描述
為(wéi)碰撞能(néng)量吸收(shōu)與(yǔ)結(jié)構完(wán)整性(xìng)而(ér)設計
座(zuò)艙加(jiā)強闆是(shì)安(ān)裝(zhuāng)在(zài)駕駛室(shì)內(nèi)部高應(yīng)力(lì)區(qū)域的(de)衝(chōng)壓(yā)金屬(shǔ)結(jié)構件，承(chéng)擔(dān)真(zhēn)實(shí)的(de)結(jié)構載荷(hé)，屬(shǔ)于白(bái)車身安(ān)全(quán)關(guān)鍵組(zǔ)件，而(ér)非裝(zhuāng)飾件或非承(chéng)載外(wài)覆蓋(gài)件。
在(zài)碰撞發(fā)生(shēng)時(shí)，加(jiā)強闆通過可(kě)控的(de)塑性(xìng)變(biàn)形(xíng)序列(liè)——折疊、屈曲(qū)、壓(yā)縮——吸收(shōu)衝(chōng)擊能(néng)量，將(jiāng)力(lì)導(dǎo)向(xiàng)遠離(lí)乘員(yuán)的(de)方(fāng)向(xiàng)，其(qí)原(yuán)理(lǐ)與(yǔ)碰撞潰縮區(qū)的(de)能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)機(jī)製(zhì)一緻(zhì)。
車輛碰撞評級(jí)如(rú)IIHS和(hé)Euro NCAP，在(zài)很(hěn)大(dà)程度上取(qǔ)決(jué)于這些結(jié)構加(jiā)強件的(de)性(xìng)能(néng)錶(biǎo)現(xiàn)。
材(cái)料(liào)選擇(zé)–先(xiān)進高強鋼、超高強鋼與(yǔ)鋁合(hé)金
材(cái)料(liào)等級(jí)體(tǐ)係(xì)錶(biǎo)
| 等級(jí)分(fēn)類(lèi) | 代錶(biǎo)牌號(hào) | 抗拉(lā)強度範(fàn)圍(MPa) | 典(diǎn)型(xíng)延伸率(lǜ)(%) | 座(zuò)艙加(jiā)強闆典(diǎn)型(xíng)應(yīng)用(yòng) |
| 冷(lěng)軋鋼 | SPCC、DC01、DC04 | 270至(zhì)410 | 28至(zhì)44 | 非碰撞關(guān)鍵區(qū)域加(jiā)強 |
| 高強低合(hé)金鋼HSLA | HC260LA、HC340LA、HC420LA | 350至(zhì)520 | 17至(zhì)30 | 中等載荷(hé)區(qū)域；地(dì)闆加(jiā)強 |
| 先(xiān)進高強鋼AHSS雙(shuāng)相(xiāng)鋼 | DP590、DP780、DP980 | 590至(zhì)980 | 8至(zhì)24 | 碰撞關(guān)鍵區(qū)域；B柱(zhù)和(hé)門檻連接 |
| 先(xiān)進高強鋼AHSS復(fù)相(xiāng)/TRIP | CP800、TRIP780 | 780至(zhì)1,000 | 8至(zhì)18 | 需良(liáng)好(hǎo)疲勞(láo)性(xìng)能(néng)的(de)高強度區(qū)域 |
| 超高強鋼UHSS熱(rè)衝(chōng)壓(yā) | 22MnB5 | 1,300至(zhì)1,600 | 5至(zhì)8 | 極(jí)端(duān)載荷(hé)區(qū)域；側撞關(guān)鍵加(jiā)強 |
| 鋁合(hé)金 | AL5052、AL6061 | 210至(zhì)310 | 12至(zhì)25 | 新(xīn)能(néng)源(yuán)汽(qì)車輕量化(huà)座(zuò)艙加(jiā)強 |
選材(cái)三因(yīn)素(sù)分(fēn)析：
