汽車車身制造工藝0-1 緒論與沖壓工藝概論

1、汽車車身制造工藝學(xué)2汽車車身制造工藝學(xué)緒論3汽車車身制造工藝學(xué)緒緒 論論1. 1. 汽車制造業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的影響 汽車工業(yè)是產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度較高的一個產(chǎn)業(yè)。 汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來了就業(yè)，帶來了民生，帶來了人民消費(fèi)水平的提高，帶來了整個社會人民富裕程度的增加。 發(fā)展汽車工業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中一個重要的戰(zhàn)略，各個國家都把汽車工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。 4汽車車身制造工藝學(xué)緒緒 論論5汽車車身制造工藝學(xué)2. 2. 汽車的制造過程及其工藝 狹義地講，汽車的制造過程是指把汽車原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的全過程； 廣義地講，汽車的制造過程是從產(chǎn)品設(shè)計開始到成品出廠的全過程。 緒緒 論論汽車制造所需詳細(xì)工藝主要包括：

2、 鑄造，鍛造，沖壓，焊接，金屬切削加工，熱處理，裝配，汽車試驗(yàn)等。6汽車車身制造工藝學(xué)現(xiàn)代汽車制造流程鋼 板 剪切剪切 沖壓成形沖壓成形 壓制成型壓制成型 焊接焊接 涂裝涂裝 總裝總裝檢測檢測7汽車車身制造工藝學(xué)汽車產(chǎn)品的基本生產(chǎn)過程汽車產(chǎn)品的基本生產(chǎn)過程 緒緒 論論汽車車身制造工藝沖壓裝焊涂裝總裝8汽車車身制造工藝學(xué)主要內(nèi)容沖壓工藝沖壓工藝第一章 沖壓工藝概論第二章 沖裁工藝第三章 彎曲工藝第四章 拉深工藝第五章 局部成形工藝第六章 汽車覆蓋件沖壓工藝第七章 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)第八章 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)裝焊工藝裝焊工藝第九章 汽車車身裝焊工藝第十章 車身裝焊夾具第十一章 車身裝配

3、焊接生產(chǎn)線第十二章 汽車車身裝焊的質(zhì)量控制涂裝涂裝工藝工藝第十三章 汽車車身涂裝基礎(chǔ)第十四章 汽車車身用涂料第十五章 涂裝前表面處理第十六章 汽車車身涂裝工藝及設(shè)備9汽車車身制造工藝學(xué)汽車車身分類按用途分類按用途分類 : :轎車轎車 貨車駕駛室貨車駕駛室 客車客車 專用車身專用車身 按車身承載形式分按車身承載形式分: :非承載式車身非承載式車身 承載式車身承載式車身按車身結(jié)構(gòu)形式分按車身結(jié)構(gòu)形式分: :有骨架式車身有骨架式車身 無骨架式車身無骨架式車身 緒緒 論論10汽車車身制造工藝學(xué)按車身結(jié)構(gòu)形式分類1 1、有骨架式車身有骨架式車身（1）特征： 有獨(dú)立完整的車架 車架及車身之間采用彈性元件做

4、柔性連接 絕大部分載荷由車架承擔(dān)（2）應(yīng)用： 敞篷車， 貨車、客車、越野車， 高級轎車 緒緒 論論11汽車車身制造工藝學(xué)有骨架式車身結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：舒適性好：車身與車架之間通過彈性懸置裝置連接，能達(dá)到一種良好的隔振效果，提高乘坐舒適性。發(fā)動機(jī)不是直接固定在車身上，噪聲不易傳入車內(nèi)。整車縱向剛度大平穩(wěn)性好：由于底盤的質(zhì)量大，從而能夠降低后減緩由路面?zhèn)髦淋嚿砩系母鞣N沖擊，提高車身壽命。安全性好：車輛發(fā)生碰撞時，車架吸收一部分撞擊能量，安全性能得到提高。車身承載系數(shù)小。便于變型車的開發(fā)，以及車身外形的變化和換型設(shè)計。缺點(diǎn)：對沖壓設(shè)備、工裝夾具要求高車身笨重、質(zhì)量大、高度高 緒緒 論論12汽車車身制造工藝學(xué)

