汽车制造工艺冲压工艺全解.pptx
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1、4.1 4.1 冲压工艺概要冲压工艺概要冲压工艺概要 冲压件一般是通过冲裁、拉延、切边、冲孔、复合冲裁、弯曲、复合屈曲等工序中的若干种,冲压成指定形状。冲压工艺概要冲压工艺概要 第1页/共51页冲压件冲压件 汽车冲压件可分为车身冲压件与车架、车轮冲压件两大类。1车身冲压件 一般由0.61.2mm薄钢板制成,厚度大于1.6mm 的钢板只用在需要增强的零件上,数量不多。拉延是车身件成型方法的特点。2车架、车轮冲压件 一般由1.23.6mm 厚的钢板制成,有时也使用10mm左右的钢板。厚板成型以弯曲为主,在很多情况下不包括拉延成型。第2页/共51页类别零件名称件/辆工序数机床吨位/t模座面积模座面积
2、/mm2A顶篷、挡泥板、外护板、地板、保险杠、发动机罩8123660010003500200040002000B车门护板、车身内护板、行李箱盖板、仪表板、车轮罩盖、挡板2026564005002500150025001700C行李箱、侧板、中间柱、前柱、前侧支架件50363004002150120021501500D门铰链板、前围侧护板20302625015001000轿车车身冲压件与所用压力机规格轿车车身冲压件与所用压力机规格 第3页/共51页冲压生产线的控制冲压生产线的控制 一般来说,冲压生产线是针对产品零件而设计的,生产量确定后即可算出冲压设备负荷率。当设备负荷不平衡时,可更改设计或调整
3、生产计划以求平衡。通常,冲压生产时,根据后面工序的要求,核定冲压件库存量与最佳生产批量,并加以实施。标准的线生产速度如下:(1)连续自动压力机7001200件/h;(2)顺序加工冲压线1 2001300 件/h;(3)推杆式送料冲压线(AB级)450700 件/h;(4)梭式送料冲压线(AB级)600900件/h。第4页/共51页4.2 4.2 冲冲 压压 材材 料料冲压材料的特性要求 冲压用材料必须具备良好的拉延性、延展性、弯曲性、凸缘拉伸性,以及上述的复合成型性。如果当所选的材料与零件形状、冲模设计和加工条件不相适应时,将产生断裂、折皱、成型不完整(气眼、凸包、回弹)等缺陷。下图表示冲压成
4、型工艺体系与成型缺陷之间的关系。第5页/共51页冲压成型疵病分类与冲压工艺基础冲压成型疵病分类与冲压工艺基础 第6页/共51页材料选定材料选定冲压用钢板的选定大致可遵循下列顺序:1)新设计的冲压件与过去类似的冲压件做对比 2)试冲压 3)在生产准备阶段掌握材料成型的难易程度 4)对大量生产状况的监视与价值分析(VA)第7页/共51页冷轧钢板冷轧钢板 冷轧钢板的厚度在0.153.2mm之间,这种薄板的尺寸精度极高,具有美观平滑的表面,以及良好的机械性能和加工性,能够完美的用作车身护板。这类钢板的屈服点低,成型性和形状性好,也便于使用。第8页/共51页热轧钢板热轧钢板 热轧软钢板与冷轧钢板在成分上
5、几乎无差异,但因制造工艺不同,其机械性能、表面状况、尺寸精度、平整度等都低。厚度为1.21.6mm的热轧软钢板主要用在下车身零件与内护板,而要求强度的车梁、底盘零件与车轮等则以汽车构造用的热轧钢板制造。第9页/共51页表面处理钢板表面处理钢板 目前,实际采用的表面处理钢板有:金属电镀钢板、化学被膜生成处理钢板、非金属复层钢板等。1金属电镀钢板 电镀包括镀锌、镀铝、镀铅锡合金等数种。广泛使用镀锌钢板制造下部车身件、汽油箱、消声器等汽车零件。2非金属复层钢板 除正用在汽车内饰件上的聚氯乙烯复层的钢板和印有花纹图案的装饰钢板外,那些以提高冲压加工润滑性为目的的润滑处理钢板,以及提高抗蚀性的复层钢板也
