原创《汽车板热冲压成形生产线的相关设计》：本论文为您写冲压毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：热冲压成形技术是实现汽车轻量化的关键技术之一,其相关设计是汽车板加工的重要环节.本文主要介绍其技术原理、主要工艺流程、设备和工艺的选择以及工厂设计的要求.
关键词：汽车板；热冲压成形；工厂设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.038
随着人们对环保意识的加强,节能减排成为了工业企业转型升级的重要任务,而汽车轻量化则在汽车行业中担负起了节能减排的重任,也是当前汽车发展的主要潮流.针对汽车轻量化,目前采用的先进生产技术主要有硼合金钢板的研发和生产、开卷落料、激光拼焊、热冲压成形、激光切割等.其中,作为关键技术之一的热冲压成形生产线的设计是汽车板加工的重要环节.
1 热冲压成形简述
1.1 热冲压成形技术原理
热冲压成形的主要技术原理是将高强度钢板加热到奥氏体温度范围,在完成组织转变后将其快速移动到压机模具中进行热冲压,并通过模具中的冷却回路对其进行一定速度的淬火冷却以实现超高强度（抗拉强度可達1500MPa甚至更高）的冲压零件.
1.2 主要工艺流程
主要工艺步骤如下：
（1）上料.用机械手将原料料片从原料料垛运送到加热炉中.
（2）加热.在加热炉中将料片加热到AC3以上温度,对钢材进行充分的奥氏体化.该温度根据材料的成分、相变过程、板料厚度和最终零件的形状来确定,加热温度一般控制在900～930℃之间.
（3）料片定位.在将料片放入模具之前,需要合理的定位,以保证机械手上料后准确送到模具给定位置.
（4）装载.用特殊的夹具将料片装载到模具预定位置.
（5）成形.压机合模,将料片冲压成形.
（6）淬火.模具合模之后,立即开始淬火过程,以大于30～40℃/s的冷却速度将零件均匀冷却到150～200℃.准确的冷却速度由钢在机械变形下淬火时的临界冷却速度决定.
（7）卸料.用机械手将成形后已冷却到给定温度的零件从模具中取出,并送到堆垛筐进行堆垛.
2 热冲压成形工艺选择
2.1 主要技术选择
热冲压成形的核心技术包括原材料、涂层技术、热冲压模具、工艺总控制及优化设计等.其中,工艺总控制及优化设计,各厂家多以企业技术秘密的形式,实行严格的技术保护和封锁.
（1）原材料：热冲压成形用的钢主要有4种,分别为Mn-B系列,Mn-Mo-B系列,Mn-Cr-B系列和Mn-W-Ti-B系列.其中,应用最为广泛的是22MnB5,目前国内宝钢可以批量供应热冲压成形原材料,武钢、鞍钢、马钢、首钢、本钢等企业都试制了热冲压材料22MnB5,山东莱钢试制了22MnMoB材料,国内其它热冲压生产线所需的镀层板仍需要进口.
（2）涂层技术：热冲压成形板材主要有三种表面状态：1）裸板、2）Al-Si涂层,3）Zn涂层.目前涂层应用最广泛的是Al-Si涂层,但Al-Si涂层专利技术被国外垄断,国内只有涟源钢铁有1条共用线可生产镀Al-Si涂层板,马钢新上的第5条镀锌线也具备镀Al-Si功能.
（3）热冲压模具：与冷冲压模具及传统意义上的热冲压模具不同,板材热冲压新技术所需的模具具有其特殊性.目前关于热冲压成形的模具设计与制造主要依靠进口,国内也有一些企业通过可研攻关掌握了热冲压模具设计技术,如宝钢、豪斯特等.
2.2 主要设备选择
典型的热冲压生产线主要由料片堆垛、加热炉、快速机械手、高速成形压机、下料机械手、零件堆垛等组成.
目前主线设备通常是由某个厂家集成供给,如瑞典的AP&T公司和德国的Schuler等,在设备选择时,有以下几个方面有较大的区别：
（1）原料加工设备：热冲压成形生产线的原料主要是拼焊板或其它加工成形板,因此,可根据现场实际生产条件选择直接外购成形料板或配套原料加工设备,如开卷落料线、精剪机组、激光拼焊机组等.
（2）加热炉：目前存在两种典型加热炉,即辊底炉和箱式炉.辊底炉使用较广、技术成熟、料片加热曲线稳定可控,但是箱式加热炉节能大、定位准、成本低.目前国内已能配套箱式炉,其外观和功能不低于国外先进水平.
（3）高速成形压机：目前比较先进的为电伺服压力机,它与传统的油压机或者水压机相比,对零件的保压效果更出色.目前国内已能配套,但自动化水平与国外先进生产线相比还有待提升.
（4）辅助配套设备：主要包括激光切割、喷丸涂油等.其中喷丸涂油需根据原材料的选择进行配套,若是采用Al-Si涂层的原料可不进行喷丸涂油.
3 工厂设计要求
根据不同的生产线及其辅助配套设备的选择,对工厂设计要求是不一样的.本文以建设1条箱式炉热冲压成形生产线,配套4台激光切割及1套喷丸涂油设备为例介绍工厂设计的相关要求.
（1）厂房：主厂房约42m×150m,其中热冲压成形生产线占地面积约为250m2,4台激光切割机占地面积约500m2,喷丸涂油设备占地面积约400m2,其它为原料、成品、过渡品及模具堆放区域、车间运输通道等.车间轨面标高要求+10m以上,环境清洁,无剧烈震动.
（2）公辅配套设施：生产需配套供配电系统、水冷机组、制氮机组、中压和低压压缩空气机组以及除尘机组等.其中总装机负荷约为3200kW.辅助配套车间面积约为500m2.
4 结束语
热冲压成形零件抗拉强度高,单个部件重量降低,零件尺寸精度高,冲压力要求低于冷冲压成形的冲压力,是未来汽车发展的重要技术,其应用会得到进一步的发展.
参考文献：
[1]赵清雨.桥壳热冲压工艺分析及其应用[J].锻压机械,2002（03）：28-29.
[2] 徐伟力等.钢板热冲压新技术介绍[J].塑性工程学报,2009年8月第16卷第4期.
冲压论文参考资料：
结论：汽车板热冲压成形生产线的相关设计为关于冲压方面的论文题目、论文提纲、冲压论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
