高强度铝合金汽车防撞梁挤压模的结构设计

黄雪梅，翁佳铭，邓汝荣

(广州科技职业技术大学，广东 广州 510550)

随着科技进步和人民生活水平的提高，现代汽车工业迅速发展，而随着汽车制造业节能减排的需求，汽车轻量化是必然的趋势，轻量化材料的开发与应用是目前实现汽车轻量化的最有效途径。铝合金具有良好的抗腐蚀性、质量轻、可焊接、塑性和成形性好、比强度高，是一种比较理想的汽车轻量化材料。现在多种铝合金应用于车架、车身、制动盘、发动机壳体等。而汽车轻量化用的铝合金型材往往要求力学性能较高，其挤压成形难度大，需要的挤压力大，以传统的模具设计方式或理论得到的模具结构无法满足挤压的要求，模具容易塌裂失效，模具的寿命很低[1-8]。本项目以一款高强度7049铝合金的汽车防撞梁型材为例，介绍高强度铝合金的挤压模具设计，供同行参考。

1 型材断面、材质及模具分析

图1所示为一款汽车防撞梁铝合金型材断面。从断面形状可以看出型材并不复杂，具有一定的对称性，虽然型材存在较大的壁厚不均匀性。而类似断面的型材在建筑幕墙型材中是很常见的。但作为汽车轻量化而应用的具备防撞功能的型材，所用的材质是高强度7049铝合金，它与建筑型材6063、6061铝合金或其他工业型材6005、6082铝合金相比，其抗拉强度高很多，它所含的合金成分使其金属流动性能较差。7049、6063、6061和6082铝合金的成分对比如表1所示。

图1 防撞梁型材断面图Fig.1 Section of profile

表1 几种铝合金的化学成分对比(质量分数……