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碳纤维复合材料在汽车车身上的应用及主要制造工艺

碳纤维复合材料在汽车车身上的应用及主要制造工艺
碳纤维复合材料在汽车车身上的应用及主要制造工艺

一、未来汽车工业为什么用复合材料

复合材料可以减轻车身重量,降低油耗,减少尾气排放,提高装载量;其抗冲击性强,能量吸收能力强,可以非常好地改善汽车的安全性能,F1上大量使用碳纤维,就是一个最好的证明;复合材料的可设计性灵活,可视的碳纤维外观使汽车造型更加美观时尚;其抗疲劳、耐腐蚀性能好,可以延长车身寿命,这一特点在航空航天领域得到普遍认可。

二、复合材料在汽车上的应用

复合材料在汽车上主要可应用于发动机罩、翼子板、车顶、行李箱、门板、底盘等结构件中。碳纤维最初主要应于赛车当中,随着车用复合材料技术地不断成熟发展,现在也被广泛地应用于超级跑车和高价值民用轿车上。在商用车应用上,也逐渐从重型卡车中,广泛地延伸到大巴车和轻型小卡。

1、主承载车身结构件

为了确保足够的安全性能,在主承载车身结构件上汽车厂商通常要选择强度,刚性及耐冲击性能均很高的材料用于制作主承力结构件,这时环氧树脂碳纤维增强复合材料就成为理想的材料选择。

环氧树脂碳纤维增强复合材料具有可设计性,质轻高强,与同体积的铝合金构件相比减重可达50%,耐冲击,耐腐蚀,抗疲劳, 材料寿命长,此类材料制作的主承载车身结构件,不仅大大提高了汽车的安全性,而且降低了车重,减少了燃油消耗,提高了经济性,另外还改善了美观性。

2、次承力结构件

次承力结构件主要包括:车门,发罩,行李舱门,前后杠,翼子板,扰流板等部件,其结构大都为层合实体结构和复合材料三明治夹心结构。

三明治结构特点:

蒙皮选用高强度高模量材料制作,承受较大的弯曲负荷;芯材选用一定刚度和强度的低密度材料,其抗剪切性能突出,可承受较大的冲击载荷;胶结层将蒙皮和芯材连接在一起,承受剪切应力;由于选用低密度芯材,重量会进一步降低。

三、用于制作车身结构的主要制造工艺

1、预浸料袋压/热压罐(Autoclave)

该工艺是将纤维预先被树脂浸润,制成半固化态材料,过程中纤维和树脂含量是可控的,采用手工积层,干法操作,易于施工,环境友好。成型制品表面精度高,孔隙率低,品质高,由于采用热压罐加压固化,层间结合紧密,机械强度优。目前是应用最广泛的工艺,是高端复合材料必备工艺,其材料需要低温运输和储存。

工艺流程:根据铺层设计和工艺规范在模具上手工逐层干法铺贴;制袋密封,使其内部处于真空并产生负压,消除气泡;送入热压罐,在一定的温度、压力、时间下固化成型。

2、树脂传递模塑(RTM)

该工艺是将纤维经预成型,预编织处理,纤维铺放可设计,制品受力合理。预成型纤维体预先铺放在模具型腔内,合模后通过设备用压力将树脂注入模腔,浸润纤维,固化成型,闭模操作,不污染环境,采用多模,多工位机械注射模式,生产效率高。需要树脂灌注设备及多套模具,适于中等至大批量生产方式,制品双面光,尺寸精度高,可做结构复杂零件及镶件。

3、真空灌注/固化炉(Infusion)

在该工艺中,树脂在真空负压的作用下,被吸入型腔,浸润纤维,比手糊树脂用量可减少20%,可精确控制制品的含胶量,产品性能得到改善,如无气泡, 孔隙率降低,力学性能得到保证, 厚度均匀,重量轻等。均匀施压, 产品性能一致,加快积层速率,提高生产效率,特别适于制作底盘,顶板,门板,发罩等部件。产品在封闭状态下成型, 减少挥发物对人体的伤害,降低劳动量及劳动强度。

汽车车身制造工艺学期末考试复习题

精品文档一.名词解释各种冲压加工方法)的适应能力。 1、冲压成形性能:板料对冲压成形工艺( 2、冲裁:利用冲裁模在压力机上使板料的一部分与另一部分分离的冲压分离工序。 、冲模的闭合高度H:指行程终了时,上模上表面与下模下表面之间的距3 离。冲模的闭合高度应与压力机的装模高度相适应。 弯曲件从模具里取出后,中性层附近的纯弹性变形以及内外侧区、回弹现象:4使其弯曲件的形状和尺寸都发生与加载时变形域总变形中弹性变形部分的恢复,方向相反的变化,这种现象称之为弯曲件的回弹。拉深:是利用拉深模将已冲裁好的平面毛坯压制成各种形状的开口空心零5、 件,或将已压制的开口空心毛坯进一步制成其他形状、尺寸的冲压成形工 序,也称拉延或压延。 。与拉深前毛坯直径D的比值,即m=d/D6、拉深系数m:拉深后圆筒形零件直径d用各种不同变形性质的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的冲压、局部成形:7 形成工序。利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大,获得所需几何形状和尺寸的8、胀形: 零件的冲压成形方法 9、翻边:利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边(侧壁)的冲压方法凹模圆角外,被压料圈压紧的毛坯部分10、压料面:在模具制造过,图):DL图设计法即冲压工艺过程图法11、冲压工艺过程图(DL图设计法,用于汽车覆盖件产品的冲压工艺性分析和模程中,应采用先进的DL具设计结构分析,指导模具设计和制造。指被焊材料在采用一定的焊接工艺和结构形式下,能后获得较好12、焊接性能:焊接结构的接头的难易程度。相邻装配单元的结合面称为分离面13、车身结构分离面:为装配和固定焊件接头的位置而进行的焊接定位焊:14、利用电流流经工件接触区域产生的电阻热将工件结合后施加电压,电阻焊:、15 其加连续缝焊、:。缝焊分为16、缝焊:通过滚盘电极与工件的相对运动产生密 封焊缝断续缝焊、步进缝焊。作为保护气的气体保护电弧焊。整个焊接过程利用CO217、二氧化碳保护焊:由无数个熔滴过渡过程组成。激光焊:是以聚焦激光束轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。18、 夹具:19、焊缝:由装卸小车、主控台、随行工装、焊接(WFMS)20、柔性焊接生产线站、存放台组成。 指在夹具夹紧力作用下点焊连接前零件与零件在焊接处21、偏差配合点焊装配:不能完全贴合而仍有偏差时的点焊装配。、涂装:指涂料涂至清洁的物面上干燥成膜的工艺。22 将车身制件金属表面的油脂除掉的过程23、脱脂:。??° 氢脆±缓蚀剂可防止因氢原子扩散至金属内部形成、24酸洗用缓蚀剂:缓蚀剂 具有选择吸附性,有选择的在金属表面活性区域以吸附的方式形成保 铁锈和氧化皮表面不带电荷所以不产生吸阻止酸铁继续反应达到缓蚀作用。护,精品文档. 精品文档 附膜。 25、磷化处理:用磷酸或锰、铁、锌、镉的磷酸盐溶液处理金属表面,生成不溶于水的磷酸盐薄膜的过程 二.填空题

