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机床制造业:轻量化成技术方


日期:2020-01-04     阅读:1655     

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机床制造技术的主要长期目标一直是提高生产率和加工质量。

但是,近年来,随着环境保护意识的增强和自然资源的日益短缺,生产过程中能源和资源的有效利用以及污染的减少在机器的设计理念中发挥着越来越重要的作用。工具。

轻量化是技术方向

为了达到经济和环境保护的目的,机床轻结构技术应运而生。轻型技术特别适合满足相应加工技术的刚性要求,轻型结构技术起着至关重要的作用。

也许由于这个原因,斯图加特大学机床研究所和弗劳恩霍夫生产技术与自动化研究所的新系-轻型结构技术系将在基础研究和生产应用研究以及教学活动方面开展合作。结合起来,更好地促进工业生产和教学内容的创新。

在第三届中德先进制造技术论坛上,与会专家认为,实施新的可持续生产方法以及新工厂结构和组织管理结构的应用,决定了工业制造企业规模较大。全球扩展。市场的成败。

可持续生产新方法的一部分是开发所谓的轻质材料,将其扩展到新领域,并开发与产品生产兼容的必要生产和加工工艺。

以结构链为线索,轻型结构必须首先处理原材料问题,其次是新材料在后续加工中将面临的挑战,例如由加工引起的加工质量评估方法。不同的切削加工,同事,加工技术和工具也是一个新的视角和方向。

加工过程中轻型结构的比载荷特性和磨损特性以及由此产生的工具设计概念也引起了广泛关注。

最后,对于轻质材料来构造结构材料来说,连接过程也很困难,因为除了使用匹配的紧固件之外,还可能使用粘合剂和粒子束。

业内人士表示,从能源角度来看,轻质材料的质量强度比具有明显的优势,这也使得其应用领域不断扩大。

很长一段时间以来,纤维复合材料已完全用于航空航天技术和风力发电设备。可以预见,未来,纤维复合材料必将在汽车制造业中大放异彩。

这意味着市场上当前的单件或小规模生产模型(主要是手工生产)将通过自动化材料生产和加工来改变,以实现批量生产。

汽车轻量化已被批量应用

“没有节能效果,该产品将不会销售。”这种情况在2012年更加突出。特别是在日本,2011年日本地震后,与能源短缺有关的话题持续升温,消费者对节能的认识不断提高。在这种情况下,实现轻量化的处理技术比以往任何时候都受到更多关注。其中,促进相关发展的是汽车行业。

汽车轻量化的当前主要内容包括轻量化材料,轻量化设计和轻量化构造的结合。

该材料的重量比钢板或轻金属材料的替代材料轻。替代材料用高强度钢板代替了普通的低碳冷轧钢板,提高了构件的强度和刚度,并减小了钢板的厚度或截面尺寸。减轻体重。

近年来,国内汽车制造商逐渐采用了高强度钢。例如,奇瑞在其新开发型号中使用的DP340高强度钢的使用率已达到45%,有些型号已达到50%。东风汽车有限公司采用高强度钢,其屈服强度为700 MPa,而不是商用车车架上的510 MPa的拉伸强度。通过结构优化,主梁减少了38 kg,梁减少了170 kg,总重量减少了208 kg。在轻量化方面,使用700MPa级高强度钢板代替Q235生产标准车,可减轻20%37%的重量。

由于轻量化对燃油效率的贡献更大,因此越来越多的汽车制造商为零部件制造商设定了数字目标,例如将重量减轻10%。在这种情况下,已经存在重量显着减少的情况。例如,日本小井井株式会社通过层压铸模技术“ KOIWAI Method”连续获得订单。该公司生产的汽车铝合金副车架比钢制产品轻45%,油箱车架减少40%,引起了汽车制造商的高度重视。

据报道,通过制造具有快速成型(RP)技术的型芯并与低温模具结合,可铸造出具有薄壁和中空集成结构的子框架。

事实上,材料技术的低水平设计也影响了轻量化产品的发展。

中国工程学会轻量化技术创新战略联盟委员会成员认为,汽车轻量化技术不仅依赖于材料。汽车轻量化是设计,制造和材料技术集成的项目。例如,东风拖拉机损失了1400公斤,其中19%在结构上进行了优化,而40%在功能上进行了优化。两者合计占59%,真正的新材料和新技术仅占41%。

如果仅将轻量化视为一种材料供应问题,它将阻碍中国轻量化水平的主要技术瓶颈之一。

据报道,国产车轻量化的目标是,2013年目标车型的燃油车将损失5%8%,而混合动力客车将损失10%。同时,有必要克服7项技术并建立设计和评估方法,包括高强度钢零件的先进成形技术,纤维增强塑料的组件设计和应用技术,变形铝合金的开发与制造,集成化技术。多目标轻量级技术,以及通用技术平台的构建。

国内学术界也在以多种方式进行讨论。例如,国内的哈尔滨工业大学用内部高压成形理论代替了传统的冲压对焊零件。这种方法具有重量轻,刚度大和疲劳轻的优点,因此它在汽车中使用。轻型制造业发挥了重要作用。

据介绍,由于内部高压形成的管道在高压液体作用下发生塑性变形,所需压力常常高达 MPa,因此得名。

但是压力越高,所需设备的吨位越大,并且对模具的承压能力,密封件的结构可靠性以及高压源的压力的要求也越高,从而导致产品成本增加。例如,在200 MPa下形成直径为100 mm的管,如果总长度达到2000 mm,则需要4000 t的夹紧力。因此,通过改进工艺来降低内部高压成型压力是降低内部高压成型技术门槛,减少设备投资,提高产品竞争力的重要途径。

回过头来谈谈机床,正是由于出现了新材料和新的结构部件,例如汽车,航空航天等,所以有必要尽快对机床进行调整。例如,除塑料材料外,美国国外汽车工业也已尝试应用钛镁合金,这对机床是一个新的挑战和尝试。

值得注意的是,用户行业的需求不仅要满足他们的加工要求,而且要提高生产率和经济效率,同时还要进一步降低成本,同时又要确保工艺质量。

这些要求机床公司进行创新性更改,以满足用户行业的新要求。毕竟,这是机床制造业的生存之道。

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