隨著汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)及材料應(yīng)用的普及,傳統(tǒng)加工工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)中增效降本的生產(chǎn)理念。同時(shí),新材料的應(yīng)用對(duì)加工工藝也提出了更高的要求,為了應(yīng)對(duì)這種工藝難題,本文介紹了一種新型熱熔工藝與汽車(chē)輕量化結(jié)合應(yīng)用的成功案例。汽車(chē)輕量化概述:汽車(chē)輕量化是設(shè)計(jì)、材料和先進(jìn)加工成形技術(shù)的優(yōu)勢(shì)集成,是汽車(chē)性能提高、重量降低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及價(jià)格合理等方面相結(jié)合的系統(tǒng)工程。有實(shí)驗(yàn)表明,汽車(chē)質(zhì)量每減輕10%,油耗下降6%~8%,排放量下降4%;同時(shí),汽車(chē)輕量化直接提高汽車(chē)的比功率,使汽車(chē)的動(dòng)力性能顯著提高。目前,汽車(chē)輕量化主要包括材料輕量化、結(jié)構(gòu)輕量化和設(shè)計(jì)輕量化相結(jié)合的方式。材料輕量化包括:以高強(qiáng)度鋼板替代普通低碳鋼板,降低鋼板的厚度以減輕零件重量,或是采用低密度、高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料直接減輕零件質(zhì)量。結(jié)構(gòu)輕量化包括:在保證整車(chē)強(qiáng)度、剛度以及碰撞安全性等多項(xiàng)性能指標(biāo)的前提下,提高材料利用率,同時(shí)又使部件薄壁化、中空化以減輕重量,實(shí)現(xiàn)輕量化。設(shè)計(jì)輕量化包括:材料輕量化與結(jié)構(gòu)輕量化相結(jié)合,優(yōu)化設(shè)計(jì),并結(jié)合先進(jìn)制造工藝以實(shí)現(xiàn)輕量化。隨著汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)及材料應(yīng)用的普及,傳統(tǒng)加工工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)中增效降本的生產(chǎn)理念。同時(shí),新材料的應(yīng)用對(duì)加工工藝也提出了更高的要求,以薄壁件加工為例,普通工藝為了保證薄壁件連接的螺紋強(qiáng)度,一般情況下采用焊接螺母或嵌入壓鉚螺母的工藝。這樣的普通工藝不僅需要額外部件,造成額外的支出,還需要專(zhuān)用的設(shè)備來(lái)完成,加工成本增高。同時(shí)存在的還有許多問(wèn)題,比如:焊接件的固定以及調(diào)整,焊接熔渣在螺紋間的沉積,不同材質(zhì)之間腐蝕的可能,焊接或壓鉚螺母的脫落,若為焊接支管,則更需定時(shí)檢查以防泄漏。
圖1 Fdrill熱熔工藝的應(yīng)用Fdrill富德瑞熱熔成形擠壓鉆孔工藝為了克服以上困難,本文介紹一種先進(jìn)的加工工藝——fdrill富德瑞熱熔成形擠壓鉆孔工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“熱熔擠壓鉆孔工藝”),該工藝可省略焊接或壓鉚螺母這些額外部件,以及有關(guān)的專(zhuān)用設(shè)備,降低生產(chǎn)成本。具體工藝步驟是:第一步,應(yīng)用fdrill熱熔鉆頭鉆孔并形成襯套;第二步,應(yīng)用fdrill(佛得力)擠壓絲錐攻絲,從而形成高強(qiáng)度的擠壓螺紋。fdrill熱熔鉆頭和擠壓絲錐的組合進(jìn)行應(yīng)用,利用工件母體的材料,形成鉆孔和螺紋,無(wú)需額外部件,整個(gè)加工過(guò)程清潔無(wú)屑。如果不需要加工螺紋,可省略第二步,第一步鉆孔形成的襯套可用于釬焊連接或軸套。熱熔工藝是利用無(wú)屑擠壓熱熔成型鉆頭在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)與工件之間產(chǎn)生的摩擦熱量使加工點(diǎn)位的材料處于“熱可塑”狀態(tài),結(jié)合軸向壓力鉆孔,利用加工點(diǎn)位處的材料自然形成襯套,該襯套的高度約為原工件厚度的3~4倍。該工藝可廣泛用于管件或板件的高強(qiáng)度孔的加工,加工過(guò)程無(wú)需特殊的加工機(jī)械設(shè)備,標(biāo)準(zhǔn)的鉆床、銑床、CNC加工中心或動(dòng)力頭均可使用,加工時(shí)間從幾秒到十幾秒(根據(jù)工件厚度及孔徑而定)。
圖2 熱熔鉆工藝加工的轉(zhuǎn)向軸叉Fdrill富德瑞熱熔工藝應(yīng)用案例熱熔工藝與汽車(chē)輕量化結(jié)合應(yīng)用相輔相成,有許多成功應(yīng)用案例。在車(chē)身車(chē)架方面,利用fdrill佛得力熱熔工藝直接在薄壁中空管件上鉆孔攻絲,替代傳統(tǒng)的焊接背板和螺母,充分利用了母材,減輕部件重量,同時(shí)省略了焊接工序,減少焊點(diǎn),減少額外件的支出,提高性能。在儀表盤(pán)骨架方面,fdrill佛得力熱熔鉆工藝可用于高強(qiáng)度鋼的加工。以薄壁、小孔徑高強(qiáng)度鋼管替代傳統(tǒng)的厚壁、大孔徑低碳鋼,采用熱熔工藝直接在母材上鉆孔形成襯套,襯套攻絲后用于連接,也可直接用作于軸套。替代焊接螺母和軸套,減輕部件重量,簡(jiǎn)化工序,減少額外部件的支出。在排氣管方面,通常氧傳感器螺母是采用鉆孔再焊接的方式,而采用熱熔工藝可直接在薄壁不銹鋼管件上鉆孔攻絲,實(shí)現(xiàn)螺紋連接,省略焊接工序,無(wú)需耐高溫不銹鋼螺母的支出,同時(shí)也減輕了部件重量。在轉(zhuǎn)向軸叉方面,輕量化設(shè)計(jì)將軸叉由結(jié)構(gòu)件替代了鑄件,而Fdrill富德瑞熱熔工藝則利用薄壁結(jié)構(gòu)件母材,在鉆孔的同時(shí),材料重新分布形成襯套,替代了通常的結(jié)構(gòu)件鉆孔加焊接軸套的工藝,在保證輕量化的同時(shí),減少了工序及額外件的支出。結(jié)語(yǔ):汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)及材料應(yīng)用給予fdrill佛得力熱熔鉆工藝以用武之地,而熱熔鉆工藝又能保證輕量化設(shè)計(jì)的薄壁材料之間鉆孔連接的強(qiáng)度,從而保持了汽車(chē)原有的行駛安全性、耐撞性和抗振性等性能,也簡(jiǎn)化了零部件的生產(chǎn)工序,無(wú)需額外件的支出,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。株洲市熱鉆工貿(mào)有限公司自從成立以來(lái),就專(zhuān)注于無(wú)屑擠壓熱熔鉆孔和擠壓攻絲工藝的研究和推廣,經(jīng)過(guò)多年的積累,對(duì)于汽車(chē)零部件薄壁管件熱熔鉆孔方面有著深入的了解和經(jīng)驗(yàn)積累,可為用戶(hù)提供全面的技術(shù)服務(wù)和性?xún)r(jià)比高的產(chǎn)品。