汽车车身制造工艺学

一、车身分类 按承载形式分为承载式车身与非承载式车身 二、车身三大制造工艺:冲压、装焊、涂装 三、冲压工序中最常用的、典型的四个基本工序:冲裁(包括冲孔、落料、修 边、剖切等)、弯曲、拉深、局部成形(包括翻边、胀形、校平和整形工序等)。 五、板料对冲压成形工艺(各种冲压加工方法)的适应能力称为板料的冲压成形性能。 六、成形极限图(FLD)是用来表示金属薄板在变形过程中,在板平面内的两个主应变的联合作用下,某一区域发生减薄时可以获得的最大应变量。(图形的大概形式要知道)。 七、成形极限图应用 a 局部拉裂(减小长轴应变、增大短轴应变) b. 合理选材 c. 提高成形质量(破裂、起皱) 八、力学性能指标对冲压性能的影响 a 屈服强度:小,易变形,贴膜性、定型性好 b 屈强比:小,易变形,不易破裂 c 均匀延伸率:大,冲压性能好 d 硬化指数:大,冲压性能好,但也有负面影响 e 厚向异性系数:大,冲压性能好 f 板平面各向异性系数:小,有利于提高冲压件质量 第二章冲裁工艺 一、冲裁:利用冲裁模在压力机上使板料的一部分与另一部分分离的 冲压分离工序。(名词解释) 二、冲裁的变形阶段:弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂阶段。 三、冲裁断面三个特征区:圆角带、光亮带、断裂带、(毛刺)。 四、冲裁间隙是指凸、凹模刃口工作部分尺寸之差,通常用Z表 示双面间隙,C表示单面间隙。(名词解释) 五、P24 冲裁间隙的影响理解一下。 六、冲裁力:指在冲裁时材料对模具的最大抵抗力。(名词解释) 七、降低冲裁力的措施: a 加热冲裁; b 斜刃冲裁; c 阶梯冲裁 八、冲裁力包括:卸料力、推件力、顶件力。 九、冲模的种类: 工艺性质:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等; 工序组合:单工序模、连续模和复合模; 材料送进方式:手动送料模、半自动送料模、自动送料模; 适用范围:通用模和专用模 导向方式:无导向模、导板导向模、导柱导套模; 冲模材料:钢模、塑料模、低熔点合金模、锌基合金模 十、冲模的闭合高度H:指行程终了时,上模上表面与下模下表面之间的距 离。冲模的闭合高度应与压力机的装模高度相适应。(名词解释) 十一、冲裁件缺陷原因与分析(简答) a 毛刺产生的原因 冲裁模刃口间隙大或不均匀;

碳纤维及其复合材料的发展及应用_上官倩芡

第37卷第3期上海师范大学学报(自然科学版)Vol.37,N o.3 2008年6月J ou rnal of ShanghaiNor m alUn i versity(Natural S ci en ces)2008,J un 碳纤维及其复合材料的发展及应用 上官倩芡,蔡泖华 (上海师范大学机械与电子工程学院,上海201418) 摘要:叙述了碳纤维的结构形态、分类以及在力学、物理、化学方面的性能,介绍了碳纤维增强复合材料的特性,着重阐述了碳纤维增强树脂基复合材料中基体的分类、选择和应用,指出了碳纤维及其复合材料进一步发展的趋势. 关键词:碳纤维;复合材料 中图分类号:O636文献标识码:A文章编号:1000-5137(2008)03-0275-05 碳纤维作为一种高性能纤维,具有高比强度、高比模量、耐高温、抗化学腐蚀、耐辐射、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能.此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1~3].碳纤维既可用作结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用.因此碳纤维及其复合材料近几年发展十分迅速.本文作者就碳纤维的特性、分类及其在复合材料领域的应用等内容进行介绍. 1碳纤维特性、结构及分类 碳纤维是纤维状的碳材料,由有机纤维原丝在1000e以上的高温下碳化形成,且含碳量在90%以上的高性能纤维材料.碳纤维主要具备以下特性:1密度小、质量轻,碳纤维的密度为1.5~2g/c m3,相当于钢密度的1/4、铝合金密度的1/2;o强度、弹性模量高,其强度比钢大4~5倍,弹性回复为100%;?热膨胀系数小,导热率随温度升高而下降,耐骤冷、急热,即使从几千摄氏度的高温突然降到常温也不会炸裂;?摩擦系数小,并具有润滑性;?导电性好,25e时高模量碳纤维的比电阻为775L8/c m,高强度碳纤维则为1500L8/c m;?耐高温和低温性好,在3000e非氧化气氛下不熔化、不软化,在液氮温度下依旧很柔软,也不脆化;?耐酸性好,对酸呈惰性,能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀[4~7].除此之外,碳纤维还具有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性. 碳纤维的结构取决于原丝结构和碳化工艺,但无论用哪种材料,碳纤维中碳原子平面总是沿纤维轴平行取向.用X-射线、电子衍射和电子显微镜研究发现,真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构,而是属于乱层石墨结构[8],如图1所示.构成此结构的基元是六角形碳原子的层晶格,由层晶格组成层平面.在层平面内的碳原子以强的共价键相连,其键长为0.1421n m;在层平面之间则由弱的范德华力相连,层间距在0.3360~0.3440n m之间;层与层之间碳原子没有规则的固定位置,因而层片边缘参差不齐.处于石墨层片边缘的碳原子和层面内部结构完整的基础碳原子不同.层面内部的基础碳原子所受的引力是对称的,键能高,反应活性低;处于表面边缘处的碳原子受力不对称,具有不成对电子,活性 收稿日期:2008-01-04 基金项目:上海市教委科研基金项目(06D Z034). 作者简介:上官倩芡(1974-),女,上海师范大学机械与电子工程学院副教授.