5、 有骨架式結(jié)構(gòu)車身緒緒 論論13汽車車身制造工藝學(xué)2 2、無、無骨架式骨架式車身車身結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（1）特征：是汽車沒有車架，車身就作為發(fā)動機(jī)和底盤各總成的安裝基礎(chǔ)，車身負(fù)載通過懸架裝置傳給車輪。（2）應(yīng)用：大部分轎車（3）優(yōu)點(diǎn)： 自重輕：由于車身所有承載構(gòu)件采用剛性焊接，有利于車身結(jié)構(gòu)最佳化設(shè)計。從而可實(shí)現(xiàn)車身質(zhì)量小，剛度高，并且降低成本。 整車高度低：室內(nèi)可利用的有效空間增大，可降低地板高度和整車高。車門門檻降低，使上下車更方便。 裝配容易：制造工藝性好，生產(chǎn)率高。 翻車安全性高（4）缺點(diǎn)： 舒適性較差：振動、噪聲易直接傳入車內(nèi) 整車縱向剛度低 設(shè)計要求高，不易改型：車身損壞后難以修復(fù)，不利于車

6、身變型等改型設(shè)計 防腐要求高 對沖壓設(shè)備要求高緒緒 論論14汽車車身制造工藝學(xué) 無骨架式車身緒緒 論論 15汽車車身制造工藝學(xué)白車身結(jié)構(gòu)緒緒 論論16汽車車身制造工藝學(xué)車身覆蓋件內(nèi)覆蓋件起加強(qiáng)剛性的作用；外覆蓋件主要起防護(hù)、美觀、降低風(fēng)阻的作用；緒緒 論論17汽車車身制造工藝學(xué)3. 3. 汽車車身制造工藝人員的根本任務(wù) 在保證汽車產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低生產(chǎn)成本、同時在保證汽車產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低生產(chǎn)成本、同時提高勞動生產(chǎn)率，是研究汽車提高勞動生產(chǎn)率，是研究汽車車身車身制造工藝的出發(fā)點(diǎn)，制造工藝的出發(fā)點(diǎn)，是汽車汽車車身車身制造工藝人員的根本任務(wù)。制造工藝人員的根本任務(wù)。 學(xué)習(xí)和研究汽車學(xué)習(xí)和研

7、究汽車車身車身制造制造工藝學(xué)的目的工藝學(xué)的目的 ： 研究保證汽車車身加工精度和表面質(zhì)量的方法，同時研究如何制訂工藝方案，其中包括加工方法的選擇、零件加工余量和工序尺寸的確定、零件基準(zhǔn)的選擇、工序的安排，以及設(shè)備與工裝的選擇等。緒緒 論論18汽車車身制造工藝學(xué) 汽車車身制造工藝學(xué)是汽車制造業(yè)工藝的核心，但并汽車車身制造工藝學(xué)是汽車制造業(yè)工藝的核心，但并不是制造工藝工作的全部。不是制造工藝工作的全部。 工藝人員不但要能熟練地制訂工藝，還要有相應(yīng)的工藝人員不但要能熟練地制訂工藝，還要有相應(yīng)的管理知識和能力，更要有相關(guān)專業(yè)的技術(shù)知識，并能經(jīng)管理知識和能力，更要有相關(guān)專業(yè)的技術(shù)知識，并能經(jīng)常在生產(chǎn)中調(diào)研

8、、總結(jié)，常在生產(chǎn)中調(diào)研、總結(jié)，密切研究國內(nèi)外汽車制造企業(yè)密切研究國內(nèi)外汽車制造企業(yè)的先進(jìn)制造工藝及技術(shù)動態(tài)等，才能成為具有較強(qiáng)能力的先進(jìn)制造工藝及技術(shù)動態(tài)等，才能成為具有較強(qiáng)能力的合格工藝人員。的合格工藝人員。緒緒 論論第一章 沖壓工藝概論20汽車車身制造工藝學(xué)一、沖壓工藝1.什么是沖壓成形？ 沖壓成形工藝是一種先進(jìn)的金屬加工工藝方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，在常溫條件下利用模具和沖壓設(shè)備對板料施加壓力，使板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件（沖壓件）。第一章 沖壓工藝概論21汽車車身制造工藝學(xué)沖壓加工的優(yōu)點(diǎn) 效率高 精度高 應(yīng)用廣 材料利用率高，性能好 表面

