未来汽车工业中的冲压技术

　　近年来，人们对热压加工技术进行了广泛的讨论，之所以能够引起人们如此高度的关注，其重要原因之一就是：当今的高强度钢材经过这种变形加工之后能够明显降低板材的厚度。在采用热变形加工之后，变形加工的结果也得到了优化。宝马公司使用了这种新的变形加工技术，并在新型冲压机方面投入了大量的资金。几周前，在宝马公司Dingolfing生产厂的车架钢板生产车间中，两台全新的具有创新意义的车架钢板冲压机投入了生产。这两台新型冲压机的投资总额约为5000万欧元，是专门为宝马公司未来的白车架钢材冲压生产而购置的。在这两台新型冲压机上，宝马公司将有100余名员工分3个班次进行工作。

　　这两台新冲压机中的一台首次采用了汽车工业中最新的冲压技术（热变形冲压技术）。这种新的冲压技术允许对淬火后的车架钢板进行变形加工，不但可以对强度高、重量轻的钢板进行变形加工，而且可以对具有良好防锈性能的镀锌钢板进行变形加工。第二台新冲压机被称之为Prog-Die高速冲压机，其极高的经济性给人们留下了深刻的印象。每分钟40次的冲压行程、每次的冲压力为3000t，使得这台冲压机能够在1min内完成最多160个车架零部件的冲压加工，同时也把材料利用率和能源利用率提高到了一个新的水平。

　　在经济形势如此严峻的时期，宝马公司做出这样的投资就是为了今后能够实现可持续性的发展。这两台冲压机是宝马公司创新力和创造力的有力代表，也充分的证明了宝马公司Dingolfing生产厂在汽车制造领域中具有的领先的技术水平和极强的市场竞争力。

高强度车架零部件的轻结构设计

　　全球首次在汽车生产领域中使用的热变形冲压技术是由宝马公司与Voestalpine Polynorm公司共同专门为大批量生产汽车零部件而研发的。这种技术能够利用高强度钢材生产出非常轻的、带有镀锌防护层的车架零部件，非常适合加工承受高负载、尤其是能够吸收碰撞能量的车架零部件，如侧围、纵梁和B立柱等。在使用了这种热冲压变形加工生产的高强度钢材之后，每个轻结构设计的车架零部件可减重20kg，因此在降低油耗中发挥了不可低估的重要作用。由这种新型热冲压变形加工设备加工而成的零部件将在2009年9月首次在Dingolfing厂生产的新型宝马5系Gran Turismo轿车中使用。在今后的三年中，将会有约20种不同宝马车型的高强度车架部件采用这种热变形冲压工艺制造，同时Dingolfing生产厂将负责为宝马公司在世界各地的生产厂提供热变形冲压件。

　　在这种新的冲压技术中，镀锌钢板首先在冷态下被冲压成型，然后在炉中加热到900℃，炙热的工件将再次进入到冲压模具中，用流量为2600l/min的冷却水使其在几秒钟内冷却到70℃，从而实现淬火。经这样处理的钢板其强度比未处理的钢板高3~4倍，并且可以在车架制造中采用常规的焊接或粘接技术制造成车架。

通过工序集成而提高效率

　　新型的3000t Prog-Die高速冲压机是这类冲压设备中个头最大的，由于其在一个冲压行程中集成了多个冲压工位的冲压工序，因此生产效率极高，可以在1min内40次的冲压行程中完成160个零部件的生产。

　　在这里，向冲压模具中传送工件的操作就是直接向模具中输送带钢（即钢卷），而无需像其他机床那样先把钢卷展开，裁剪成一块块的钢板。这种冲压机的模具是一种顺序冲压模具，整套模具中最多可集成21道有先后顺序关系的冲压工序，模具本身的重量就高达50t。在每个冲压行程中，所有的冲压工序都同时进行冲压：从第一道工序的冲孔开始，到不同阶段的拉延和拉伸，直至最后的冲裁件的相互压合连接。每个行程，模具中的成卷板材就向外延伸一个工件的长度，通过冲压工序的集成使得高速冲压机的金属材料利用率提高，而且与传统的冲压设备相比较，这种高速冲压机每年可节约高达500万kWh的电量，相当于1500个家庭全年的电力消耗。

　　这两台新型冲压机是对宝马Dingolfing生产厂现有16条冲压生产线、最大冲压压力9500t的有力补充。每天，这家位于巴伐利亚的汽车零部件冲压生产厂生产的钢制和铝制车架零部件数量高达160万件，其中有许多车架零部件是为宝马公司在世界各地的生产厂提供的。

高速变形加工

　　Prog-Die高速冲压机是由Göppingen市的Schuler公司制造的。在变形加工机床生产厂中，Prog-Die系列的冲压机属于低成本高产量的冲压加工设备，是经济性好、生产可靠的变形加工设备。

　　Schuler公司生产的Progressive-Die系列冲压机属于连续冲压型，可用于汽车车架的加工和高要求成型件的顺序冲压加工，最终组装成为一个完整的模块式组件。该机床和它的自动化装置在部件尺寸大小和功率性能方面都做到了相互匹配和优化。Prog-Die系列冲压机具有产量高、单件成本低、灵活性高和调整时间短等优点。

　　标准配置的Prog-Die系列冲压机带有半自动的模具更换装置，冲压时的快速行程和冲压行程由控制系统中的控制程序进行调整。Prog-Die冲压机的移动工作台长度为4100mm，工作台可左右移动，方便模具更换。在生产场地比较紧张的情况下，工作台可配置为T型工作台。在顺序冲压加工时，工件的传送运动由传送装置进行调节。在到达最后一个传送工位时，工件材料被从整条板材上切离。Prog-Die冲压机是一种单冲程冲压机，主要用于成型结构件的冲压加工，因此在实践中可以一次完成十个或多个变形加工任务。由于冲压机弹簧机构承受着很高的负载，因此冲压和拉伸的深度一般在120mm之内。在Prog-Die冲压机床的生产加工过程中，带钢输送机构有着特殊的作用。机械式的Prog-Die冲压机（6300～32000kN）最大冲压行程为每分钟60次，采用伺服技术的冲压机（2500～6300kN）每分钟冲压行程为110次。

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