碳纤维材料的性能

碳纤维材料的性能及应用 摘要:介绍了碳纤维及其增强复合材料,详细介绍了碳纤维复合材料的分类和特性,着重阐述了碳纤维及其复合材料在高新技术领域和能源、体育器材等民 用领域的应用,并对未来碳纤维复合材料的发展趋势进行了分析。 关键词:碳纤维性能应用 0引言 碳纤维复合材料具有轻质、高强度、高刚度、优良的减振性、耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。以高性能碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料作为结构、功能或结构/功能一体化材料,不仅在国防战略武器建设中具有不可替代性,在绿色能源建设、节约能源技术发展和促进能源多样化过程中也将发挥极其重要的作用。若将先进碳纤维复合材料在国防领域的应用水平和规模视作国家安全的重要保证,则碳纤维复合材料在交通运输、风力发电、石油开采、电力输送等领域的应用将与有效减少温室气体排放、解决全球气候变暖等环境问题密切相关。随着对碳纤维复合材料认识的不断深化,以及制造技术水平的不断提升,碳纤维复合材料在相关领域的应用研究与装备不断取得进展,借鉴国际先进的碳纤维复合材料应用经验,牵引高性能碳纤维及其复合材料的国产化步伐,对于改变经济结构、节能减排具有重要的战略意义。 1碳纤维材料 1.1何为碳纤维材料 碳纤维是一种含碳量在9 2% 以上的新型高性能纤维材料, 具有重量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、导电、导热和远红外辐射等多种优异性能, 不仅是21 世纪新材料领域的高科技产品, 更是国家重要的战略性基础材料, 政治、经济和军事意义十分重大。碳纤维分为聚丙烯睛基、沥青基和粘胶基 3种, 其中90 % 为聚丙烯睛基碳纤维。聚丙烯睛基碳纤维的生产过程主要包括原丝生产和原丝碳化两部分。用碳纤维与树脂、金属、陶瓷、玻璃等基体制成的复合材料, 广泛应用于航空航天领域体育休闲领域以及汽车制造、新型建材、

碳纤维复合材料结构设计要点

强度与刚度 既然是结构部件,那么设计者首先要考虑的是强度和刚度。部件在外力载荷的作用下,有抵 抗变形与破坏的能力,但是这个能力又是有限度的。 如何4定部件的使用载荷,不会超出部件的能力极限,是通过材料力学计算得出。而部件的 这个能力极限,就是碳纤维复合材料结构设计者需要考虑的问题。 通过合理的搭配纤维和树脂,优化纤维排布,用最少的材料,满足设计需求,体现了复合材 料设计者精湛的技巧。不过决定复合材料强度与刚度的因素,不但与纤维和树脂的种类有关,还与碳纤维的铺层方向以及层与层之间结合搭配有关。 所以,设计者在设计碳纤维复合材料结构部件时,需要考虑三个层级结构的力学性能。 由基体和增强材料复合而成的单层材料,其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何(各 相材料的形状、分布、含量)和界面区的性能。 由单层材料层合而成的层合体,其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何(各单层的 厚度、铺设方向、铺层序列) 。 最顶层结构是指通常所说的工程结构或产品结构,其力学性能决定于层合体的力学性能和结 构几何。 稳定性 除了强度与刚度要求,设计者还需考虑复合材料部件的失稳,尤其是对一些细长杆结构,在 受压时,应该能够保证其原有的直线平衡状态。对于一些框架结构部件,如果铺层不均匀, 也会产生翘曲失稳,所以在制造过程中尤其注意。最好采用对称铺层,以防变形不均匀。 一般情况下,在部件没有达到极限载荷之下,不允许产生失稳现象。但是如果对于一些特殊 要求,可以产生失稳现象,那么设计过程中,要考虑失稳过程不会因此影响极限载荷。 铺层结构 铺层结构是碳纤维复合材料结构设计的关键,如何把单层结构的优异性能传递到复合材料结 构部件上,铺层结构起到承上启下的作用。关于复合材料铺层应注意以下几点: 1. 树脂是碳纤维复合材料力学性能的短板,所以尽量避免将载荷直接加到层间或者树脂之间。也就是说,0°、±45°、90°的纤维都要有,否则载荷会将部件从没有纤维排布的方向撕裂。 2. 为了防止层合板边缘开裂,尽量避免重复单一方向的铺层,设计时最多不超过5层。 3. 为了防止最外层铺层的剥离,在部件的主载荷方向,应铺放±45°纤维,而不能铺放0°和90°纤维。另外,避免最外层铺层间断或不完整。 4. 若使用非对称铺层,每层因同方向上热膨胀系数不同会出现翘曲,因此,一般要采用对称 铺层。 5. 当增加补强铺层时,每层阶梯最少要3.8- 6.4mm,附加铺层也应尽量采用对称铺层。

碳纤维及其复合材料的发展和应用(精)

·开发与创新· Development and Applications of Carbon Fiber and Its Composites GAO Bo ,XU Zi-Li (Wuhan Textile University ,Wuhan Hubei 430073,China Abstract:This paper introduces performance and features of carbon fiber,briefly overviews the history,including both foreign and domestic.And analyses the properties and applications of carbon fiber composite material,emphasizes the related performance that carbon fiber adds to the metal matrix composites and points out its research prospects.Key words:carbon fiber ;composite ;metal matrix 0引言 碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维,是由有机母体纤维(聚丙烯睛、粘胶丝或沥青等采用高温分解法在1000~3000℃高温的惰性气体下碳化制成的。它是一种力学性能优异的新材料,比重不到钢的1/4,能像铜那样导电,比不锈钢还耐腐蚀,而其复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa 以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa ,也高于钢。碳纤维按其原料可分为三类:聚丙烯腈基(PAN 碳纤维、石油沥青基碳纤维和人造丝碳纤维三类。其中聚丙烯腈基碳纤维用途最广,需求也最大[1]。 1碳纤维的发展史 1.1国外碳纤维的发展历史 20世纪50年代美国开始研究粘胶基碳纤维,1959 年生产出了粘胶基纤维Thormel-25,这是最早的碳纤维产品。同一年,日本发明了用聚丙烯腈基(PAN 原丝

