汽车覆盖件应用新材料，并提出新的制造工艺[5]。覆盖件外板为外观件，主要包括顶盖、发动机罩外板、行李箱盖外板、前后门外板、前后翼子板、侧围外板等，是车身造型的重要组成部分，其直接决定车身外观的质量。因此，对白车身覆盖件外板的表面质量要求很高，如形状、尺寸精度及刚度等。车身覆盖件的平面尺寸大，拉深深度小，型面曲率小，粗