汽车车身制造工艺学(唐远志)-第9章车身覆盖件冲压工艺
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第一章冲压工艺概论冲压、焊装、涂装三大工艺。
冲压三要素:板料、模具、冲压设备。
冲压工序分类:1分离工序2成形工序。
四个基本工序:冲载弯曲、拉伸、局部成形。
影响板料冲压性能的质量指标主要是材料的力学性能,此外还有化学成分、金相组织和板料的表面质量和尺寸精度。
常用的模拟试验方法:(①胀行②扩孔③拉深④弯曲⑤拉深-胀行复合)成形性能试验(冷弯杯突)第二章冲裁工艺冲裁:利用冲裁模在压力机上使板料一部分与另一部分分离的冲压分离工序.它包括冲孔、落料、修边、切口等多种冲压分离工序。
冲裁间隙:间隙是指凸,凹模刃口工作部分尺寸之差。
冲裁间隙的影响:1.对冲裁件质量2. 对冲裁件尺寸精度3.对冲模寿命影响4.对冲裁时各种力的影响降低冲裁力的措施:(①加热②斜刃③阶梯)冲裁。
冲压力合力的作用点称为模具的压力中心(可用解析法作图法)。
冲模:简单模:在一次工作行程中指完成一种工序(冲孔或落料)。
连续模:又称级进模,在不同恭维上连续冲出一个或多个连续制件,生产效率高。
复合膜:几个工序能在一个工位上完成的冲压模具。
第三章弯曲工艺弯曲:将板料、毛柸、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称之为弯曲。
弯曲变形的特点:1,弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域。
2,弯曲变形区内的中性层,当弯曲变形程度很小时,应变中性层的位置基本上处于材料厚度的中心,但当弯曲变形程度较大时,可以发现应变中性层向材料内侧移动,变形量愈大,内移量愈大。
3,变形区材料厚度变薄,变形程度愈大,变薄现象愈严重。
4,变形区横断面的变形,变形区的应力和应变状态在切向和径向是完全相同的,仅在宽度方向有所不同。
应变状态:切向、厚向、宽向。
毛坯的长度等于中性层的长度弯曲件回弹现象的理论分析:在板料塑性弯曲时,总是伴随着弹性变形,所以当弯曲件从模具里取出后,中性层附近纯弹性变形以内、外侧区域总变形中弹性变形部分的恢复,使其弯曲的形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化,这种现象称之为弯曲件的回弹。
第一章冲压工艺1、冲压成形工艺:成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施对板料施加压力,使板料产生塑性变形或分别,进而获取拥有必定形状、尺寸和性能的部件的金属加工工艺方法。
2、冲压生产的三大体素:板料、模具、冲压设施。
3、分别工序:使冲压件或毛坯在冲压过程中沿必定的轮廓相互分别,同时冲压部件的分别断面要知足必定的断面质量要求。
落料:用落料模沿关闭轮廓曲线冲切,冲下部分是部件。
冲孔:用冲孔模沿关闭轮廓曲线冲切,冲下部分是部件。
4、成形工序:板料在不产生损坏的前提下使毛坯发生塑性变形,获取所需求的形状及尺寸的部件。
5、冲压工序四个基本工序为:冲裁、曲折、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、简述冲压工艺的特色和冲压工序的分类。
答:冲压生产是一种优良、高产、低耗费和低成本的加工方法,但冲压生产也有必定的限制性。
因为模具多为单件生产,精度要求高,制造难度大,制造周期长,所以模具制造花费高,不宜用于单件和批量小的部件生产。
冲压工序分类:①分别工序:使冲压件或毛坯在冲压过程中沿必定的轮廓相互分别,同时冲压部件的分别断面要知足必定的断面质量要求。
②成形工序:板料在不产生损坏的前提下使毛坯发生塑性变形,获取所需形状及尺寸的部件。
第二章冲裁工艺1、冲裁:从板料上分别出所需求形状和尺寸的部件或毛坯的冲压方法。
2、冲裁工件断面特色区:圆角带、光明带、断裂带。
3、冲裁空隙:凸、凹模刃口工作部分尺寸之差。
4、冲裁空隙对冲裁件的影响:断面质量、尺寸精度、冲模使用寿命、冲裁力。
5、毛刺形成的原由?答:在冲裁过程中,空隙过小,上下两面裂纹不重合,隔着必定距离,相互平行,最后在此间形成毛刺。
空隙过大,关于薄料会使资料拉入空隙中,形成拉长的毛刺。
6、降低冲裁力的举措: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曲折,并略有挤入凹模洞口,板料内应力没有超出折服极限。