汽车车身制造工艺学(第二版)期末复习要点

第一章冲压工艺 1、冲压成形工艺:建立在金属塑性变形的基础上,在常温条件下利用模具和冲压设 备对板料施加压力,使板料产生塑性变形或分离,从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件的金属加工工艺方法。 2、冲压生产的三大要素:板料、模具、冲压设备。 3、分离工序:使冲压件或毛坯在冲压过程中沿一定的轮廓相互分离,同时冲压零件 的分离断面要满足一定的断面质量要求。 落料:用落料模沿封闭轮廓曲线冲切,冲下部分是零件。 冲孔:用冲孔模沿封闭轮廓曲线冲切,冲下部分是零件。 4、成形工序:板料在不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形,获得所需求的形状 及尺寸的零件。 5、冲压工序四个基本工序为:冲裁、弯曲、拉深、局部成形。 6、厚向异性系数:指单位拉伸试样宽度应变和厚度应变的比值。 7、简述冲压工艺的特点和冲压工序的分类。 答:冲压生产是一种优质、高产、低消耗和低成本的加工方法,但冲压生产也有一定的局限性。由于模具多为单件生产,精度要求高,制造难度大,制造周期长,因此模具制造费用高,不宜用于单件和批量小的零件生产。 冲压工序分类:①分离工序:使冲压件或毛坯在冲压过程中沿一定的轮廓相互分离,同时冲压零件的分离断面要满足一定的断面质量要求。②成形工序:板料在不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形,获得所需形状及尺寸的零件。 第二章冲裁工艺 1、冲裁:从板料上分离出所需求形状和尺寸的零件或毛坯的冲压方法。 2、冲裁工件断面特征区:圆角带、光亮带、断裂带。

3、冲裁间隙:凸、凹模刃口工作部分尺寸之差。 4、冲裁间隙对冲裁件的影响:断面质量、尺寸精度、冲模使用寿命、冲裁力。 5、毛刺形成的原因? 答:在冲裁过程中,间隙过小,上下两面裂纹不重合,隔着一定距离,互相平行,最后在其间形成毛刺。间隙过大,对于薄料会使材料拉入间隙中,形成拉长的毛刺。 6、降低冲裁力的措施:加热冲裁、斜刃冲裁、阶梯冲裁。 7、冲裁模分类:简单模、连续模、复合模。 8、冲裁变形过程? ①弹性变形阶段:凸模接触板料,加压后板料发生弹性压缩与弯曲,并略有挤入凹模洞口,板料内应力没有超过屈服极限。 ②塑性变形阶段:凸模继续加压后,板料内应力达到屈服极限,部分金属被挤入凹模洞口产生塑剪变形得到光亮的剪切断面。压力继续增加,在凹凸模刃口处板料产生应力集中,超过抗剪强度而微裂。 ③断裂阶段:凸模继续下压,凸凹模刃口处的微裂不断向板料内部扩展,板料随即被拉断分离,若凸凹模间隙合理,上下裂纹相互重合,得到断面质量较高的制品。 9、落料以凹模为基准,冲孔以凸模为基准。 第三章弯曲工艺 1、弯曲工序:将版聊毛坯、棒料、管材和型材弯成具有一定曲率、一定角度和形状的冲压成形工序。 2、弯曲工艺的缺陷有哪些? 答:①回弹:在板料塑性弯曲时,总是伴着弹性变形,所以当弯曲件从模具里取出后,中性层附近纯弹性变形以及内、外侧区域总变形中弹性变形部分的恢复,使其弯曲件的形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化的现象。影响因素:

《碳纤维复合材料》阅读练习及答案

阅读文章,回答问题。 碳纤维复合材料 ①2018年11月6日,两年一度的珠海航展上,中俄合作研制的280座远程宽体客机CR929,以1:1的展示样机首次亮相国际航展。在这款最新一代的大型飞机上,复合材料的使用比例有望..超过50%。同样,在去年5月5日首飞的C919大客机上,使用的复合材料占到飞机结构重量的12%。这里的复合材料,主要就是碳纤维复合材料。 ②碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必 不可少的战略基础材料。它不存在腐蚀生锈的问题。由于使用碳纤维材料可以大幅降低结构重量,因而可显著提高燃料效率。采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的卫星、火箭等宇宙飞行器,噪音小,质 量小,动力消耗少,可节约大量燃料。 ③碳纤维还是让大型民用飞机、汽车、高速列车等现代交通工具 实现“轻量化”的完美材料。航空应用中对碳纤维的需求正在不断增多,新一代大型民用客机空客A380和波音787使用了约为50%的碳纤维复合材料。这使飞机机体的结构重量减轻了20%,比同类飞机可节省20%的燃油,从而大幅降低了运行成本、减少二氧化碳排放。碳 纤维作为汽车材料,最大的优点是质量轻、强度大。它的重量仅相当 于钢材的20%到30%,硬度却是钢材的10倍以上。所以汽车制造采用碳纤维材料可以使汽车的轻量化取得突破性进展,并带来节省能源的社会效益。 ④随着航空航天、汽车轻量化、风电、轨道交通等行业领域对碳

纤维的需求爆发,碳纤维工业应用开始进入规模化生产。业内预测, 预计到2020年,全球碳纤维需求量将超过16万吨,到2025年,将超过33万吨。面对如此巨大而重要的市场,国内企业既要通过掌握 关键技术来实现碳纤维的稳定批量生产和大规模工程化应用,同时也要瞄准国产新一代碳纤维及其复合材料及早研发和布局,2016年2月15日,中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。2018年2月,中国完全自主研发出第一条百吨级T1000碳纤维生产线,这标志着我国已经牢牢站稳全球高端碳纤维市场的一席之地。 101.阅读选文第①段和第③段,回答问题。 (1)选文第①段加点词“有望”能删去?请说出理由。 (2)选文第③段画线句运用了哪些说明方法?有何作用? 102.随着科学技术的发展,请你设想一下生活中将会有哪些碳纤维 复合材料的产品。 【答案】 101.(1)不能删去,“有望”是有希望的意思,说明“在这款最新 一代的大型飞机上,复合材料的使用比例”未来有希望超过“50%”,该词体现了说明文语言的准确性和科学性。 (2)列数字、作比较,具体准确地说明了碳纤维作为汽车材料,最 大的优点是质量轻、强度大。 102.碳纤维复合材料制成的羽毛球拍、登山器械等体育休闲用品; 汽车、地铁等交通工具;以及碳纤维复合材料制成的衣服、家具等日