強度需求： 碰撞關(guān)鍵位置(zhì)需要(yào)AHSS（DP780以上）或熱(rè)衝(chōng)壓(yā)UHSS。非碰撞關(guān)鍵區(qū)域用(yòng)HSLA或冷(lěng)軋鋼即(jí)可(kě)，成本(běn)更(gēng)低。
重量目(mù)標(biāo)： 鋁合(hé)金可(kě)在(zài)同(tóng)等剛(gāng)度下減(jiǎn)重約(yuē)40%至(zhì)50%。對(duì)新(xīn)能(néng)源(yuán)汽(qì)車平(píng)臺(tái)來(lái)說，每(měi)減(jiǎn)重約(yuē)10公(gōng)斤(jīn)可(kě)增加(jiā)約(yuē)1至(zhì)2公(gōng)裏續(xù)航(háng)。另(lìng)一種(zhǒng)方(fāng)案(àn)是(shì)使(shǐ)用(yòng)DP780以上高強鋼減(jiǎn)薄闆厚。
成本(běn)預算(suàn)： 冷(lěng)軋鋼最具(jù)性(xìng)價(jià)比(bǐ)。AHSS增加(jiā)材(cái)料(liào)成本(běn)但可(kě)通過減(jiǎn)薄對(duì)衝(chōng)。熱(rè)衝(chōng)壓(yā)UHSS單(dān)價(jià)最高但省去(qù)後(hòu)續(xù)熱(rè)處(chù)理(lǐ)并提(tí)供(gòng)最佳(jiā)強度厚度比(bǐ)。
製(zhì)造能(néng)力(lì)
衝(chōng)壓(yā)工(gōng)藝(yì)流(liú)程
落料(liào)與(yǔ)衝(chōng)孔(kǒng)： 從(cóng)捲(juǎn)料(liào)或闆料(liào)上切(qiē)割(gē)坯料(liào)外(wài)形(xíng)，衝(chōng)出(chū)安(ān)裝(zhuāng)孔(kǒng)、定(dìng)位孔(kǒng)、避讓孔(kǒng)。此階段的(de)孔(kǒng)位精(jīng)度決(jué)定(dìng)了(le)後(hòu)續(xù)裝(zhuāng)配的(de)配合(hé)質量。
成形(xíng)與(yǔ)折彎(wān)： 平(píng)闆坯料(liào)轉變(biàn)為(wéi)三維(wéi)形(xíng)狀(zhuàng)——折彎(wān)形(xíng)成翻邊用(yòng)于剛(gāng)性(xìng)增加(jiā)和(hé)焊接搭接面；拉(lā)深(shēn)形(xíng)成匹配車身輪廓的(de)復(fù)合(hé)曲(qū)面；整形(xíng)使(shǐ)所(suǒ)有(yǒu)尺(chǐ)寸達到(dào)圖(tú)紙(zhǐ)要(yào)求。每(měi)個AHSS/UHSS零件的(de)模具(jù)都內(nèi)置(zhì)CAE預測(cè)的(de)回彈補償。
精(jīng)整： 邊緣去(qù)毛(máo)刺，錶(biǎo)面清(qīng)潔，然後(hòu)進入(rù)後(hòu)處(chù)理(lǐ)或錶(biǎo)面塗裝(zhuāng)。
回彈
回彈是(shì)冷(lěng)衝(chōng)壓(yā)AHSS闆材(cái)最大(dà)的(de)尺(chǐ)寸挑(tiāo)戰。DP780在(zài)1.5毫米(mǐ)厚度下折彎(wān)90°的(de)法(fǎ)蘭(lán)，模具(jù)打(dǎ)開(kāi)後(hòu)會(huì)回彈約(yuē)3至(zhì)5°。對(duì)于有(yǒu)四個法(fǎ)蘭(lán)的(de)闆材(cái)，每(měi)個法(fǎ)蘭(lán)獨(dú)立(lì)回彈，累積(jī)效(xiào)應(yīng)顯(xiǎn)著。用(yòng)CAE仿真(zhēn)在(zài)開(kāi)模前(qián)預測(cè)回彈量，設計過彎(wān)補償使(shǐ)零件釋放(fàng)後(hòu)回到(dào)目(mù)標(biāo)角(jiǎo)度。首件生(shēng)產(chǎn)時(shí)驗證預測(cè)準(zhǔn)確(què)性(xìng)。
