2022年车身工艺设计规范-冲压 .pdf

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1、车身设计工艺规范-冲压西汉Windows 用户Sky123.Org 西汉君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回。君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。天生我材必有用，千金散尽还复来。烹羊宰牛且为乐，会须一饮三百杯。岑夫子，丹丘生，将进酒，杯莫停。与君歌一曲，请君为我倾耳听。钟鼓馔玉不足贵，但愿长醉不复醒。古来圣贤皆寂寞，惟有饮者留其名。陈王昔时宴平乐，斗酒十千恣欢谑。主人何为言少钱，径须沽取对君酌。五花马，千金裘，呼儿将出换美酒，与尔同销万古愁。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名

2、师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - 1 / 16车身设计工艺规范 -冲压目录1.1 冲裁设计 . 31.1.1 冲孔设计 . 3 1.1.1.1冲孔类型 . 3 1.1.1.2冲孔夹角 . 3 1.1.1.3在三个或多个面上的孔 . 5 1.1.1.4复杂孔 . 6 1.1.1.5孔自身尺寸限制 . 7 1.1.1.6孔的拐角半径 . 7 1.1.1.7孔边距 . 8 1.1.1.8常见标件过孔 . 12 1.1.1.9常见工艺孔类型 . 13 1.2 切边设计 . 14 1.2.1 切边设计 . 14 1.2.1.1 切边 .

3、 14 1.2.1.2 切块 . 14 1.2.1.3 冲裁面角度 . 15 1.2.1.4切边线到竖壁的距离 . 17 1.2.1.5切边线到切边线的距离 . 17 1.2.1.6 起伏切边 . 18 1.2.1.7切边线的搭接 . 19 1.2.1.8压缩/ 延伸缺口 . 19 1.2.1.9切裁角 . 20 冲裁设计常用参数 . 20 凹模直径估算参考 . 25 2.1 弯曲/ 翻边 . 25 2.1.1 弯曲/ 翻边设计 . 25 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

4、第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 2 / 162.1.2 翻边方向 . 26 2.1.3 翻边线夹角 . 27 2.1.4 单次负角翻边 . 27 2.1.5 二次翻边 . 28 2.2.1 翻边工艺性 . 28 2.2.1.1 一般原则 . 28 2.2.1.2 尺寸限制 . 29 2.2.2 常见翻边变形分析及工艺对策. 33 2.2.2.1直线翻边 . 33 2.2.2.2伸长翻边 . 34 2.2.2.3压缩翻边 . 35 2.2.3 翻遍间距离 . 36 2.2.4 翻边展开无互相重叠. 36 2.3 翻孔/ 自攻螺纹翻孔 / 转角翻边 . 37 3. 拉

5、深工艺 . 38 3.1 拉深工艺标准的使用. 41 3.2 零件拉深深度 . 42 3.3 拉延方向 . 42 3.4 圆角半径 . 44 3.5 拉深过渡角 . 44 3.6 拉深拔模斜角 . 45 3.7 内部成形角 . 46 3.8 平面圆角 . 46 3.9 拐角半径 . 47 3.10 拉延件成型难易判断 . 48 3.11 材料伸长率 . 49 3.12 倾斜面的起皱 / 波段防止 . 52 3.13 敞开拉深 . 53 典型拉延件设计参数 . 54 3.14 拉延成型加强筋 . 55 4. 推荐料厚 . 57 冲压零件成本控制 . 58 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

6、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3 / 161. 冲压设计规范1.1 冲裁设计规范：1.1.1冲孔设计冲孔工艺：冲孔特征包括所有前后、左右间距都小于或等于60mm 的内部孔。间距大于 60mm 的内部孔将作为切边特征在切边工艺标准中讨论。1.1.1.1 冲孔类型：指那些小于 60mm 的孔（对角线测量）。它可以是以下显示的9 种类型。这些标准是用来鉴别和减少需要特殊的冲孔设备的孔的类型。 A.标准孔类型： 2 种 （冲孔角度从 020，保守 15）

7、B非标准孔类型： 7 种标准典型孔型：典型的孔是那些尺寸/ 形状孔在 1 个或 2 个平面上，这些平面到基准面的角度 20。 这个标准是为了尽量地减少冲孔设备的投资。标准孔型图示：六种基本孔型：圆、方形、矩形、腰形、六边形、锁形1.1.1.2 冲孔夹角注意事项标准孔I标准孔II翻孔孔在三个或更多面上刺破孔切口切口复杂孔：所在面夹角大于20沉孔名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - 4 / 16冲孔夹角：冲孔夹角是指孔中