车身制造工艺学复习资料

车身制造工艺学复习资料-------杨继源 问答题部分 1、冷冲压工艺分为哪两大类?分离工序和形成工序 2、冲压模具按工序组合程度可分为哪几类?单工序模具和组合工序模具 3、冲裁变形过程的三个阶段?弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂阶段 4、间隙的大小怎样影响冲孔和落料的尺寸?间隙较大时,落料尺寸小于凹模尺寸,冲孔孔径大于凸模直径 间隙过小时,落料尺寸大于凹模尺寸,冲孔孔径小于凸模直径 5、普通冲裁件断面有哪三个特征区?圆角带、光亮带、断裂带 6、降低冲裁力的方法?加热冲裁、斜刃冲裁、阶梯冲裁 7、冲裁模刃口尺寸的确定方法主要有哪些?分别加工法和配合加工法 8、弯曲件常见缺陷有哪些?形状和尺寸不符、孔的同轴度差、弯曲线和孔中心线不平行、 偏移、孔的变形、弯曲角度发生变化、不能保证孔的中心距9、回弹程度愈严重,该指标越大还是越小?回弹程度用α ?什么表示,回弹愈严重,该指标越大 10、弯曲件在变形区内出现剖面畸变为扇形?变形区主要在弯曲件的圆角部分时 11、弯曲件毛坯尺寸展开原则?弯曲前后中性层长度不变的原则 12、拉深时最易破裂的地方在哪里?筒壁凸模圆角相切处 13、拉深件常见缺陷主要有哪些?起皱、拉裂、划伤、凸耳、残余应力 14、拉深件毛坯尺寸计算原则是什么?面积不变原则、形状相似原则 15、拉深件能够一次拉深成形的条件是?拉伸系数小于总拉伸系数 16、球形件拉深时过渡环部分材料的变形特征?既不增厚也不减薄 17、拉深变形阻力由哪三部分组成?塑性流动阻力、弯曲阻力、摩擦阻力 18、盒形件拉深时,圆角和直边部分什么类似?圆角部分与圆筒形件拉深相似、直边部分与板料弯曲相似 19、球形件成形可按应力应变分为哪三个区域?胀形变形区、拉深变形区、凸缘变形区 20、整形的目的和校正的目的?整形的目的:提高制件的形状和尺寸精度 校正的目的:消除平面误差度 21、胀形时,板料的主要变形特征是?厚度变薄,表面积增大 22、汽车覆盖件冲压模具分为哪三种?拉伸模、翻边模、修边模 23、覆盖件的工艺补充部分可分为哪几类,拉深件压料面、拉深件底面、拉深件翻边展开的斜面、拉 其中压料面属于哪一类?深件斜面、拉深件侧壁,压料面属于拉深件底面。 24、点焊时,前期和后期飞溅的原因是?前期:加热过急,塑性环沿未形成 后期:熔核扩展速度>塑性环扩展速度 简答部分 1、影响弯曲变形回弹的因素有哪些?怎样减小回弹? 答、材料的机械性能、相对弯曲半径、弯曲零件的形状、模具间隙、弯曲校正力、弯曲方式。措施:选用合适材料及改进零件的局部结构、利用补偿法、校正法、拉弯法。 2、拉深成形其凸缘部分所受应力应变特点,易出现什么质量问题? 答、应力:径向是拉应力、切向和厚向是压应力。应变:径向是伸长、切向压缩、厚向不论有无压料力都是伸长。易出现起皱和筒壁传力区的拉裂。 3、内凹外缘翻边与外凸外缘翻边有什么异同? 答、内凹外缘翻边的应力与应变情况与圆孔翻边相似,属于伸长类翻边。凸外缘翻边的应力与应变情况与不用压料圈的浅拉伸相似,竖边受切向压应力作用,产生较大的压缩变形,导致材料厚度有所增加,容易起皱,属于压缩类翻边。相同点: 4、内凹外缘翻边与外凸外缘翻边易产生什么成形缺陷,如何解决?

碳纤维复合材料在航空航天领域的应用

碳纤维复合材料在航空航天领域的应用林德春潘鼎高健陈尚开 (上海市复合材料学会)(东华大学)(连云港鹰游纺机集团公司) 碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在90%以上。具有十分优异的力学性能,与其它高性能纤维相比具有最高比强度和最高比模量。特别是在2000℃以上高温惰性环境中,是唯一强度不下降的物质。此外,其还兼具其他多种得天独厚的优良性能:低密度、高升华热、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、低热膨胀系数、导电导热性、电磁屏蔽性,纺织加工性均优良等。因此,碳纤维复合材料也同样具有其它复合材料无法比拟的优良性能,被应用于军事及民用工业的各个领域,在航空航天领域的光辉业绩,尤为世人所瞩目。 可以明显看出,在航空航天领域碳纤维的用量有大幅度增加,2006年比2001年增长约40%,2008年增长约76%,2010年和2001年相比增长超过100%。 本文将介绍碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空航天领域应用的新进展。 1 航空领域应用的新进展 T300 碳纤维/树脂基复合材料已经在飞行器上广泛作为结构材料使用,目前应用较多的 为拉伸强度达到5.5GPa,断裂应变高出T300 碳纤维的30%的高强度中模量碳纤维T800H 纤维。 (1)军品 碳纤维增强树脂基复合材料是生产武器装备的重要材料。在战斗机和直升机上,碳纤维复合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件。国外将碳纤维/环氧和碳纤维/双马复合材料应用在战机机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位,起到了明显的减重作用,大大提高了抗疲劳、耐腐蚀等性能,数据显示采用复合材料结构的前机身段,可比金属结构减轻质量31.5%,减少零件61.5%,减少紧固件61.3%;复合材料垂直安定面可减轻质量32.24%。用军机战术技术性能的重要指标——结构重量系数来衡量,国外第四代军机的结构重量系数已达到27~28%。未来以F-22为目标的背景机复合材料用量比例需求为35%左右,其中碳纤维复合材料将成为主体材料。国外一些轻型飞机和无人驾驶飞机,已实现了结构的复合材料化。目前主要使用的是T300级和T700级小丝束碳纤维增强的复合材。 美国在歼击机和战斗机上大量使用复合材料:F-22的结构重量系数为27.8%,先进复合材料的用量已达到25%以上,军用直升机用量达到50%以上。八十年代初美国生产的单人