熱(rè)衝(chōng)壓(yā)vs冷(lěng)衝(chōng)壓(yā)對(duì)比(bǐ)錶(biǎo)
| 對(duì)比(bǐ)維(wéi)度 | 冷(lěng)衝(chōng)壓(yā) | 熱(rè)衝(chōng)壓(yā)（模壓(yā)淬火(huǒ)） |
| 強度範(fàn)圍 | 最高約(yuē)980MPa | 1,300至(zhì)1,600MPa |
| 典(diǎn)型(xíng)材(cái)料(liào) | SPCC、HSLA、DP、CP、TRIP、鋁 | 22MnB5硼鋼 |
| 回彈 | 随強度增加(jiā)而(ér)增大(dà) | 模具(jù)內(nèi)淬火(huǒ)幾(jǐ)乎消(xiāo)除 |
| 相(xiāng)對(duì)模具(jù)成本(běn) | 基(jī)準(zhǔn) | 通常(cháng)1.5至(zhì)2.5倍 |
| 相(xiāng)對(duì)單(dān)件成本(běn) | 基(jī)準(zhǔn) | 通常(cháng)1.3至(zhì)1.8倍 |
| 座(zuò)艙加(jiā)強闆适用(yòng)場(chǎng)景 | 地(dì)闆/儀(yí)錶(biǎo)闆/座(zuò)椅/門檻加(jiā)強 | B柱(zhù)連接/側撞關(guān)鍵區(qū)域 |
并非所(suǒ)有(yǒu)高強度座(zuò)艙加(jiā)強闆都需要(yào)熱(rè)衝(chōng)壓(yā)。冷(lěng)衝(chōng)壓(yā)DP780和(hé)DP980可(kě)以覆蓋(gài)大(dà)多(duō)數(shù)位置(zhì)——更(gēng)簡單(dān)的(de)模具(jù)、更(gēng)快(kuài)的(de)節(jié)拍(pāi)、更(gēng)低的(de)成本(běn)。隻(zhǐ)有(yǒu)零件幾(jǐ)何形(xíng)狀(zhuàng)在(zài)所(suǒ)需強度下冷(lěng)衝(chōng)壓(yā)無(wú)法(fǎ)實(shí)現(xiàn)時(shí)，才(cái)推薦熱(rè)衝(chōng)壓(yā)。
後(hòu)處(chù)理(lǐ)工(gōng)藝(yì)錶(biǎo)
| 後(hòu)處(chù)理(lǐ)工(gōng)藝(yì) | 在(zài)座(zuò)艙加(jiā)強闆中的(de)應(yīng)用(yòng) |
| 電(diàn)阻點(diǎn)焊 | 將(jiāng)加(jiā)強闆焊到(dào)底(dǐ)闆、B柱(zhù)、門檻闆 |
| 激光(guāng)焊 | TWB坯料(liào)焊接；密封連續(xù)焊縫 |
| MIG/MAG焊 | 較厚加(jiā)強件的(de)結(jié)構焊接 |
| 自(zì)穿刺鉚接SPR | 新(xīn)能(néng)源(yuán)汽(qì)車鋁合(hé)金車身的(de)鋁-鋼和(hé)鋁-鋁連接 |
| 壓(yā)接 | 無(wú)需消(xiāo)耗性(xìng)緊(jǐn)固件的(de)闆材(cái)連接 |
| 結(jié)構膠粘接 | 與(yǔ)點(diǎn)焊配合(hé)，提(tí)升(shēng)接頭(tóu)剛(gāng)性(xìng)和(hé)NVH性(xìng)能(néng) |
| 壓(yā)鉚螺紋(wén)件 | 在(zài)安(ān)裝(zhuāng)孔(kǒng)處(chù)安(ān)裝(zhuāng)自(zì)鎖螺母用(yòng)于螺栓裝(zhuāng)配 |
如(rú)果(guǒ)加(jiā)強闆同(tóng)時(shí)需要(yào)錶(biǎo)面塗層(céng)和(hé)點(diǎn)焊，工(gōng)序順序很(hěn)重要(yào)。達克(kè)羅(luó)和(hé)幾(jǐ)何塗層(céng)通常(cháng)可(kě)在(zài)焊接前(qián)塗覆。電(diàn)泳塗裝(zhuāng)通常(cháng)在(zài)焊接後(hòu)進行(xíng)——因(yīn)為(wéi)電(diàn)泳工(gōng)藝(yì)需要(yào)裸金屬(shǔ)導(dǎo)電(diàn)性(xìng)。報(bào)價(jià)階段會(huì)確(què)認最優(yōu)工(gōng)序順序。