9、質(zhì)量高 互換性好第一章 沖壓工藝概論22汽車車身制造工藝學(xué)沖壓生產(chǎn)的三大要素沖壓生產(chǎn)的三大要素3.沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備1.板料板料2.模具模具第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論23汽車車身制造工藝學(xué)沖壓工序分類1.1.分離工序分離工序 分離工序是使仲壓件或毛坯在沖壓過程中沿一定的輪廓相互分離相互分離，同時沖壓零件的分離斷面要滿足一定的斷面質(zhì)量要求2.2.成形工序成形工序 成形工序是板料在不產(chǎn)生破壞不產(chǎn)生破壞的前提下使毛坯發(fā)生塑性變形，獲得所需求的形狀及尺寸的零件。第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論24汽車車身制造工藝學(xué)常用的分離工序第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論25汽車車身制造工藝

10、學(xué)常用的分離工序第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論26汽車車身制造工藝學(xué)常用的成形工序第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論27汽車車身制造工藝學(xué)常用的分離工序第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論28汽車車身制造工藝學(xué)最典型的四個基本工序最典型的四個基本工序1.沖裁2.彎曲3.拉深4.局部成形第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論29汽車車身制造工藝學(xué)具體應(yīng)用第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論30汽車車身制造工藝學(xué)汽車幾種覆蓋件的工藝過程汽車幾種覆蓋件的工藝過程 制制 件件 名名 稱稱 制制 件件 簡簡 圖圖 沖沖 壓壓 工工 藝藝 過過 程程 發(fā)動機(jī)蓋外板發(fā)動機(jī)蓋外板 頂頂 蓋蓋

11、下料下料 拉伸拉伸 切邊、沖孔切邊、沖孔 豎邊豎邊 翻邊翻邊 壓印、沖孔壓印、沖孔 檢驗(yàn)檢驗(yàn) 拉伸拉伸 切割切割 整形整形 反邊反邊 沖孔沖孔 沖孔沖孔 切割切割第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論31汽車車身制造工藝學(xué)汽車幾種覆蓋件的工藝過程汽車幾種覆蓋件的工藝過程 制制 件件 名名 稱稱 制制 件件 簡簡 圖圖 沖沖 壓壓 工工 藝藝 過過 程程 門里板 左右后側(cè)圍外板 拉深拉深整形并壓圓角整形并壓圓角修邊沖孔修邊沖孔翻邊沖孔壓圓角翻邊沖孔壓圓角翻邊翻邊沖孔沖孔校平校平 落料落料 拉伸拉伸 切邊、沖孔切邊、沖孔 整形整形 沖孔沖孔 沖孔沖孔 檢驗(yàn)檢驗(yàn) 第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概

12、論32汽車車身制造工藝學(xué)二、沖壓工藝金屬塑性變形的力學(xué)規(guī)律 一般情況下，單元體的三個主應(yīng)力存在，這種應(yīng)力狀態(tài)稱為三向應(yīng)力狀態(tài)，或稱空間、立體應(yīng)力狀態(tài)，如寬板彎曲變形。 板料的大多數(shù)成形工序，沿板料厚度方向的厚向應(yīng)力與其他兩個垂直方勻的主應(yīng)力（即徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力）比較，相對來說很小，可以忽略不什，如拉深、翻孔、相脹形變形，這種應(yīng)力狀態(tài)稱平面應(yīng)力狀態(tài)或兩向應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)或兩向應(yīng)力狀態(tài)。 在板料的內(nèi)孔邊緣和外形邊緣常常是自由表面，故徑向應(yīng)力為零，而板其厚向應(yīng)力也為零，三個主應(yīng)力中有兩個為零，只在一個方向有應(yīng)力，稱為單向應(yīng)力狀態(tài)。第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論33汽車車身制造工藝學(xué)第一