碳纤维增强复合材料概述

碳纤维增强复合材料概述 摘要:本文对碳纤维增强复合材料进行了介绍,详细介绍了其优点和应用。并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。 关键字:碳纤维,复合材料,应用 Abstract: In this paper, the carbon fiber reinforced composite materials are introduced, its advantages and application was introduced in detail. And puts forward Suggestions on the problems existing in the carbon fiber composite materials. Key words: carbon fiber, composite materials, applications 1.碳纤维增强复合材料介绍 复合材料是将两种或两种以上不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料,按使用要求可分为结构复合材料和功能复合材料,到目前为止,主要的发展方向是结构复合材料,但现在也正在发展集结构和功能一体化的复合材料。通常将组成复合材料的材料或原材料称之为组分材料(constituent materials),它们可以是金属陶瓷或高聚物材料。对结构复合材料而言,组分材料包括基体和增强体,基体是复合材料中的连续相,其作用是将增强体固结在一起并在增强体之间传递载荷;增强体是复合材料中承载的主体,包括纤维、颗粒、晶须或片状物等的增强体,其中纤维可分为连续纤维、长纤维和短切纤维,按纤维材料又可分为金属纤维、陶瓷纤维和聚合物纤维,而目前用得最多的和最重要的是碳纤维[1]。 碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料,直径范围在6~8 μm 内,是近几十年发展起来的一种新型材料。目前用在复合材料中的碳纤维主要有两大类:聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维,分别用聚丙烯腈原丝(称之为前驱体)、沥青原丝通过专门而又复杂的碳化工艺制备而得。通过碳化工艺,使纤维中的氢、

车身制造四大工艺定义及特点

车身制造四大工艺定义及特点: §在汽车制造业中,冲压、焊装、涂装、总装合为四大核心技术(即四大工艺)。 从结构上看,轿车属于无骨架车身,它的生产工艺流程大致为: 焊装工艺:冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成车身总成。在汽车车身制造中应用最广的是点焊,焊接的好坏直接影响了车身的强度。 汽车车身是由薄板构成的结构件,冲压成形后的板料通过装配和焊接形成车身壳体(白车身),所以装焊是车身成形的关键。装焊工艺是车身制造工艺的主要部分。 汽车车身壳体是一个复杂的结构件,它是由百余种、甚至数百种(例如轿车)薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢,所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。 焊装工艺 点焊:通过导电,电阻加热,金属熔合。点焊的过程:预压-焊接-保压-休止。 点焊相关工艺参数:电流/电压/电极压力/焊接时间/电极直径等。 点焊设备:固定式点焊机,移动式点焊机,包括:供电系统(变压器和二次回路)、焊具部分(机臂、电极夹持器、电极)、加压机构(气压、液压等)、冷却系统、机体等。 CO2气体保护焊接:一种熔化极气体保护电弧焊接法,利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属,由CO2作为气体保护气,并采用光焊丝填充。 焊接工艺参数:电源极性/焊丝直径/电弧电压/焊接电流/气体流量/焊接速度/焊丝伸出长度/直流回路电感等。 §车身主体:主要由车前钣金、前围零件、地板总成、左/右侧围总成、后围总成、行李舱搁板总成和顶盖总成等零部件焊装而成 §汽车车身部件焊接系列夹具 §定位与夹紧,装配焊接三过程,一定位,二夹紧,三点固 §定位是通过定位基准与夹具上的定位元件相接触而实现,定位元件有:挡铁,定位销,支承板,样板 §夹紧:有力,稳定,避免焊接运动干涉 涂装工艺 §涂装有两个重要作用,第一车防腐蚀,第二增加美观。涂装工艺过程比较复杂,技术要求比较高。主要有以下工序:漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等,整个过程需要大量的化学试剂处理和精细的工艺参数控制,对油漆材料以及各项加工设备的要求都很高,因此涂装工艺一般都是各公司的技术秘密。 概述汽车车身的涂装质量要求最高,要长期在各种气候条件下使用而不发生漆膜劣化和锈蚀,还要能维持其光泽、色彩和美观。典型的轿车车身涂装工艺是电泳底漆、中涂、面漆3C3B(3Coat3Bake)体系。在电泳底漆与中涂之间有焊缝密封和底板防护涂层的喷涂,以保证车身的密封、降噪声和防锈,面漆后涂内腔防锈蜡。 §表面涂层属于一级装饰精度,具有美丽的外观,光亮如镜或光滑的表面,无细微的杂质、擦伤、裂纹、起皱、起泡及肉眼可见的缺陷,并应有足够的机械强度。底面涂层属于优良保护层,应有优良的防锈性和防腐蚀性,很强的附着力;局部或全部刮涂附着力好、机械强度高的腻子,使用数年也不会出现锈蚀或脱落等现象。 §总装工艺总装就是将车身发动机变速器仪表板车灯车门等构成整辆车的各零件装配起来生产出整车的过程。

