基于电磁辅助成形的汽车覆盖件成形工艺研究

崔学习，万敏，吴向东，金铭，龙安林

（北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100191）

随着汽车工业向轻量化方向快速发展，采用轻质合金材料（主要是铝合金）是实现汽车零件轻量化的有效途径[1—2]。铝合金材料在普通加工工艺（冲压、拉深等）中表现出明显的流动性差、回弹量大、贴模度低等问题，给汽车覆盖件的生产带来了巨大的挑战。传统工艺与新兴的电磁成形技术相结合为复杂汽车覆盖件的制造开创了新的思路——电磁辅助成形。电磁成形技术是一种利用脉冲磁场产生洛伦兹力，并将其施加到具有较高电导率工件上，使其快速变形的工艺[3]，被称为电磁脉冲成形。电磁成形作为一种高能率金属塑性加工技术，具有能提高难成形金属的成形性能、减小零件起皱和回弹的优点[4]，并且成形过程绿色环保、无污染[5]，因此该成形技术为铝合金材料的成形提供了良好的工艺方法[6—10]。

电磁辅助成形工艺是电磁成形工艺的发展和延伸。与普通电磁成形不同，电磁辅助成形结合了其他传统加工方法，在成形过程中将电磁成形作为主要或次要加工方法，除了具有通用电磁成形工艺的优点外，还具有生产效率高、可扩展性强及灵活度高等特点[11]。早在21 世纪初，Vohnout 等[12]利用埋设在模具内线圈产生的电磁力对难成形部位进行校形，最终以通用雪佛兰Cavalier 车型AA6111-T4 铝合金门内板成形件满足成品要求的方式验证了电磁辅助成形的可靠有效性。随后，Shang 和Daehn[13]将线圈嵌入到拉深凸模中，仅使用单一凸模及压边设备，经电磁成形多次低输出能量结合传统拉深过程，大大提高了材料的拉深极限。……