汽车车身覆盖件冲压工艺流程英文版Automobile Body Panel Stamping ProcessThe stamping process for automobile body panels is a crucial step in the manufacturing of automobiles. It involves the transformation of flat metal sheets into complex three-dimensional shapes that form the exterior and interior panels of a vehicle. This process requires precision, accuracy, and attention to detail to ensure the quality and durability of the final product.The stamping process begins with the selection of high-quality metal sheets, typically made of steel or aluminum. These sheets undergo several stages of preparation, including cleaning, coating with lubricants, and heating to the appropriate temperature. This preparation ensures smooth operation of the stamping machine and prevents damage to the metal sheets.Once prepared, the metal sheets are fed into a stamping press, which applies巨大的压力 to form the desired shape. The stamping press is equipped with a die, which is a precision-engineered tool that determines the shape of the panel. The die is carefully designed to match the contours of the desired panel, ensuring accuracy and repeatability.During the stamping process, the metal sheet is pressed between the die and a punch, which is another precision-engineered tool. The punch applies force to the metal, causing it to flow and conform to the shape defined by the die. This operation is typically performed at high speed and with great precision to ensure efficiency and quality.After stamping, the panels undergo further processing, such as trimming, punching, and welding, to complete the final product. These additional steps are necessary to prepare the panels for assembly into the final vehicle.In summary, the stamping process for automobile body panels is a crucial part of the automobile manufacturing process.It requires precision engineering, high-quality materials, and strict attention to detail to ensure the quality and durability of the final product. The resulting panels play a vital role in the overall appearance, safety, and performance of the automobile.中文版汽车车身覆盖件冲压工艺流程汽车车身覆盖件的冲压工艺是汽车制造过程中的关键步骤。