碳纤维复合材料

碳纤维复合材料 碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer, 简称CFRP)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料,简称碳纤维复合材料。 碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧蚀性能三个方面。 (1)密度低(1.7g/cm3左右)在承受高温的结构中,它是最轻的材料;高温的强度好,在2200oC时可保留室温强度;有较高的断裂韧性,抗疲劳性和抗蠕变性;而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料,纤维取向明显影响材料的强度,在受力时其应力-应变曲线呈现"假塑性效应"即在施加载荷初期呈线性关系,后来变成双线性关系,卸载后再加载,曲线仍为线性并可达到原来的载荷水平。 (2)热膨胀系数小,比热容高,能储存大量的热能,导热率低,抗热冲击和热摩擦的性能优异。 (3)耐热烧蚀的性能好,热烧蚀性能是在热流作用下,由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象,通过表层材料的烧蚀带走大量的热量,可阻止热流入材料内部, C-C材料是一种升华-辐射型材料。 复合原理它以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以碳或石墨化的树脂作为基体。 复合以后的这种材料在高温下的强度好,高温形态稳定,升华温度高,烧蚀凹陷性,平行于增强方向具有高强度和高刚性,能抗裂纹传播,可减震,抗辐射。 碳纤维增强尼龙的特色 碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特色,与玻璃纤维比较,模量高3?5倍,因而是一种取得高刚性和高强度尼龙资料的优秀增强资料。碳纤维复合资料可分为长(接连)纤维增强和短纤维增强两大类。纤维长度可从300~400m 到几个毫米不等。曩昔10年中,大家在改善不一样品种的碳纤维复合资料加工办法和功能方面投入了许多的研讨。从预浸树脂到模塑法加工,从短纤维掺混塑料注射加工到层压成型,在碳纤维复合资料及制品制造方面积累了许多成功的经历。当前普遍认为,长(接连)纤维有高强、高韧方面的优越性,短切纤维有加工性好的特色。因而,长碳纤维复合资料在加工上完善成型技术、短碳纤维复合资料进一步进步力学功能是碳纤维复合资料开展的方向。 依据碳纤维长度、外表处理方式及用量的不一样,还能够制备归纳功能优秀、导电功能各异的导电资料,如抗静电资料、电磁屏蔽资料、面状发热体资料、电极资料等。碳纤维增

汽车车身加工工艺学

汽车制造工艺学 汽车加工工艺:加工方法:铸锻焊热处理 加工过程: 普通汽车生产流程: (1)原材料的运输和保存 (2)生产准备工作 (3)毛坯的制造工作 (4)零件的加工和热处理 (5)部件和整机的装配 (6)机器的检验和调试 (7)油漆及包装 (8)运输出场交付使用 另外一版汽车车身制造工艺学 车身、发动机、底盘、电器和电子 车身制造三大工艺:冲压、装焊、涂装 第一章冲压工艺 优点:效率高、精度高、应用广、材料利用率高,性能好表面质量高互换性好

1、三要素:模具板料冲压设备 2、工序:分离工序成型工序 分离工序:落料冲孔剪切切口切边剖切 成型工序:弯曲拉伸内孔翻边外缘翻边胀形整形 应用最多:冲裁弯曲拉伸局部成形 实例:机盖外板下料拉伸切边冲孔竖边翻边压印冲孔检验 顶盖拉伸切割整形翻边冲孔切割 翼子板下料拉深翻边切割冲孔竖边冲孔翻边冲孔翻边检验 左右后侧围外板落料拉伸切边冲孔整形冲孔冲孔检验 3、板料冲压成型性能(板料对冲压成型工艺的适应能力称为板料的冲压成型性能) 抗破裂形贴模性定形性 4、两种失稳现象拉伸失稳压缩失稳 变形极限、 成形极限图(FLD)应用:模具调试中解决局部拉裂问题合理选择材料提高复杂压件的成形质量 一、板料的性能对冲压性能的影响 1、力学性能指标

依次:强度极限(抗拉强度)屈服点弹性极限 2、化学成分和金相组织 3、尺寸精度和表面质量板料的厚度公差 第二章冲裁工艺 冲裁变形过程:弹性变形阶段塑形变形阶段断裂阶段 冲裁件剪切断面:圆角带光亮带断裂带毛刺 一、冲裁间隙的影响 1、冲压间隙对冲裁质量的影响 带、翘曲、斜角和毛刺均增大

碳纤维及复合材料的种类、制备和应用

碳纤维及复合材料的种类、制备及应用 杨晨材研0906 (北京化工大学材料学院,100029) 摘要:本文主要陈述总结了复合材料及其碳纤维的种类、制备及应用方面的相关知识。 关键词:碳纤维;复合材料;种类;制备;应用 1.复合材料 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。具有比强度高,比模量高,剪切强度和剪切模量高,高温性能高,耐热性高等特性广泛应用于各个领域。 1.1种类 复合材料按其性能高低可分为常用复合材料和先进复合材料;根据其用途可分为结构复合材料和功能复合材料;按照复合方式可分为宏观复合材料和微观复合材料。根据不同增强体形式可分为纤维复合材料、颗粒复合材料、片材复合材料和叠层复合材料。还有,可以根据基体材料的不同细分为:聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属基复合材料。本文主要以基体材料的细分方式介绍复合材料的制备及其应用。 其生产流程见图1.1。 图1.1 复合材料制品的生产流程图 1.2聚合物基复合材料 聚合物基复合材料是聚合物或俗称树脂作为基体与粒状、片状、纤维状填充组分作为增强体的复合材料。按基体的不同还可以分成热固性树脂基、热塑性树脂基和橡胶基。

1.2.1制备 其主要制备方法有:预浸料、手糊成型工艺、喷射成型、袋压成型、模压成型、纤维缠绕成型、拉挤成型、熔融流动成型、增强反应注射成型和树脂传递模塑。 1.2.2应用 聚合物基复合材料在建筑、化学、交通运输、机械电器、电子工业及医疗、国防、航天航空及火箭等领域都有广泛应用。如手糊成型制得的广播卫星抛物面天线、太阳能电池帆板;纤维缠绕成型可制得雷达罩、火箭发动机壳、压力容器;模压成型制得的整体浴室和汽车保险杠等等。 1.3金属基复合材料 金属基复合材料是以金属、合金和金属间化合物为基体,以无机纤维和金属间化合物等为增强体,通过浸渗、固结工艺制成的复合材料。根据其基体的种类可细分为轻金属基、高熔点金属基和金属间化合物基。 1.3.1制备 金属基复合材料的主要制备工艺方法有:固相法、液相法和原位复合法。固相法主要有粉末冶金、固态热压法、热等静压法;液态法主要有真空压力浸渍法、挤压铸造法;原位复合法主要包括共晶合金定向凝固、直接金属氧化物法、反应生成法。 1.3.2应用 金属基复合材料主要可应用于航天、航空、汽车、医疗、体育用品等领域。如航天飞机中段主机身的B/Al关键桁架、臂状支柱;齿轮;高尔夫球杆击球头及各种支架等等。 1.4无机非金属基复合材料 无机非金属复合材料主要有陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和碳基复合材料。 1.4.1陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料是以陶瓷材料为基体,并以陶瓷、碳纤维和难熔金属的纤维、晶须、晶片和颗粒为增强体,通过适当的复合工艺所构成的复合材料。主要可细分为高温陶瓷基复合材料、玻璃基复合材料和玻璃陶瓷基复合材料。 其制备工艺主要有:粉末冶金法(颗粒)、浆体法(液体法)、热压烧结法、液态浸渍法、直接氧化法、溶胶-凝胶法、化学气相浸渍法(CVI)、先驱体转化和反应熔融浸渗(RMI)等。 陶瓷基复合材料可应用于切削工具方面及航空航天领域的研究。如刀具、滑动构件、发动机制件、能源构件等。法国已将长纤维增强炭化硅复合材料应用于制造高速列车的制动件,显示出优异的摩擦磨损特性,取得满意的使用效果。

