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暗藏铁骨的车身结构及连接

暗藏铁骨的车身结构及连接

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车身主要以钣金与钣金的组合为主,而在一些车身A柱B柱里竟然还放有弯曲的管子,形状各异,犹如车身结构里增加了管道,这是什么工艺呢?这种设计的特点又是什么呢?又是如何将封闭的管材连接到车身呢?

管材是用什么工艺生产制造的呢?
在各种制管工艺中,液压成型是制作封闭管状零件的理想工艺。液压成型是指利用液体及模具使工件成型的一种塑性加工技术,
液压成型技术是以无缝管件或焊接管件为原料,依托液体作为传力介质,采用精准地控制内压力及轴向进给料,配合模具型腔,最终使金属中空坯料成型出整体化复杂变截面构件的制造技术。
管件液压成型技术主要的特点是可以实现二维或三维曲线轴线的异形截面空心零件的整体成型,从初始圆截面的管坯可以成型为椭圆形、梯形、矩形或其他复杂曲面及变截面的封闭截面。

传统的冲压焊接一般不能得到完整封闭的零件截面,并且冲压件对零件长度和截面形状有所制限。

▲液压成型过程图
车身应用液压成型管的优势,又有哪些呢?

液压成型技术主要应用在车身A、B、C柱区域,而这些区域是车身的安全及性能强相关的部位。

  • 减轻质量,节约材料。液压成形件比冲压件减轻20%~40%;
  • 减少零件和模具数量,降低模具费用。液压成形件通常只需要1套模具,而冲压件大多需要多套模具;
  • 减少后续机械加工和组装的焊接量;
  • 提高强度与刚度,尤其是疲劳强度;
  • 降低生产成本。根据对已应用液压成形零件的统计分析,液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%~20%,模具费用降低20%~30%。
连接细节
封闭的管件怎么和车身其他零件连接呢?管状零件和周边件连接的难点就在于截面封闭,只有单侧可达。

连接方式1:开过孔让焊枪通过来进行点焊。通常应用在强度要求不是特别高的位置。 

连接方式2:那就使用激光焊(这里指激光熔焊)来完成焊接,激光焊只需要单边可达就能进行焊接。

连接方式3:在管材预先开孔拉铆螺母,然后车身钣金与管材进行螺接。

连接方式4:应用单侧可实现连接的工艺,管材预先与内板FDS连接,需要注意焊接层级。

应 用

液压成型管在那些车型有应用呢,应用最广泛的,便是福特家族的F150、福克斯、克莱斯勒等车型,在其他品牌,如捷豹路虎、NSX、特斯拉也可以发现他的身影。

▲福克斯车身结构图

▲路虎F-TYPE车身结构图

▲NSX车身结构图

经验总结

当车身结构在轻量化及性能发展已经很成熟的阶段,一定需要新的工艺或新的材料来实现车身的进一步发展,新的工艺对于连接又可能带来新的挑战,但是,热压成型工艺在车身的应用上对于车身轻量化及性能的提高更上一层。

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