公(gōng)差(chā)
公(gōng)差(chā)等級(jí)錶(biǎo)
| 等級(jí) | 公(gōng)差(chā) | 适用(yòng)特(tè)徵(zhēng)類(lèi)型(xíng) |
| 標(biāo)準(zhǔn)級(jí) | ±0.10毫米(mǐ) | 一般輪廓、非配合(hé)翻邊、減(jiǎn)重孔(kǒng) |
| 精(jīng)密級(jí) | ±0.05毫米(mǐ) | 關(guān)鍵安(ān)裝(zhuāng)孔(kǒng)、定(dìng)位面、焊接搭接寬(kuān)度 |
| 超精(jīng)密級(jí) | ±0.02毫米(mǐ) | 安(ān)全(quán)帶(dài)錨固孔(kǒng)、轉向(xiàng)柱(zhù)安(ān)裝(zhuāng)孔(kǒng)、精(jīng)密定(dìng)位銷孔(kǒng) |
應(yīng)用(yòng)場(chǎng)景
車型(xíng)應(yīng)用(yòng)錶(biǎo)
| 車型(xíng)類(lèi)別(bié) | 典(diǎn)型(xíng)加(jiā)強闆應(yīng)用(yòng) | 材(cái)料(liào)趨勢(shì) |
| 乘用(yòng)車（轎車/SUV/MPV） | B柱(zhù)地(dì)闆連接、門檻內(nèi)側、座(zuò)椅安(ān)裝(zhuāng)、儀(yí)錶(biǎo)闆下方(fāng) | 碰撞區(qū)用(yòng)AHSS；加(jiā)強區(qū)用(yòng)HSLA |
| 商(shāng)用(yòng)車（輕卡(kǎ)/客(kè)車） | 駕駛室(shì)地(dì)闆、駕駛室(shì)安(ān)裝(zhuāng)點(diǎn)、座(zuò)椅軌道、轉向(xiàng)柱(zhù) | 冷(lěng)軋鋼和(hé)HSLA；平(píng)頭(tóu)駕駛室(shì)用(yòng)AHSS |
| 新(xīn)能(néng)源(yuán)汽(qì)車（BEV/PHEV/HEV） | 平(píng)闆地(dì)闆加(jiā)強、電(diàn)池(chí)包(bāo)接口(kǒu)、側撞保(bǎo)護 | 鋁合(hé)金減(jiǎn)重；碰撞區(qū)用(yòng)AHSS；混合(hé)材(cái)料(liào)+SPR |
| 特(tè)種(zhǒng)車輛 | 裝(zhuāng)甲(jiǎ)座(zuò)艙加(jiā)強 | UHSS熱(rè)衝(chōng)壓(yā)用(yòng)于最高防護等級(jí) |
無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)碰撞緩衝(chōng)：傳(chuán)統(tǒng)燃油(yóu)車中發(fā)動(dòng)機(jī)和(hé)變(biàn)速箱(xiāng)吸收(shōu)約(yuē)30%至(zhì)40%的(de)正(zhèng)面碰撞能(néng)量。純(chún)電(diàn)動(dòng)車前(qián)驅動(dòng)總(zǒng)成緊(jǐn)湊且低置(zhì)——座(zuò)艙結(jié)構需要(yào)承(chéng)受(shòu)更(gēng)大(dà)比(bǐ)例(lì)的(de)碰撞載荷(hé)。這推動(dòng)了(le)DP980和(hé)熱(rè)衝(chōng)壓(yā)UHSS在(zài)前(qián)部座(zuò)艙區(qū)域的(de)需求增長。