6、正在实用化或研制之中。然而,由于这类钢板冲压的疵病,导致焊接性降低,以及对涂漆的影响,选用时必须慎重。第10页/共51页其他材料其他材料 由于美国安全标准的提高,以及要求生产出轻的减震性好的车身,现在已经开始采用加工性得到改善的低合金高强度钢板。此外,随着对汽车排气规定的严格化,提高了使用耐热材料的必要性,在排气净化装置中使用了不锈钢板。第11页/共51页4.3 4.3 冲冲 模模冲模设计冲模设计1冲压工艺规程 在冲压工艺规程中应标明冲压车间、冲压生产线、生产速度(单位时间的产量)、钢板级别与厚度、坯料尺寸、工序名称等。2模具种类 设计者根据工艺规程提出的要求,进行各道工序的模具设计。在成型方
7、法方面,模具可分为拉延模、弯曲模、冲裁模三类,而在模具构造、工序类别和压力机型式等方面,上述三类模具还可以细分。第12页/共51页 3模具构造 模具构造随零件形状、工艺、模具种类、自动化程度等因素而异。下图是以车门外护板为例,说明按工艺顺序排列的模具断面结构和零件简图。第13页/共51页4模具材料 材料选择是根据成型特点和加工部位决定的,对于模具的耐久性与寿命有很大影响。冲 模 材 料使使 用用 部部 位位1合金工具钢SKD1、SKD11、SKX4、SKX44、SKS3、SKS4用在严重磨损部位(拉延防皱压边面,弯曲模块、刀刃),需经热处理(根据使用要求进行镀硬铬、软氮化处理、碳化物气相沉积处
8、理等)2机器制造用碳素钢S55CS45C用在成品装置等辅助部分3一般构造用轧制钢SS41用于卸料器、缓冲器、衬板、模架等4灰口铸铁FC20、FC25、FC30用于一般零件、模架、底座、冲头、上下模本体、其他零件(用在无强度、刚度与耐磨性要求的部位)(用于对强度、刚度提出要求的部位)5球墨铸铁FCD55用于拉延、弯曲工序中需要强度、刚度、耐磨性的部位(底座、冲头、底座环、冲模固定板)冲模材料及其用途冲模材料及其用途 第14页/共51页5自动化与模具 由于引进了自动冲压生产线,近年来搬运自动化与无人管理化都有了进一步的发展,对于模具综合质量的要求也就越严格和更加复杂化了。例如,需装设保证安全的各种
9、连锁机构、零件送进与取出的检测装置、确定零件在模内位置的传感器等,从而除了在成型性之外,还在操作性方面对模具结构提出要求。第15页/共51页模具制造模具制造1模具制造工艺 一般来说,从粗加工、精加工直到装配的所有工序可按下列顺序进行:(1)基准面切削加工,(2)划线,(3)机械加工(通用机床切削加工,仿形加工,特殊加工(电火花加工),(4)精加工(曲面粗精加工,模具研配修正),(5)合模,(6)模具装配。模具制造的一般工艺过程模具制造的一般工艺过程 第16页/共51页 按主模型进行曲面加工需用种种复制模型。此外,在模具制造过程中还要使用外形样板和划线样板。2模型模型、样板的典型实例模型、样板的
10、典型实例 第17页/共51页4.4 4.4 冲冲 压压 工工 艺艺冲压车间平面布置冲压车间平面布置 冲压车间内部可按功能区分为四个部分:备料工段、伸压工段、模具堆放处、模修工段,必须使之具备相互协调的生产能力、面积和高效率的产品流动方向。第18页/共51页车身零件的冲压工艺车身零件的冲压工艺 汽车车身零件大多数是0.71.2mm厚的钢板经36道工序加工而成。实例:发动机罩内板是经四道工序成型,因为零件上有大型孔,确定冲压方式时,必须考虑到余料利用,其加工工序如下图所示。第19页/共51页a)拉深拉深 b)切边切边 c)冲孔冲孔 d)弯曲冲孔弯曲冲孔发动机罩内板的加工工序发动机罩内板的加工工序第
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