馬忠民
沈陽金杯車輛制造有限公司,遼寧沈陽 110015
輕量化是世界汽車發(fā)展的重要趨勢之一,世界各大汽車公司都在想盡一切辦法降低整車重量。(注:"減輕車身質(zhì)量,可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用和制造工藝3 個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化考慮,其中有效控制零件數(shù)量是控制車身質(zhì)量的重要途徑本文主要內(nèi)容如下:金杯貨箱邊板的結(jié)構(gòu)特點;高強度鋼板的用途;焊接質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)拍等工藝水平的提高。
金杯貨車的邊板有各種形式,按開啟方式分的有三開箱、五開箱的;按結(jié)構(gòu)形式分的有整體、分體式的。現(xiàn)以1041BLS3 貨箱內(nèi)廓尺寸是3860*1810*375 輕卡貨箱的邊板結(jié)構(gòu)為例,來分析是怎樣由分體切換整體的,整體時既是高強度鋼板的應(yīng)用,圖一是邊板總成中的主要部分,輕卡貨箱邊板總成包括:邊板總成左/右及后邊板總成,邊板總成由邊板上梁,邊板下梁、邊板、邊板加強立柱、邊板端立柱前/后、鎖鉤等各制件組成。原邊板上梁、邊板下梁及邊板所用材質(zhì)為Q235,材料厚度為1.5,通過減薄上/下梁厚度及總成的數(shù)量,達到了輕量化的目的。
原狀態(tài)(材質(zhì)Q235)貨箱邊板材料成本明細 (1041BLS3應(yīng)用前)。
表1
圖2 是應(yīng)用高強度鋼板一次輥壓成型的邊板結(jié)構(gòu),公司在設(shè)備設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試及人員培訓(xùn)方面投入了大量的人力和資金,經(jīng)過半年左右時間設(shè)備投入使用。為驗證產(chǎn)品效果,進行了多次貨箱總成的試制、試裝,經(jīng)過相關(guān)部門的評審,整體式高強度的貨箱邊板達到預(yù)期目的,即有效控制零件數(shù)量使其貨箱質(zhì)量得以下降,另生產(chǎn)的設(shè)備也由原來的3 種變成一種。
名稱規(guī)格數(shù)量價格(元/個)金額(臺份)重量(公斤)邊板總成 1.2×3900×705 2 148 296 25.9后邊板總成 1.2×1806×705 1 70 70 11.994
表2 高強度板滾壓成型材料成本明細表(1041BLS3 應(yīng)用后)
從表1、2 可以看出,應(yīng)用前貨箱的邊板、后邊板由6種9 個件組成,應(yīng)用后由2 種3 個件組成;單臺重量由78.467kg 減到63.794kg,減少14.673kg,減少重量占貨箱總成的5%;成本計算上可見的經(jīng)濟效益按每年2 萬臺整體式邊板貨箱產(chǎn)量,連續(xù)3 年計6 萬量可獲直接經(jīng)濟效益為:482.28 萬元。
高強度鋼板的使用,使車體的強度更大、安全性更高,同時結(jié)構(gòu)更加輕巧。
公司已經(jīng)在幾種車型底盤部分的車架左/右縱梁上,將高強度板加以引用,從市場信息反饋看效果可佳,車架左/右縱梁的抗變形能力和原來相比得以提高。最近兩年公司新開發(fā)換代車的駕駛室部分,其中大底上的縱梁及橫梁均采用此鋼板,通過減薄材料厚度達到既不降低鋼度和強度來提高。
本車采用新材料新工藝的高強度鋼板,它具有高的碰撞吸收能、高的疲勞強度、高的成型性能等優(yōu)點,高強度鋼板的使用,使本體的強度更大、安全性更高,結(jié)構(gòu)更加輕巧,同時貨箱總成的抗變形能力也得到了提高
由于整體高強度板的邊板在滾軋過程中就進行焊接,焊接過程是在滾軋設(shè)備中進行的,焊接效率高,同時排除了人為因素,產(chǎn)品質(zhì)量是由設(shè)備保證的,產(chǎn)品質(zhì)量相對穩(wěn)定,質(zhì)量也要高。而原來三段分體式邊板是在工裝中靠人工去焊接保證,受人為因素影響較大,質(zhì)量遠不如在滾軋設(shè)備焊接的穩(wěn)定。
采用高強度鋼整體邊板后,由于制件品種、數(shù)量的減少,在生產(chǎn)過程中減少了制件的周轉(zhuǎn)次數(shù);減少了邊板上梁、邊板下梁與邊板的組合工序;減少了邊板上梁、邊板下梁與邊板的焊接工序。通過實際考核,能節(jié)約生產(chǎn)節(jié)拍約3.7 分鐘,生產(chǎn)效率也大大提高。
汽車輕量化設(shè)計、高強度板的應(yīng)用是汽車工業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向,對于我們金杯汽車自主品牌的企業(yè)來說,此次貨箱上高強度整體邊板的應(yīng)用在市場同行業(yè)2010 ~2013 年連續(xù)3 年競爭中,不論從外形結(jié)構(gòu)、工藝措施,還是涂漆質(zhì)量上,雖然取得了一定的成績,但必須看到高強度鋼板應(yīng)用的同時也存在一些材料成本、制造工藝匹配等方面的問題,需要進一步的研究和探索。在今后產(chǎn)品研發(fā)工作當中,高強度鋼板應(yīng)是我們金杯車的優(yōu)選材料。
材料在綜合性能不斷躍上新臺階同時,使材料成本也能得到降低,讓80%以上的貨箱各制件得以應(yīng)用。
隨著高強度鋼板的成功應(yīng)用,建議公司應(yīng)將繼續(xù)開展高強度鋼板在整車設(shè)計當中的應(yīng)用,以加快汽車結(jié)構(gòu)輕量化,汽車鋼板輕量化進程,爭取使用更多的高強度鋼板,提高金杯車的燃耗性能和碰撞安全性,使金杯車在激烈的市場競爭當中利于不敗之地。
[1]傅世樞.當代汽車用鋼和超輕鋼制汽車技術(shù)的開發(fā)[J].汽車工藝與材料,2008(2): 45-54.
[2]黃曉艷.超輕型汽車用鋼的研究與開發(fā)[J].煉鋼, 2007,23(2): 53-56.
[3]李劍省.汽車用鋼的開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東冶金,2008,30(2): 26-29.