平(píng)闆地(dì)闆與(yǔ)電(diàn)池(chí)包(bāo)集成： BEV平(píng)臺(tái)使(shǐ)用(yòng)平(píng)闆地(dì)闆結(jié)構。座(zuò)艙地(dì)闆加(jiā)強闆承(chéng)擔(dān)雙(shuāng)重功(gōng)能(néng)——為(wéi)NVH和(hé)乘員(yuán)保(bǎo)護加(jiā)強地(dì)闆剛(gāng)性(xìng)，同(tóng)時(shí)為(wéi)電(diàn)池(chí)包(bāo)框架提(tí)供(gòng)結(jié)構接口(kǒu)點(diǎn)。
重量敏(mǐn)感(gǎn)性(xìng)：BEV中每(měi)公(gōng)斤(jīn)車身重量都影(yǐng)響(xiǎng)續(xù)航(háng)。推動(dòng)了(le)鋁合(hé)金加(jiā)強闆加(jiā)SPR鉚接的(de)采用(yòng)。
常(cháng)見(jiàn)問(wèn)題
問(wèn)：怎(zěn)麼(me)選材(cái)料(liào)？
答：發(fā)送圖(tú)紙(zhǐ)并附上安(ān)裝(zhuāng)位置(zhì)、碰撞載荷(hé)類(lèi)型(xíng)（正(zhèng)面/側面/後(hòu)方(fāng)）、重量目(mù)標(biāo)和(hé)成本(běn)目(mù)標(biāo)。工(gōng)程團(tuán)隊會(huì)推薦最佳(jiā)等級(jí)并解(jiě)釋權(quán)衡取(qǔ)捨(shè)。
問(wèn)：提(tí)交哪些信(xìn)息(xī)能(néng)更(gēng)快(kuài)拿到(dào)報(bào)價(jià)？
答：随圖(tú)紙(zhǐ)附上以下信(xìn)息(xī)可(kě)大(dà)幅縮短報(bào)價(jià)周期(qī)：安(ān)裝(zhuāng)位置(zhì)、材(cái)料(liào)牌號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)、闆材(cái)厚度、關(guān)鍵尺(chǐ)寸及公(gōng)差(chā)、錶(biǎo)面處(chù)理(lǐ)規(guī)格(gé)、焊接或裝(zhuāng)配需求、年(nián)產(chǎn)量預測(cè)、PPAP等級(jí)要(yào)求。信(xìn)息(xī)越完(wán)整，報(bào)價(jià)越快(kuài)越準(zhǔn)確(què)。
問(wèn)：接受(shòu)什麼(me)圖(tú)紙(zhǐ)格(gé)式(shì)？能(néng)否先(xiān)做(zuò)樣(yàng)品？
答：STEP、IGES、DWG、DXF、SolidWorks、CATIA、Pro/E/Creo、NX/UG、Inventor和(hé)PDF均可(kě)接受(shòu)。如(rú)有(yǒu)實(shí)物(wù)樣(yàng)品可(kě)3D掃描後(hòu)創(chuàng)建CAD數(shù)據。支(zhī)持(chí)軟模或快(kuài)速原(yuán)型(xíng)打(dǎ)樣(yàng)，樣(yàng)品件附首件檢(jiǎn)驗報(bào)告。
問(wèn)：能(néng)做(zuò)半(bàn)總(zǒng)成嗎(ma)？能(néng)否到(dào)廠(chǎng)審(shěn)核(hé)？
答：可(kě)以提(tí)供(gòng)裸衝(chōng)壓(yā)件，或已(yǐ)完(wán)成點(diǎn)焊、SPR鉚接、結(jié)構膠或壓(yā)鉚螺紋(wén)件的(de)半(bàn)總(zǒng)成件，整體(tǐ)報(bào)價(jià)。歡(huān)迎到(dào)廠(chǎng)審(shěn)核(hé)，随時(shí)準(zhǔn)備(bèi)接受(shòu)IATF 16949、VDA 6.3、CQI-9、CQI-12及客(kè)戶(hù)特(tè)定(dìng)審(shěn)核(hé)。