汽車輕量化與Fdrill富德瑞熱熔鉆加工相結合

隨著汽車輕量化設計及材料應用的普及，傳統加工工藝已經不能滿足現代生產中增效降本的生產理念。同時，新材料的應用對加工工藝也提出了更高的要求，為了應對這種工藝難題，本文介紹了一種新型熱熔工藝與汽車輕量化結合應用的成功案例。

汽車輕量化概述：
汽車輕量化是設計、材料和先進加工成形技術的優勢集成，是汽車性能提高、重量降低、結構優化以及價格合理等方面相結合的系統工程。有實驗表明，汽車質量每減輕10%，油耗下降6%～8%，排放量下降4%；同時，汽車輕量化直接提高汽車的比功率，使汽車的動力性能顯著提高。目前，汽車輕量化主要包括材料輕量化、結構輕量化和設計輕量化相結合的方式。
材料輕量化包括：以高強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、高強度的輕質材料直接減輕零件質量。結構輕量化包括：在保證整車強度、剛度以及碰撞安全性等多項性能指標的前提下，提高材料利用率，同時又使部件薄壁化、中空化以減輕重量，實現輕量化。設計輕量化包括：材料輕量化與結構輕量化相結合，優化設計，并結合先進制造工藝以實現輕量化。
隨著汽車輕量化設計及材料應用的普及，傳統加工工藝已經不能滿足現代生產中增效降本的生產理念。同時，新材料的應用對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，還需要專用的設備來完成，加工成本增高。同時存在的還有許多問題，比如：焊接件的固定以及調整，焊接熔渣在螺紋間的沉積，不同材質之間腐蝕的可能，焊接或壓鉚螺母的脫落，若為焊接支管，則更需定時檢查以防泄漏。

 
圖1 Fdrill熱熔工藝的應用

Fdrill富德瑞熱熔成形擠壓鉆孔工藝
為了克服以上困難，本文介紹一種先進的加工工藝——fdrill富德瑞熱熔成形擠壓鉆孔工藝（以下簡稱為“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，以及有關的專用設備，降低生產成本。具體工藝步驟是：第一步，應用fdrill熱熔鉆頭鉆孔并形成襯套；第二步，應用fdrill（佛得力）擠壓絲錐攻絲，從而形成高強度的擠壓螺紋。fdrill熱熔鉆頭和擠壓絲錐的組合進行應用，利用工件母體的材料，形成鉆孔和螺紋，無需額外部件，整個加工過程清潔無屑。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。
熱熔工藝是利用無屑擠壓熱熔成型鉆頭在高速旋轉時與工件之間產生的摩擦熱量使加工點位的材料處于“熱可塑”狀態，結合軸向壓力鉆孔，利用加工點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度孔的加工，加工過程無需特殊的加工機械設備，標準的鉆床、銑床、CNC加工中心或動力頭均可使用，加工時間從幾秒到十幾秒（根據工件厚度及孔徑而定）。

圖2 熱熔鉆工藝加工的轉向軸叉

Fdrill富德瑞熱熔工藝應用案例
熱熔工藝與汽車輕量化結合應用相輔相成，有許多成功應用案例。
在車身車架方面，利用fdrill佛得力熱熔工藝直接在薄壁中空管件上鉆孔攻絲，替代傳統的焊接背板和螺母，充分利用了母材，減輕部件重量，同時省略了焊接工序，減少焊點，減少額外件的支出，提高性能。
在儀表盤骨架方面，fdrill佛得力熱熔鉆工藝可用于高強度鋼的加工。以薄壁、小孔徑高強度鋼管替代傳統的厚壁、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，實現螺紋連接，省略焊接工序，無需耐高溫不銹鋼螺母的支出，同時也減輕了部件重量。
在轉向軸叉方面，輕量化設計將軸叉由結構件替代了鑄件，而Fdrill富德瑞熱熔工藝則利用薄壁結構件母材，在鉆孔的同時，材料重新分布形成襯套，替代了通常的結構件鉆孔加焊接軸套的工藝，在保證輕量化的同時，減少了工序及額外件的支出。

結語：
汽車輕量化設計及材料應用給予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計的薄壁材料之間鉆孔連接的強度，從而保持了汽車原有的行駛安全性、耐撞性和抗振性等性能，也簡化了零部件的生產工序，無需額外件的支出，提高生產效率，降低生產成本。
株洲市熱鉆工貿有限公司自從成立以來，就專注于無屑擠壓熱熔鉆孔和擠壓攻絲工藝的研究和推廣，經過多年的積累，對于汽車零部件薄壁管件熱熔鉆孔方面有著深入的了解和經驗積累，可為用戶提供全面的技術服務和性價比高的產品。