8、心线与冲压方向的夹角。孔的尺寸与精度保持与孔中心线的相关性。 孔中心线与孔所在平面垂直， 并不一定与冲压方向一致。此特征的目的是防止冲头的断裂，避免使用特制的冲头或者避免增加模具或斜楔。图示如下：d（mm ）d6 56d12 10d12 15工艺设计须严格按照此表设计、评估以两个方向倾斜着时的最大容许角度如下记：（参考，不要求掌握）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 5 / 16孔拐角半径一般原则孔拐角半径 R 所

9、有钢板（ t 1.5mm 和所有铝材内板（ t 1.5mm 所有钢板（t 1.5mm ）和所有铝材内板 （t 1.5mm ）所有铝材外板选取结果0.5mm 半径1.0mm 半径0.3mm半径标准0.5mm 半径1.0mm 半径0.3mm半径偏差（增加模具费用）不适用于不规则孔0.5mm 半径1.0mm 半径0.3mm半径要求更改设计（所有孔）注：这个标准不适用于，在复杂孔上的孔和尖锐的拐角落料时： 90时 r0.30 t ； 90 时 r 0.5t 冲孔时： 90时 r0.35 t ； 90 时 r 0.6t 孔拐角半径一般按上表取0.5mm半径或 1mm 半径， 但若不满足红色虚线框校核要求

10、的，应按红色虚线框内尺寸要求并取整，除非拐角R有其他配合要求。尽可能避免尖角冲裁结构。冲裁夹角建议大于 60 ，最小不得低于 30 ，否则凸凹模具寿命及零件尺寸精度将无法保证。零件尖角部位的冲裁， 凹模通常采用拼镶式结构，这类模具结构复杂，将增加其制造和维修成本。如下图：冲裁圆角尺寸无要求时推荐 r2 t 对于大型汽车覆盖件，当冲裁夹角 10mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 6 / 161.1.1.7.3

11、孔与孔的关系：孔与孔的关系包括两个冲孔之间或两冲头杆部之间的距离（以最接近者为准） ，当分开冲孔时，只要D34mm 就可认为是非标（与冲模工程师讨论） 。非标值可能要求非标冲孔设备和/ 或去掉退料橡胶。冲孔与冲孔之间：下表中的数值是从孔中心到孔中心的测量值，以说明在冲孔操作中标准冲头杆部之间距离。距离（ D2 ）孔中心到孔中心 ( 绿色为标准值，蓝色为非标一，红色为非标二 )总装螺栓螺母过孔 : 序号螺母大小第一层零件过孔大小第二层零件过孔大小第三层零件过孔大小1 M5 6 7 8 2 M6 7 8 9 3 M8 10 12 14 4 M10 12 14 16 5 M12 14 16 18 名

12、师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - 7 / 16复杂切口复杂切口标准不合理切口形状不能为圆形圆形要求更改设计切边偏移距离1.0mm 2 边1.0mm 强烈要求更改设计切边线相交角尖角 2 边切边线相交角不是尖角的要求更改设计1.2.1.4切边线到竖壁的距离特征描述：切边线到竖壁的距离是指内部或外部的冲切线到冲切线所在的面与相邻冲裁墙理论交线的距离。冲切水平距离F 是指冲切线到圆弧与面相切的切线的距离。该标准是为了保证

13、足够的强度的退料块（切边线所在面在相邻冲裁墙下方时） 和足够强度的下模切边镶块 （切边线所在面在相邻冲裁墙上方时） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 8 / 16切边线到竖壁的距离水平距离 F 竖壁夹角 A 切边线到竖壁的距离5mm 最小值308mm 如果冲裁墙高度 H小于 D （切边线到竖壁的距离），D可以取等于 H的数值（但必须保证大于等于5mm的标准）20 TO 30 12mm 10 TO 20 16mm

14、 0 TO 10 20mm 0 （BACK DRAFT）20mm 说明孔边距孔对边边对边修边冲孔不在同一工序内孔边距极限尺寸b1.5t c2.0t 同一工序内进行修边冲孔采用整体式凹模b2.5t.and.5mm c3.0t.and.6mm 另外，被铆接零件的孔间距和孔边距至少应保证 3.0t ，否则，零件铆接时由于孔的变形会产生铆接不牢靠的问题。大型汽车覆盖件冲孔时通常采用凹模标准件并于一道工序内冲出，此时模具成本最低，但对零件孔型有要求。圆形孔最小孔间距应保证： a(d1-D1)+(d2-D2)/2 。如下图 : A A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