汽车车身制造工艺

汽车车身制造工艺 1、填空 2、名词解析 3、简答 4、计算 5、分析 (第6、7、8、10、11、12章不考) 第一章冲压工艺概论 1、冲压工艺的特点:冲压成型工艺是一种先进的金属加工工艺方法,它是建立在金属塑性变形的基础上,在常温下利用模具和冲压设备对板料施加压力,使板料产生塑性变形或分离,从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件(冲压件)。 2、板料、模具和冲压设备是冲压生产的三大要素。 3、冲压工序分类:分离工序和成型工序。 4、冲压工序的四个基本工序:冲裁、弯曲、拉伸、局部成形。 5、板料的冲压成型性能:板料对冲压成型工艺的适应能力称为板料的冲压成型性能。 6、成型极限图的概念:成型极限图是用来表示金属薄板在变形过程中,在板平面内的两个主应变的联合作用下,某一区域发生减薄时,可以获得的最大应变量。 7、成型极限图P12 第二章冲裁工艺 1、从板料上冲下所需形状的零件或毛坯叫落料,在工件上冲出所需形状的孔(冲去的为废料叫冲孔。 2、冲裁变形使冲出的工件断面明显地分为三个特征区,即圆角带、光亮带和断裂带。P22 3、冲裁间隙的影响:在冲裁工作中,间隙的大小、均匀程度和偏差等对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲模使用寿命和冲裁力均有不同程度的影响。 4、对冲裁件质量的影响:P24 5、降低冲裁力的措施P28 ①加热冲裁--把材料加热后冲裁,可以大大降低其抗剪强度,优点:冲裁力降低显著。 ②斜刃冲裁--用普通的平刃模具冲裁时,其整个刃口平面都同时接触板料,故在冲裁大型零件或厚板料时,冲裁力很大。优点:压力机能在柔和条件下工作,当冲裁件很大时,降低冲裁力很显著。 ③阶梯冲裁--在多凸模的冲模中,将凸模做成不同高度,采用阶梯布置,可使各凸模冲裁力的最大值不同时出现,从而降低冲裁力。优点:降低冲裁力,还能适当减少振动,工件精度不受影响,可避免与大凸模相距甚近的小凸模的倾斜或折断

同济大学汽车车身制造工艺学题目

1.车身四大主要制造工艺 a)冲压 b)焊接 c)装配 d)涂装 2.车身常用材料及其基本力学性能(选材、参数)(弹性模量、抗拉强度) a)钢E=200~210GPa,v=0.28~0.3 i.低碳钢σs=180~350MPa ii.高强度钢σs≥350MPa,延伸率δ=30~50%,应变硬化指数n=0.15~0.25,塑性应变比(厚向异性指数)r=1.0~1.6 b)铝合金E=65~79GPa,v=0.3~0.33,σs=100~200MPa,延伸率δ=10~20%, n=0.1~0.15,r=0.8~1.5 c)镁合金E=45~50GPa,v=0.33~0.35,σs=100~200MPa,δ=5~15%,n=0.1~0.2, r≈1.6 3.冲压成形的基本原理 金属塑性变形 4.有哪些常用的冲压工序 a)分离工序:落料、冲孔、剪切(切断)、切口、切边、剖切 b)成形工序:弯曲、拉深、内孔翻边、外孔翻边、涨形、整形、压印、校平 5.冲裁模具设计基本原则(落料、冲孔) a)落料件尺寸由凹模决定,即以凹模为设计基准;冲孔件尺寸由凸模决定,即以凸模 为设计基准; b)凸模凹模之间应有合理间隙;

c)考虑磨损规律,凹模磨损使尺寸加大,即会增大落料件尺寸凸模磨损使模具尺寸减 小,会减小冲孔件尺寸。总体间隙是随着磨损总间隙增大。模具设计应取最小间隙; d)凸模、凹模制造公差应与零件尺寸精度相匹配 e)刃口尺寸需要考虑模具制造工艺 6.冲裁件端面质量评价(圆角带、光亮带、毛刺) 7.最小弯曲半径含义 工件外表面纤维不破坏的条件下,工件能够弯成的内表面的最小圆角半径R min,相对弯曲半径则除以厚度t 8.弯曲成形常见质量缺陷及其改进措施 a)弯曲件回弹: i.选用合适材料及改进局部结构:采用弹性模量大、屈服强度小的材料可以减小 回弹; ii.补偿法:根据弯曲件的回弹趋势和回弹量的大小,修正凸模或凹模工作部分的形状和尺寸,使工件的回弹量得到补偿; iii.校正法:弯曲成形终了时,板料坯料与模具贴合以后,对坯料施加一定得附加压力以校正弯曲变形区,迫使变形区内层限位眼切向产生拉伸应变。这样经校 正后的板料内、外层限位都被伸长变形,卸载以后,内、外层限位都要缩短, 其回弹趋势相互抵消,从而达到减少回弹量的目的。 iv.拉弯法:在薄板弯曲的同时施加切向拉力,改变板料内部的应力状态和分布情况,使中性层以内的压应力转化为拉应力。此时,整个板料剖面上都处于拉应 力作用下,应力应变分布趋于均匀一致,这样,卸载后,内、外层限位的回弹 趋势相互抵消,从而可以大大减少回弹。

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