1.目的及意义（含国内外研究现状分析）

随着汽车生产技术的不断发展成熟，汽车产量与保有量在不断地上升，有效地推动了我国经济的迅速发展，为此在保证经济快速增长的情况下如何生产制造出节能环保的汽车已经成为各大汽车厂商所要面临的重大难题[1]。在降低燃油消耗的诸多办法中汽车轻量化是一个行之有效的方法。

当整车质量减轻 10%，汽车的燃油消耗可降低 6%-8%，排放量减少 5%-6%。“中国制造2025”规划中明确要求，到 2020 年通过高强度钢、铝镁合金和复合材料等在汽车上的应用，实现整车平均减重 5%至 20%[2]。

目前实现汽车轻量化技术的途径主要有三种：车身零部件的结构优化、产品生产工艺的优化和新材料的应用。汽车的结构优化主要是指对车身整体结构和零部件的形状和尺寸进行优化。对于产品生产工艺而言，可以通过应用CAD/CAE/CAM等计算机辅助技术，提高模具的设计水平和精读，相应的提高形成够零件的精度或者通过一体化设计和制造将零件进行集成设计，通过合理的形状和结构将多个配件合成一体，以达到减少配件数量实现减重的效果；最后就是通过新材料的应用实现汽车轻量化，例如高强度钢、铝合金镁合金以及塑料复合材料^[3]。而轻量化材料的应用是结构优化和产品生产工艺优化的前提。可以看出采用新材料达到汽车轻量化的目的前景广阔。

在众多轻量化材料中, 铝合金由于具有质轻、耐腐蚀、吸能性好、可循环利用等优点, 成为轻量化车身制造的主要材料。随着节能减排要求的提高， 车身结构件轻量化己经成为发展的必然趋势，国内外知名汽车主机厂均将铝合金应用作为实现轻量化的主要手段^[4-5]。凯迪拉克CT6车身铝合金应用比例达到64%，整车减重99kg，捷豹XFL采用全铝车身构架，铝合金应用比率高达75%，车身重量仅为297kg。目前铝合金在汽车上的应用形式有：压铸铝合金和变形铝合金，其中压铸铝合金具有材质轻巧、耐磨性强、成品率高、表面质量好等特点，而变形铝合金组织致密，成分性能均匀且强度高、能承受压力加工等特点。目前铝合金材料已经广泛应用于发动机罩、前翼子板、顶盖等。现阶段成本高个焊接工艺性较差是阻碍铝合金材料推广和应用的首要原因^[5]，因此，加快铝合金在汽车上的应用已经成为各国车企所追求的目标了^[6]。

热冲压成形技术是指将汽车用的钢板经过950℃的奥氏体化加热之后经过一次成形，又迅速冷却，是钢板组织转化为均匀的马氏体，从而提高钢板材料的先进工艺^[7]。自20世纪80年代以来，热冲压成型技术受到了国内外厂商及院校的关注，因此这几十年来得到了快速发展。在国外，Maeno T与YachiR开发出了一种可快速加热铝合金板材的工艺，消除了冷冲压的固溶处理以及上浆处理，提高了成形性与生产率^[8]。MuvunziR和Matope S等提出一种预测热冲压过程循环时间的模型，并通过Pam-Stamping软件进行有限元模拟，达到了缩短热冲压循环时间，提高成形部件的质量特性的目的^[9]。GanapathyM和Lin J等提出了一种新的预冷热冲压工艺，研究了不同温度和变形速率下对应硬化参数n变化情况。采用预冷却的新型热冲压工艺能够在低温（500°C）下生产B柱，与在没有高温（765°C）预冷却的情况下进行的热冲压相比更薄。通过采用预冷却的新型热冲压工艺，在不影响零件质量的前提下模内淬火时间也缩短了约60％，这将大大提高汽车批量生产的生产率^[10]。Bariani P F与Mori K研究可淬火钢板的热冲压工艺的淬火性，成形性，加热和冷却方法及润滑，提高了碰撞安全性和减轻了汽车整体质量^[11]。

在国内，各大高校和企业也加快了对高强度热冲压的研发和应用。中南大学通过研究6061铝合金初始温度、压边力及保压时间对制件厚度、回弹性的影响，发现初始温度在465~565℃内制件厚度和回弹性影响不大，压边力对制件质量影响明显 ^[12]。吉林大学也通过研究6082铝合金在不同压强和温度下的热冲压过程中的板料和模具温度变化，并通过有限元软件模拟，得到了界面换热系数^[13]。大连理工大学针对7075-T6高强度铝合金在常温是成形性能差的问题采用了热冲压成形及膜内淬火工艺(简称HFQ)，在保证了7075高强铝合金成形性能上还能具有足够的力学性能 ^[14]。总体而言，国内的高强板材热成形技术起步较晚，与国际先进水平相比仍有较大的差距。

传统的机械压力机一般都是选择特定的执行机构获得确定的滑块运动来实现某一冲压工艺，但是柔性差，很难实现多种冲压工艺。交流伺服电机技术的发展为传统压力机突破限制带来了希望，通过改变伺服电机转速条件下优化执行机构运动轨迹，大大提高了加工柔性和可靠性^[15]。本文基于传统的热冲压滑块下冲时速度过于单一导致的冲压件性能和精度上的缺陷等问题等，对热冲压滑块下冲速度进行模拟设计仿真，得到合适的工艺参数，之后进行车身构件热冲压伺服控制系统方案设计，并对其存在的问题进行优化，以满足高强度铝合金热冲压生产线的要求。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施