15、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 9 / 16对于异形孔，最小孔间距可参照下面的凹模标准件尺寸进行相关计算: 大型汽车覆盖件， 通常修边与冲孔同时进行。 当冲孔凹模采用标准件时， 修边刃口距凹模标准件至少有10mm 距离，即孔边距应保证b10+(d-D)/2 。如下图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - -

16、- 10 / 16凹模直径估算参考：2.1.1 弯曲/ 翻边设计弯曲： 将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。弯曲主要有三种：1. 直线弯曲：用 V形或 U形的凸模和凹模将板坯沿直线进行的弯曲。2. 辊弯：板料受辊轴旋转时摩擦力的作用，连续进入辊轴之间而产生塑性弯曲的方法。如下图：卷圆：把板料端部弯曲成接近封闭圆筒的成形方法。如下图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - 11 / 1

17、6翻边：在板坯的平面部分或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法。翻边主要有三种：1. 翻边：2. 翻孔：在预先制好孔的半成品上或未经制孔的板料上冲制出竖直边缘的成形方法，是平面翻边的一种。3. 扭曲： 将冲压制件在扭矩的作用下， 扭转成一定角度零件的成形方法。2.1.2 翻边方向特征定义：翻边方向决定于第一级翻边与冲压方向之间的相对关系，本标准的目的是为了防止在模具上采用双向压料芯。图 A标准也可在模具上同时冲孔。双向压料料名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

18、12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 12 / 16翻边方向图 A 翻边与冲压方向一致标准- 第一选择（可在模具上同时冲孔）图 B 翻边与冲压方向相反标准- 第二选择（在模具上不能同时冲孔）图 C 上下均有翻边复杂- 增加模具成本采用双向压料芯，在模具上不能同时冲孔（上下双向压料）2.1.3 翻边线夹角特征定义：翻边线夹角是指当翻边线在正视图方向有夹角时，假设一条边为水平，另一条边与冲压方向的夹角。 此标准的目的是为防止起皱或材料堆积。如下图：翻边线夹角翻边高度：F 翻边高度3.0mm 符合标准3.0mm 超出标准值（增加模具成本）注 1 ：该标准不适合翻孔工艺；注 2

19、：包边之前的折边请参考包边标准。2.2.2.2 伸长翻边：翻边线为内凹曲线且或翻边所在的面为上翘曲面，此时翻边处受拉应力，板料产生伸长变形。R翻边外边缘 R翻边线（翻边工序前，FLANGE 展开状态）翻边前修边线 (TR LINE) 长度 翻边后修边线(TR LINE) 长度如下图：当翻边伸长趋势很严重时应在翻边线以外的翻边展开面上合理的布置一些凸点，在翻边前依靠这些凸点事先存一定的料，避免翻边时因材料伸长变形导致制件出现缺料开裂。如下图 : 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

20、- 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - 13 / 16伸长翻边是可以通过增加修边线的方法来解决，加长修边线的长度在工艺补充面上增加了凸筋。如下图 : 2.3 翻孔/ 自攻螺纹翻孔 / 转角翻边 (1)平板上进行翻孔，一次翻孔高度受材料塑性的限制，翻孔过高就会产生裂纹，其最大允许翻孔高度为：hmax=d*(1-kmax)/2+0.43r 式中：kmax为极限翻孔系数。(5). 对于两端开口的拉延件， 应尽量避免不等高法兰。 不等法兰高度的零件容易在压边及成形过程中产生歪扭，虽经最后压平，如果是外板情况 ; 这种方法对于产品外表面有影响会导致表面质量种产会有问题 ,所以

21、要特别注意 . 典型翻边图示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 14 / 162)使左右，前后方向的压料面高度不发生太大差异，高度差异太大的话材料投入时会发生固定问题。如下图： 初期接触点在平面状态上看时最好是在一直线。如果不是一直线的话在材料初期与凸模接触时不是以线接触而是只接触中央一点会发生褶皱，就算最终展开此褶也会留下褶痕迹，有在表面发生不良情况。3.4 圆角半径特征定义：圆角半径是两零件面相交形成的弯曲半

22、径，此处不适用于翻边、开口零件与风格造型。仅评估内表面半径。此处首要目的是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - 15 / 16牌号用途机械性能屈服强度Mpa 不小于抗拉强度Mpa 不小于断后伸长率不小于公称厚度 mm r 值n 值0.60 0.60 1.0 1.0 1.6 1.6 不小于不小于SPCC 一般用270 34 36 37 38 SPCD 冲压用270 36 38 39 40 SPCE 、SPCEN 深冲

