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汽车车身制造工艺学总结第一章冲压工艺概论冲压工艺概念：冲压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型的基础上，在常温条件下利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变型或分离，进而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。冲压三要素：板料、模具、冲压设备。冲压工艺特点:1生产效率高，操作简便，便于实现机械化与自动化。2冲压加工零件的尺寸精度是由模具保证的，一般不需要再进行机械切削加工，所以质量稳定，具有较高的尺寸精度3.冲压工艺能制造出其他金属加工方法所不能或难加工的，形状复杂的零件4.冲压加工一般不需加热毛胚，也不像切削加工那样需要切除大量金属，所以它不但节能，而且材料利用率高。冲压加工能获得强度高、刚度大且质量轻的零件，合适进行汽车车身零件的加工。5.冲压所用原材料多为轧制板料或带料，在冲压经过中材料外表一般不会被毁坏，所以外表质量较好，为后续外表处理工序提供了方便条件6.冲压件有较好的互换性。冲压工序分类:1分离工序：使冲压件或毛胚在冲压经过中沿一定的轮廓分离，同时冲压零件的分离断面要知足一定的断面质量要求。2成形工序：板料在不产生毁坏的前提下使毛胚发生塑性变形，获得所需求的形状和尺寸的零件。冲压工序四个基本工序：冲载包括冲孔、落料、修边、剖切弯曲、拉伸、局部成形塑性变形体积不变定律：塑性变形时物体主要发生形状的改变，而体积的变化很小，能够忽略不计，即：321+=0屈斯加屈从准则：任意应力状态下，只要最大剪应力到达某临界值，材料就屈从米塞斯修正：某点的等效应力到达某临界值，材料就开场屈从。冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。两种失稳现象：拉伸失稳：拉应力，缩颈，断裂，压缩失稳：压应力，起皱。成形极限：板料失稳前能到达的最大变形程度。总体成形极限和局部成形极限。成形极限高，板料好。板料冲压成形性能：破裂性，贴模性，定形性。后两者是决定零件形状尺寸精度的重要因素。冲压加工对冲压材料的要求：材料性能和外表质量及厚度公差两方面冲压加工对材料性能的要求1冲载加工用于冲载加工的材料，应具有足够的塑性和较低的硬度，这有利于提高冲载件的断面质量和尺寸精度。2弯曲加工用于弯曲成形的材料，要求具有足够的塑性、较低的屈从强度和较高的弹性模量。3、拉伸加工用于拉深成形的材料，要求具有高的塑性、低的屈从点和大的厚向异性系数，而硬度高的材料则难于进行拉深成形。力学性能指标对冲压性能影响：1屈从极限：趋向小的时候，变形抗力小，不易起皱，回弹小，贴模性、定形性好2屈强比：趋向小的时候，易产生塑形变形，不易破裂，提高拉伸极限3延伸率：总延伸率是拉断时的延伸率；均匀延伸率：局部集中变形，越高越好。屈从板料的尺寸精度对冲压性能影响最大的是板料的厚度公差。对板料的外表状况有如下要求1、外表光洁2、外表平整3、外表无锈冲压用钢板的类型：按刚得品质分，普通碳素钢、优质碳素构造钢、低合金高强度钢板。冲模的分类：1.按工艺性质分为冲裁模，弯曲模，拉深模和成形模等2.按工艺组合分为单工序模，连续模级进模和复合模3.按材料送进方式分为手动送料模，半自动送料模，自动送料模4.按适用范围分为通用膜和专用模5.按导向方式分为无导向模，导板导向模和导柱导向模6.按冲模的材料可分为钢模，塑料膜，低熔点合金模和锌基合金模冲模的构造：1.工艺零件：a.工作零件凸模，凹模，凸凹模，刃口镶块b.定位零件定位销，挡料板，导正销，导料板，定位侧刀，测压器c.压料，卸料，出料零件压力圈，卸料板，顶出器，顶销，推杆，推板，废料刀2.辅助零件:a.导向零件导柱，导套，导板，导块b.支承及支持零件上，下模板，模柄，固定板，垫板，限位器c.紧固零件螺钉，圆柱销d.缓冲零冲弹簧，橡皮冲模压力中心计算方法：1按比例画出凸模工作剖面的轮廓图；2在任一位置坐x-x轴和y-y轴；3计算各凸模冲裁件周长nLL.1；4计算各凸模重心到x-x轴的距离ny.y1以及y-y轴的距离nx.x15冲模压力中心位置由下式确定：=niiniiiniiniiiLyLyLxLx110110,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落料:从板料上冲下所需形状的零件或毛坯.冲孔:在工件上冲击出所需形状的孔.冲裁断面的三个特征区:圆角带,光亮带,断裂带.塑性好的材料,光亮带大,断裂带小.圆角带、光亮带三部分在冲裁件断面上必然存在。增加光亮带高度的关键:是延长塑性变形阶段，推延裂纹产生，这能够通过增加金属的塑性和减少刃口附近的变形与应力集中来实现。提高断面的光洁度和尺寸的精度,能够采取的措施:增加光亮带,修正工序冲裁间隙:间隙是指凸，凹模刃口工作部分尺寸之差。冲裁间隙的影响指凸在冲裁工作中，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。1.对冲裁件质量:分为间隙过小、间隙适宜、间隙过大三种情况，另有间隙不均匀:小的一边构成光亮带,大的一面构成很大的塌角。间隙过小:上下两面裂纹不重合,隔着一定的距离,相互平行,最后在其间构成毛刺和层片,并产生两个光亮带；间隙适宜:裂纹重合,断面光洁,略带斜度.。间隙过大:对于薄料会使材料拉入间隙中,构成拉长的毛刺,对于厚料则构成很大的塌角.2.对冲裁件尺寸精度间隙小时:落料制件尺寸大于凹模口尺寸,冲孔尺寸小于凸模尺寸.；间隙大时:落料制件尺寸小于凹模口尺寸,冲孔尺寸会大于凸模尺寸.3.对冲模寿命影响：大或小磨损加剧都减寿命4.对冲裁时各种力的影响：大力小反之刃口尺寸确定原则5点1落料凹模设计基准；冲孔凸模设计基准2磨损规律：凹模趋于落料件做小极限尺寸，凸模趋于冲孔件最大极限尺寸3凸凹模保证合理间隙间隙由基准件以外的件尺寸获得4凸凹模的制造公差与冲裁件尺寸精度合适5考虑模具制造的特点刃口尺寸确定方法：1.凸凹模分别加工：把模具的制造公差控制在间隙的变动范围内，是模具制造难度增加。主要用于冲裁件的形状简单、间隙较大、精度较低的模具或用线切割等精细设备加工凹凸模的模具。2.凸凹配分别加工：落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。降低冲裁力的措施：1.加热冲裁2.斜刃冲裁3.阶梯冲裁。三个力：从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力F卸；从凹模内向下推出工件或废料所需力称为推件力F推；从凹模内向上顶出工件或废料所需的力称为顶件力F顶。F卸=K卸F平，F推=nK推F平，F顶=K顶F平式中K卸卸料力系数K推推件力系数K顶顶件力系数n梗塞在凹模内的冲裁件数n=h/th凹模直壁洞口的高度对冲模的要求1.冲模应有足够的强度、刚度和相应的形状尺寸精度；2.冲模的主要零件应该有足够的耐磨性及使用寿命；3.冲模的构造应该确保操作安全、方便、便于管理与维修；4.冲模应有使材料顺利送进、工件方便取出、定位可靠的装置，以保住生产的工件质量稳定；5.为使冲模上下运动准确，需要有导向装置；6.冲模的加工和装配应尽可能简单，尽量采用标准件、通用件，缩短模具的制造周期，降低成本；7.冲模的工作依靠压力机的运动和能力，冲模的构造应与压力机的主要技术参数相适应。8.冲模应具有与压力机连接的部件，有搬运吊装部位，以适应安装和管理的需要。第三章弯曲工艺弯曲工艺计算：一.弯曲力的计算：1.自由弯曲：对V形件：trKBpb+=2t6.0自；对于U形件：trKBpb+=2t7.0自2.