13、章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論塑性變形條件（屈服準(zhǔn)則）當(dāng)物體中某點(diǎn)處于單向應(yīng)力狀態(tài)時，只要該點(diǎn)的應(yīng)力達(dá)到村料的屈服極限，該點(diǎn)就進(jìn)入塑性狀態(tài)。而對于復(fù)雜的三向應(yīng)力狀態(tài)，只有當(dāng)各個應(yīng)力分量之間符合一定的關(guān)系時，該點(diǎn)寸開始屈服。這種關(guān)系就稱為塑性變形條件，或稱屈服準(zhǔn)則。屈斯加（H.Tresca）屈服準(zhǔn)則：任意應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到某臨界值時村料就屈服。這就是最大剪應(yīng)力理論，可表達(dá)為：米塞斯（V.Mises）對上述屈服準(zhǔn)則加以修正，提出：“當(dāng)某點(diǎn)的等效應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時，村料就開始屈服”。米塞斯屈服準(zhǔn)則可表達(dá)為：34汽車車身制造工藝學(xué)三、板料沖壓成形性能和成形極限1.概念：板料對沖壓成形

14、工藝（各種沖壓加工方法）的適應(yīng)能力稱為板料的沖壓成形性能。2.兩種失穩(wěn)現(xiàn)象拉伸失穩(wěn)：在板料在拉應(yīng)力作用下局部出現(xiàn)縮頸或斷裂 壓縮失穩(wěn)：板料在壓應(yīng)力作用下出現(xiàn)起皺第一章 沖壓工藝概論35汽車車身制造工藝學(xué)成形極限：板料在失穩(wěn)之前可以達(dá)到最大變形極限板料沖壓成形性能包括：. 抗破裂性. 貼模性. 定形性 板料的沖壓成形性能可由基本成形性能試驗(yàn)得到的的材料特性值（如單向拉伸試驗(yàn)測得的屈服應(yīng)力，延伸率來表示，也可由模擬成形性能試驗(yàn)所得到的材料某種成形性能指標(biāo)來表示。第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論36汽車車身制造工藝學(xué)成形極限圖（成形極限圖（FLD )FLD )1.概念2.理解第一章第一章 沖壓

15、工藝概論沖壓工藝概論37汽車車身制造工藝學(xué)3.網(wǎng)絡(luò)法第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論38汽車車身制造工藝學(xué)成形極限圖的應(yīng)用成形極限圖的應(yīng)用1.在模具的調(diào)試中解決零件局部的拉裂問題2.合理選用材料3.提高復(fù)雜壓件的成形質(zhì)量第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論39汽車車身制造工藝學(xué)四、車身沖壓用材料一、沖壓加工對沖壓件材料的要求 汽車車身沖壓件（覆蓋件）的材料除了要保證足夠的強(qiáng)度和剛性以滿足車身的使用性能外，還要求必須滿足沖壓工藝的要求。1.沖裁加工 用于沖栽加工的材料，應(yīng)具有足夠的塑性和較低的硬度，這有利于提高沖栽件的斷面質(zhì)量。2.彎曲加工 用于彎曲成形的材料，要求具有足夠的塑性、較低的

16、屈服強(qiáng)度和較高的彈性模量。塑性高的材料，在彎曲時不易開裂。3.拉深加工 用于拉深成形的材料，要求具有高的塑性、低的屈服點(diǎn)和大的厚向異性系數(shù)，而硬度高的材料則難于進(jìn)行拉深成形。第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論40汽車車身制造工藝學(xué)二、板料的質(zhì)量對沖壓性能的影響1.力學(xué)性能指標(biāo).屈服極限.屈強(qiáng)比.延伸率.硬化指數(shù).厚向異性系數(shù).板平面各向異向系數(shù)第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論41汽車車身制造工藝學(xué)2.化學(xué)成分和金相組織 材料的化學(xué)成分與沖壓性能有密切關(guān)系。一般來說，鋼中的碳、硅、磷、硫的含量增加，都會使村料的塑性降低，脆性增加，導(dǎo)致材壓性能變差，其中含碳量對材料的塑性影響最大。 鋼板金相組織的晶粒大小也直接影響沖壓性能。3.尺寸精度和表面質(zhì)量板料的厚度公差.表面光潔.表面平整.表面無銹第一章第一章 沖壓工藝概論沖壓工藝概論42汽車車身制造工藝學(xué)