(完整版)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。
汽车车身覆盖件冲压工艺教案【教案】汽车车身覆盖件冲压工艺【引言】车身覆盖件是汽车外部的重要部件,其外观和质量对汽车整体形象和安全性能起着至关重要的作用。
而冲压工艺作为车身覆盖件制造的基本工艺之一,具有高效、精确和成本较低等优势,因此在汽车制造过程中得到广泛应用。
本教案将介绍汽车车身覆盖件冲压工艺的基本概念、工艺流程及其关键要点,以期为相关从业人员提供参考。
【一、概述】汽车车身覆盖件冲压工艺是指将金属板材在冲压模具的作用下,通过模具上的压力,使板材发生塑性变形,进而形成所需的车身覆盖件外形。
通常,冲压工艺包括下料、冲孔、弯曲、成形、脱模等多个步骤。
【二、工艺流程】1. 下料:在选定的金属板材上,根据设计要求,通过切割工具将板材切割成所需的几何形状和尺寸。
2. 冲孔:利用冲模将板材上的孔洞冲出,以便后续的装配和使用。
3. 弯曲:通过模具的作用,使板材在特定位置发生塑性弯曲,以形成所需的弯曲角度和弯曲形状。
4. 成形:利用成形模具,通过对板材的连续冲压作用,使板材塑性变形,并最终形成车身覆盖件的外形。
5. 脱模:将成形后的覆盖件从模具中取出,并进行清理和处理,以便进行下一步的加工和装配。
【三、关键要点】1. 材料选择:根据车身覆盖件的要求选择合适的金属板材。
常用的材料包括钢板、铝板等,不同材料的选择将直接影响到覆盖件的性能和成本。
2. 模具设计:精确的模具设计是冲压工艺成功的关键。
模具结构的合理性和几何尺寸的准确性将直接影响到冲压件的质量和外观。
3. 工艺参数:包括冲压速度、冲击力、温度等。
合理的工艺参数设计将保证冲压过程的稳定性和后续加工的顺利进行。
4. 设备选型:选择适合的冲压设备是冲压工艺成功的前提。
设备的稳定性和先进性将提高冲压件的质量和生产效率。
【四、实践操作】为使学员能够更好地掌握汽车车身覆盖件冲压工艺,教学需结合实践操作进行。
教师可在实际车身覆盖件冲压工艺生产线上,引导学员操作冲压设备,进行下料、冲孔、弯曲、成形等操作,使学员熟练掌握工艺流程和关键要点。
8.3.4 变薄翻边变薄翻边是使已成形的竖边在小间隙的凸、凹模问挤压使之强制变薄的方法。
变薄翻边属体积成形,如果用一般翻边方法达不到要求的翻边高度时,可采用变薄翻边方法增加竖边高度。
第9章车身覆盖件冲压工艺车身由车身骨架、覆盖件组成。
覆盖件通常由0 .6~l.2mm的08系列冷轧薄钢板制成,根据覆盖件形状复杂程度、拉伸塑性变形程度确定拉深性能等级。
覆盖件是冲压加工难度最大的零件。
与一般的冲压件相比较,覆盖件具有材料薄、形状复杂,结构尺寸大、表面质量好等特点,因此覆盖件的冲压工艺编制、冲模制造要求较高。
9.1车身覆盖件的冲压工艺特点9.1.1覆盖件的冲压工序车身覆盖件的形状复杂、尺寸大,因此一般不可能在一道冲压工序中直接获得,有的需要十几道工序才能获得,最少的也要三道工序。
覆盖件冲压的基本工序有落料、拉深、修边、翻边和冲孔,见表9-l。
根据需要和可能,可以将一些工序合并.如修边翻边等。
落料工序是为了获得拉深工序所需的毛坯外形。
拉深工序是关键工序,覆盖件的形状是由拉深工序成形的。
修边工序是覆盖件为了切除拉深件的工艺补足部分。
这些工艺补足只是拉深工序的需要,因此拉深后切掉。
翻边工序位于修边工序之后,它使覆盖件边缘的竖边成形。
冲孔工序是加工覆盖件上的孔洞。
冲孔工序一般在拉深工序之后,以免孔洞破坏拉深时的均匀应力状态,避免孔洞在拉深时变形。
9.1.2 生产规模与装备选用冲压工艺装备应考虑产品的质量、生产效率和装备成本平摊等因素.覆盖件冲压工艺装备因冲压生产规模而异。
①单件生产车身覆盖件的生产以钣金为主,使用少量模具、胎具,配备少量的拉伸和成形模具。
②小批量生产拉伸和成形采用模具,而落料、拉深后的修边是在一些通用设备上进行,翻边使用胎具在覆盖件上的用钻孔方法加工。
拉深模一般用低熔点合金模、锌基合金模。
③中批量生产对于关键性的覆盖件和较大的覆盖件,部分工序采用冲压模具t而一般的覆盖件冲压工艺方案与小批量生产相同,④大批量生产每一道工序都使用冲模。
模具结构相对复杂,一般采用人工送料和取件,少量采用机械手取件。
⑤大量流水生产采用冲压自动线进行生产。
自动线上的模具结构相对简单些,便于安装各种进料、取件、翻转、排除废料和传送工件等装置。
9.1.3 覆盖件分类根据形状复杂程度和变形特点,覆盖件可分为三类:浅拉深件、一般拉深件和复杂拉深件。
表9-2为覆盖件的分类。
9.1.4 覆盖件拉深技术要求拉深工序是制造覆盖件的关键工序,它直接影响产品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。
覆盖件拉深具有以下特点。
覆盖件拉深往往不是单纯的拉深.而是拉深、胀形、弯曲等的复合成形。
无论覆盖件分块有多大,形状有多复杂,尽可能在一次拉深中成形出全部空间曲面形状以及曲面上的棱线、筋条和凸台,否则很难保证覆盖件几何形状的一致性和表面光滑。
覆盖件形状复杂,深度不均,且又不对称.压料面积小,因而需要采用拉深筋来加大进料阻力;或是利用拉深筋的合理布置,改善毛坯在压料圈下的流动条件,使各区段金属流动趋于均匀,有效地防止起皱和拉裂。
覆盖件的拉深不仅要求有一定的拉深力,还要求在拉深过程中具有足够的,稳定的压料力由于覆盖件往往轮廓尺寸大,单动压力机不能满足其对压料力的要求。
因此,在大量生产中,覆盖件的拉深均在双动压力机上进行。
双动压力机具有拉深、压料两个滑块,压料力可达拉深力65%~70%,且四点连接的外滑块可进行压料力的局部调节,从而满足覆盖件拉深的特殊要求。
覆盖件的拉深要求材料的塑性好、表面质量和尺寸精度高。
含碳量在0.08%~0.19%的低碳钢具有伸长率高(δ≥40%).屈强比小(σs/σb)、硬化指数n和厚向异性系数r大的特点,能满足复杂的、拉深变形程度很大的覆盖件的拉深工艺要求。
覆盖件拉深时,为减少板料与凹模、压料圈的摩擦,降低材料内应力以避免破裂和表面拉毛的现象,常需在压料面上涂抹特制的润滑剂,它能够很好地附着在钢板表面上,并形成一层均匀的、具有相当强度、足以承受相当大的压力的润滑膜。
9.2 车身覆盖件拉深工艺设计现代汽车车身的艺术造型趋于流线型是为了适应高速行驶的需要.这往往使零件的冲压工艺性变差,拉深时容易起皱和破裂,并给冲模制造和维修带来困难。
汽车覆盖件是由若干冲压件装焊而成的。
冲压件设计应考虑零件的成形工艺性、装配工艺性以及车身整体组装后的外形美观性;冲压件既要保证零件能够容易成形,又要使材料的极限变形能力得到充分发挥,提高成形工艺性。
9.2.1 工艺设计原则在进行覆盖件的拉深工艺设计时,麻遵循以下设计原则。
①尽可能用一道拉深工序成形出覆盖件形状。
因为二次拉深经常会发生拉深不完整的情况造成覆盖件表面质量恶化。
②覆盖件的拉深深度应尽可能平缓均匀,使各处的变形程度趋于一致。
在多道工序成形时预先要很好地考虑前后各工序间的相互协调,并保证各个工序的成形条件达到良好状态。
③拉深表面较为平坦的覆盖件时,其主要变形方式应为胀形变变形流动状况,可以达到良好的效果。
④覆盖件主要结构面上往往有急剧的凸凹曲折和较深的鼓包等局部形状,在形状设计时,应尽可能满足合理拉深成形条件的要求。
在制订拉深工艺时,可以通过加大过渡区域和过渡圊角、预加工艺切口等办法,改善材料的流动和补充条件。
⑤覆盖件的焊接面小允许存在皱褶、回弹等质量问题。
⑥覆盖件上的孔一般应在零件拉深成形后冲出。
以预防预先冲制的孔在拉深过程中发生变形。
如孔位于零件卜不变形或变形极小的部位时,也可在零件拉深前制出。
⑦覆盖件拉深的压料圈形状设计,应以材料不发生皱折、翘曲等质量问题为原则,保证压料面材料变形流动顺利。
同时,压料面的形状还应保j正坯料定位的稳定性、可靠性,送料、取件的方便性、安全性。
⑧覆盖件经拉深工序后,一般为翻边、修边等工序,在进行拉深工序的坯料形状尺寸和拉深工艺设计时.应充分考虑为后续翻边、修边等工序提供良好的工艺条件,包括变形条件、模具结构、零件定位、进料和取料等。
⑧坯料的送进和拉深件的取出装置应安全、方便,有利于覆盖件的自动化,流水线生产。
当拉深模具的内表面与坯料发生干涉时,有必要在模具内设置导向装置。
9.2.2拉深方向的确定确定拉深方向,就是确定零件在模具中的三个坐标(x、y、z)位置。
拉深方向的好坏,直接影响拉深零件的质量和模具的结构复杂性,有时拉深方向确定不合理.甚至会使拉深无法进行。
因此,确定拉深方向是拉深J.艺中一项十分重要的工作。
合理的拉深方向应符合下列原则。
(1) 保证凸模能够顺利进入凹横①首先应保证凸模能够进入凹模,拉深方向与零件各侧壁面夹角>1 5o。
如图9一l所示为覆盖件的凹形决定了拉深方向的示意图t图9 l(a)所示的拉深方向表明凸模水能进人凹模,如覆盖件旋转一角度,采用如图9—1(b)所示的拉深方向·凸模才能进入凹模。
②正拉深、反拉深都要顺利,如图9—2所示。
(2) 凸模、毛坯接触状态开始拉深时,凸模与毛坯的接触面积要大,其巾心与冲模中心重合。
①凸模开始拉深时与毛坯的接触面积要大[图9 3(a)],若接触面积小.且接触面与水平面夹角。
大,会使应力集中,容易产生裂纹。
②凸模与毛坯的开始接触点接近中间部分[图9—3(b)],这样凸模在拉探过程中使材料均匀拉入凹模。
如果接触地方不接近中间,则在拉深过程中.拉深毛坯经凸模顶部由于窜动而影响表面质量。
图9—4所示为微型货车顶盖。
若按箭头l所示的拉深方向,虽满足了窗口部分的凸模能够进入凹模的要求,但n模开始拉深时与拉深毛坯接触面积小而又不在中间,这样在拉深过程中拉深毛坯容易产生开裂和坯料窜动而影响表面质量,因此不能采用。
考虑到整个拉深形状的条件,改变为按箭头2所示的拉深方向,其优点是凸模顶部是平的,凸模开始拉深时与坯料接触面积大而又在中间,有利于拉深,但窗口部分凸模不能进入凹模.则必须改变窗口部分凹形的形状。
其方法是从A线往左弯成水平面,参见图9 4(a),在拉深后的适当工序中再整形回来。
改变部分与整形回来部分的材料应是相等的。
③凸模与毛坯接触地方要多且分散、同时接触[图9—3(c)]。
若小同时接触,也会由于经凸模顶部产生窜动而影响拉深件的表面质量,为了使凸模开始拉深时与毛坯接触地方多又分散,可改变拉深方向,改善接触状态。
若拉深方向因拉深件确定了不能改变[图9 3(d)],只有在工艺补充部分想办法,即改变压料面形状为倾斜面,使两个地方同时接触。
(3) 压料面各部位进料阻力要均匀拉深深度均匀是保证压料面各部位进料阻力均匀的主要条件。
进料阻力不一样.在拉深过程中拉深毛坯就有可能经凸模顶部窜动,严重的会产生破裂和皱纹。
如图9—5所示为微型双排座汽车立柱的上段,若将拉深方向旋转6。
,则使压料面一样高,进料阻力均匀,同时凸模开始拉深时与拉深毛坯的接触地方接近中间,拉深成形好。
9.2.3覆盖件工艺补充为了实现覆盖件的拉深,需要将覆盖件的孔、开口、压料面等结构根据拉深工序的要求进行设计,这样的结构部分称为工艺补充。
工艺补充分为外补、内补,外补指凹模圆角半径以外的材料,内补指工艺孔和开口。
工件成形后,工艺外补充的一部分成为拉深件组成的部分,而残留部分在拉深完成后要将其修切掉,过多的工艺补充将增加材料的消耗。
因此,应在满足拉深条件的情况下,尽量减少工艺补充部分,以提高材料的利用率。
(1) 外补应考虑的问题①拉深进料条件。
拉深深度应尽量浅。
拉深深度的大小直接影响拉深成形。
拉深深度深,拉探困难,拉深时容易开裂,拉深深度浅,拉深成形容易,因此工艺补充部分应尽量使拉深深度浅,便于拉深成形。
②压料面的形状和位置。
尽量采用垂直修边。
垂直修边比水平或倾斜修边工艺补充部分少,模具结构简单,废料也易于排出。
③满足修边工序的工艺要求。
④工艺补充部分尽量小。
工艺补充部分在拉深以后被修掉,工艺补充部分是工艺上必要的材料消耗.因此在能够拉深出满意的拉深的条件下,应尽可能减少工艺补充部分,这样可以节约材料,图9—6为汽车前围板拉伸工艺补充部分的三个方案。
图9—6(a).将翻边展开为水平面;再加上工艺补充部分,垂直修边。
图9—6(b),将翻边展开为斜面;再加上工艺补充部分,垂直修边。
图9—6(c),将翻边展开为垂直面;再加上工艺补充部分.水平修边。
以上三个方案中,图9-6(a)最好,拉深深度浅,易成形,垂直修边,模具结构简单,工艺补充部分最少,节约材料。
⑤定位可靠。
要考虑拉深件在修边时和修边以后工序的定位可靠。
拉深件在修边时和修边以后工序的定位必须在确定拉深件工艺补充部分时考虑,一定要定位可靠,否则会影响修边和翻边的质量。
深的拉深件如汽车前围板、左右车门内蒙皮、后围板等用侧壁定位,浅的拉深件如汽车顶盖、左右车门外蒙皮、地板等用拉深槛定位。
而对一些不能用侧壁和拉深槛定位的零件,应采用拉深时穿刺孔或冲工艺孔来定位(图9—7)。