校正弯曲：Fqp=校3.顶件力和压料力:自pQ%80-%30=4.弯曲时压力机压力公称p确实定：对于有压料装置的自由弯曲：Qpp+自公称，对于校正弯曲：校公称pp二.弯曲件毛坯尺寸确实定：1.有圆角半径的弯曲：1计算直线段a,b,c,d的长度2根据tr/的值，查表出中性位置系数x(3)计算中性层弯曲半径：xtr+=4计算各弯曲段展开长度：180/iiiL=5计算毛坯的总长：nLLLcbaL.21+=2.铰链卷圆的展开长度计算：a型10180LKtRL+=b型210180LLKtRL+=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。毛坯的长度：根据应变中性层的定义，毛坯的长度等于中性层的长度。应变中性层位置用曲率半径p表示P=r+xt应变中性层：内外区之间有一层金属，其纤维尺度变形前后保持不变。外区近凹模拉伸，内区近凸模压缩回弹现象：精简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。回弹现象引起弯曲件形状和尺寸大小改变弯曲件回弹现象的理论分析：复杂在板料塑性弯曲时，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。弹性恢复方向相反，即外区缩短，内区伸长。回弹现象：精简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。回弹现象引起弯曲件形状和尺寸大小改变弯曲件质量问题：回弹、弯裂、偏移影响回弹的因素：精简1材料的机械性能2相对弯曲半径r/t3弯曲零件的形状4模具间隙，间隙大，回弹大。5弯曲校正力，越大，回弹越小。6弯曲方式a无底凹模自由弯曲大回弹b有底凹模校正弯曲小回弹影响回弹的因素：复杂1材料的机械性能材料的某项数值越大，弯曲回量也越大。材料的应变硬化指数n值越小，弯曲回弹量也越大2相对弯曲半径r/t当相对弯曲半径r/t减小时，回弹量的变化a相应减少3弯曲零件的形状弯曲零件的形状越复杂，互相制约作用越大4模具间隙，间隙大，回弹大。U形弯曲模的凸、凹模间隙越大，卸载后零件的回弹也越大5弯曲校正力，越大，回弹越小。弯曲校正力越大，卸载后零件的回弹量越小6弯曲方式a无底凹模自由弯曲大回弹b有底凹模校正弯曲小回弹(板料在无底凹模中弯曲时，卸载后零件的弯曲回弹量较大，板料在有底凹模中弯曲，弯曲回弹量小)减少回弹措施：精简1选用适宜材料及改良零件局部构造2补偿法3校正法4拉弯法减少回弹措施：复杂1选用适宜材料及改良零件局部构造采用弹性模量大、屈从强度小的材料，能够减少回弹。对于较硬的材料，弯曲成形前进行退火处理能够减少回弹。采用加热弯曲方法，利用热变形时材料的变形抵抗力下降、塑性增加的特点，可以以减少回弹。在弯曲零件的变形区压制适宜的加强筋2补偿法3校正法迫使变形区内层纤维切向产生拉伸应变4拉弯一般来讲，先弯曲后拉伸的工艺方案比先拉伸后弯曲的工艺方案好，拉完法的原理是在薄板弯曲的同时施加切向力，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，外层纤维的回弹趋势互相抵消，进而能够大大减少回弹。弯裂现象和弯曲成形极限薄板弯曲时，弯曲变形区的外层纤维遭到最大拉伸变形，随着相对弯曲半径r/t，的减小，弯曲变形程度逐步增大，外层纤维的最大拉伸变形也不断增大。当r/t减小到使外层纤维的拉伸变形超过材料的允许变形程度时，外层纤维将出现拉裂现象。此时弯曲变形到达极限的状态。弯曲偏移现象的产生：板料在弯曲经过中沿凹模圆角滑移时，会遭到凹模圆角处摩擦阻力的作用。当板料各边所受的摩擦阻力不等时，有可能使毛坯在弯曲经过中沿工件长度方向产生移动，使工件两直边的高度不符合图样的要求，这种现象成为偏移。防止偏移的措施：1.拟定工艺方案时，可将弯曲件不对称形状组合成对称形状，然后再切开2.在模具设计时采用压料装置3.要设计合理的定位板外形定位或定位销第四章拉深工艺毛坯尺寸确实定：2256.072.14rdrdHdD-+=，压料力qFQ=拉深拉延，压延：利用拉深杆将已冲裁好的平面毛坯压制成各种形状的开口空心零件或将已压制的开口空心毛坯进一步制成其他形状，尺寸的空心零件的冲压成形工序。拉深成形的本质就是凸缘法兰部分金属产生塑性流动，拉深成形经过就是使坯料逐步收缩为零件筒壁的经过。圆筒形拉深件的应力与应变五个区域：1.凸缘法兰区域凸缘部分是拉深成形的主要变形区域，该区材料在凸模拉深力的作用下不断被拉入凹模腔内，同时外缘直径不断缩小，因而，该处材料处于径向受拉、切向受压的应力状态，并在径向和切向分别产生伸长和压缩变形，板厚有增加，凸缘外边缘处板厚增加最大。当凸缘直径较大时，而板料又薄时，往往由于切向应力过大使凸缘失稳而拱起，即构成“起皱现象。2.凹模圆角区域当凸缘材料向凹模腔内流动进入凹模圆角区域时，材料在凹模圆角区域的边界处，首先经受一次由直变弯曲经过，以使坯料与凹模圆角贴合。当材料离开凹模圆角附加了弯曲阻力和摩擦阻力，造成拉深力大大增加。在凹模圆角区域：材料的应力状态为径向受拉、切向和厚向受压；应变状态为径向拉伸、切向压缩、厚度减薄。3.筒壁区域由于凸、凹模的间隙单边间隙略大于材料厚度，材料被拉入凹模腔内转化为筒壁后，直径基本不变了，所以筒壁区域的材料处于轴向受拉应力的单向应力状态和轴向伸长、厚度变薄筒底变薄而筒顶增厚的平面应变状态。4.凸模圆角区域该区材料也经历了两次弯曲，材料的变形流动方向为筒底流动到筒壁方向，该区域材料由于遭到凸模圆角的顶压和成形力的拉伸作用，板厚减薄严重，能够讲是整个圆筒形零件上变薄最严重的区域，拉深时成形极限是由该区的承载能力决定的。在凸模圆角区域，材料的应力是最严重的区域，拉深时成形极限是由该区的承载能力决定的。在凸模圆角区域，材料的应力是三维的，径向和切向为拉应力，厚向为压应力；应变状态也是三维的，径向和切向拉伸变形，厚向压缩变形。在凸模圆角处稍上一点的地点是筒壁变形最严重的地方，因此该处断面是拉深件的“危险断面，拉深件的拉裂毁坏多在此处发生。5.筒底区域凸模圆角处材料与模具的摩擦作用，大大减轻了筒壁轴向拉应力对筒底材料的拉伸变形，使筒底区域的变形程度很小，通常其拉伸变形量为1%2%，厚度减薄量为2%3%，因而可称筒底区域为小变形区或不变形区。筒底区域材料处于切向和径向受拉的平面应力状态；应变状态是三维的，切向与径向均为拉伸变形，厚向为压缩变形。拉深件质量问题：起皱，拉裂，外表划伤，形状否扭，回弹起皱：凸缘部分由于切向压应力过大造成材料失稳，使得拉伸件沿凸缘切向形状高低不平的皱纹。屈从应力s越大，)/(tDt-越小，则越易起皱。此外材料的弹性模量越小，抵抗失稳的能力越小。起皱影响外表质量，尺寸精度，增大拉深变形力甚至拉裂。防止起皱措施：5点采用压料装置、采用反拉深、采用拉深筋、采用软模拉深、采用锥形凹模拉裂：筒壁处所受拉应力超过了材料的强度极限防止拉裂措施：4点合理选用材料、正确确定凸凹模圆周半径、合理选取拉深系数、正确进行润滑盒形件与圆筒形件拉深成形异同:在变形性质上是一致的，变形区的材料都是在拉、压应力状态下产生塑性变形。不同点，盒形零件拉深变形时，沿变形区周边的应变分布式不均匀的，并随零件的几何参数、柸料形状及拉深成形条件的不同，这种不均匀变形程度也不同。第五章、局部成形工艺用各种不同变形性质的局部变形来改变毛坯或由冲裁、弯曲、拉深等方法制成的半成品的形状和尺寸的冲压成形工序称为据不成形。胀形：利用模具强迫板材厚度纸薄和外表积增大，得到所属几何形状和尺寸的制件的冲压成形的方法。翻边：利用模具把板料上的孔缘翻成竖边的冲压方法。常用胀形：起伏胀形、圆柱形毛坯或管形毛坯的胀形、平板毛坯的胀形外缘翻边：内凹外缘翻边，外凸翻边此页面能否是列表页或首页？未找到适宜正文内容。