23、用210 270 38 40 41 42 DC01(ST12) 一般用130260 270 28 30 32 34 DC03(ST13) 冲压用120240 270 32 34 35 36 DC04(ST14 、ST15）深冲用120210 270 36 38 39 40 1.50 0.18 DC05 （BSC2 ）特深冲用110190 260 38 39 40 41 1.80 0.20 DC06 （ST16、ST14T、BSC3 ）超深冲用100180 260 39 40 41 42 2.00 0.22 BLC 一般用140270 270 36 38 40 42 BLD 冲压用120240

24、270 38 40 42 44 1.40 0.18 BUSD 深冲用120210 260 40 42 44 46 1.60 0.20 BUFD 特深冲用120190 250 42 44 46 48 1.80 0.21 BSUFD 超深冲用110180 250 44 46 48 50 2.00 0.22 St37-2G 结构件215 360510 20 St44-3G 结构件245 430580 18 St52-3G 结构件、加强件325 510680 16 B170P1(超低碳钢) 冲压用170260 340 36 38 40 1.50 0.18 B210P1(超低碳钢) 一般用210310

25、390 32 34 36 1.50 0.18 B250P1(超低碳钢) 结构用250360 440 30 32 34 B180P2(BP340)(低碳钢 ) 一般用180280 340 30 B220P2(BP380)(低碳钢结构用220320 380 28 B140H1 深冲压用140230 270 41 30 1.60 0.20 B180H1 冲压用180280 340 35 30 1.40 0.18 B180H2(BH340) 冲压用180280 340 32 30 1.40 0.18 B240/390DP 结构件240380 390 29 31 33 B280/440DP 结构件、加强

26、件280420 440 26 28 30 B340/590DP 结构件、加强件340500 590 16 18 20 B400/780DP 结构件400590 780 - 14 16 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 16 / 164. 推荐料厚：推荐的冷连轧钢板及钢带公称厚度有：t=0.3 ，0.35 ，0.4 ，0.45，0.5 ，0.6 ，0.7 ，0.75 ，0.8 ，0.9 ，1.0，1.1 ，1.2

27、 ，1.5 ，1.6 ，1.75 ，1.8 ，2.0 ，2.5 ，3.0 ，3.2 ，3.5 ，车用热轧板从 1.2mm到 3mm 以上都有， 热轧板厚度误差依次从 0.1-0.26 不等。优先选择红色字体料厚。冲压零件成本控制汽车冲压零件的成本控制主要包括如下几个方面： 理分块设计； 减少材料消耗； 提高生产效率； 降低冲模费用；改善零件的工艺性；合理安排生产工序；缩减生产辅料消耗。其中、和条是与零件设计相关的。合理分块设计：汽车覆盖件分块时首先要考虑的问题是材料尺寸规格的限制，主要是材料的宽度尺寸。除此之外还应当考虑如下几方面问题：(1)冲压的工艺性。能一次拉延出来的零件应尽可能保持完整，

28、拉延的难易程度是决定分块形式的首要因素。(2)成本方面考虑。全面衡量零件的材料成本和制造成本，尤其是材料成本，其中重点考查零件原材料消耗。(3)焊接的工艺性。(4)装配的工艺性。零件的合并通常是选择不可见的内板件，零件合并以后可以省去一些用于零件装配的附件， 例如支架。 对于可见的外板件通常不考虑合并。零件合并存在一个较大的不足就是可能造成过多的材料消耗，这就需要考虑废料的二次利用问题。减少材料消耗：冲压零件设计将直接影响到零件的加工和制造，其中最主要的是零件质量、材料成本和工具成本， 应给予足够的重视。 工具成本主要与模具的数量及复杂程度有关， 是由零件的结构工艺性决定的， 而材料的成本则主

29、要决定于原材料消耗。冲压零件的材料成本一般占其总成本的 3/5 4/5 ，因此减少材料消耗对降低零件的成本意义重大。从设计方面来考虑减少材料消耗的具体措施有：(1) 在满足零件功能、强度和使用要求的前提下选用廉价钢板材料。(2) 采用更高强度级别的材料以减薄钢板的厚度。一个通用的原则是：冲压零件尽量选用最小料厚以减少零件的成本和重量。但料厚减薄会带来一系列问题， 如降低了零件的冲压成形能力， 并导致模具成本的增加。增加通用件和对称件也是降低成本的重要手段。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -