03汽車車身構(gòu)造與修復(fù)第三部分

第三部分汽身制造工藝一、車身沖壓工藝基礎(chǔ)情境一：車身沖壓1．車身沖壓概述車身沖壓是最基本、最傳統(tǒng)、最重要的金屬加工方法之一。都是經(jīng)沖壓成形持術(shù)正向精密、多功能、高效節(jié)能、安全清潔的行產(chǎn)方向發(fā)展。它的工藝水平及質(zhì)量，在較大程度上對汽車制造質(zhì)量和成本有直接的影響。汽車沖壓工藝技術(shù)切開是將材料沿敞開輪廊局部而不是完全分離的一種沖壓序。被切開面分離的材料位于或基本位于分離前所外的平面上。反拉深是把空心工序件內(nèi)壁外翻的一種拉深工序。VS2．沖壓工藝術(shù)語（1）切開（2）反拉深（反拉延）將原有的外表內(nèi)翻，劃痕將不影響外觀①②③④⑤⑥材料流動方向與正拉拉深相反材料彎曲與反彎曲次數(shù)較少，有利于成型與凹模接觸面大，材料流動阻力大拉深力可比正拉深力大20%左右反拉深系數(shù)不能太大特點（3）沖裁（4）拉深（5）彎曲（6）翻邊利用沖模使用部分材料或工序件與另一部分材料、工（序）件或廢料分離的一種沖壓工序。將平直毛坯或工序件變?yōu)榭招募?，或者把空心件進(jìn)一步改變形和尺寸的一種沖壓工序，拉深時主要依靠凸模以外的材料流入凹模而形成。彎曲是利用壓力使材料產(chǎn)生塑性變形，從而彎曲成有一定曲率、一定角度的形狀沖壓工序。翻邊是沿外形曲線周圍將材料翻成側(cè)立短邊的一種沖工序。工藝設(shè)備操作簡便，生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機械化與自動化。（1）可以獲得其他加工方法不能制造或難以制造的形狀復(fù)雜的零件。（2）廢料較少，用料經(jīng)濟(jì)，表面質(zhì)量好能顯著降低成本。（3）模具制造費用高，不宜用于單件小批量的零件生產(chǎn)。（4）3．沖壓工藝特點二、車身沖壓設(shè)備1．沖壓設(shè)備的選用沖壓設(shè)備的類型根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)、沖壓能力的大小、模具結(jié)構(gòu)、模具幾何尺寸及生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等多種因素，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場來選用。比較常用的是曲柄壓力機。工作部分由曲柄、連桿和滑動等組成，電機通過小齒輪、大齒輪及離合器將運動傳遞給曲柄，曲柄的回轉(zhuǎn)運動通過連桿變成滑塊的上下往復(fù)直線運動。床身保證滑塊運動方向準(zhǔn)確，使上下模具之間不產(chǎn)生水平錯移，床身4是所有運動部分的支撐件，并且把壓力機的全部機構(gòu)連成一個整體。傳動系統(tǒng)包括齒輪傳動、帶傳動機構(gòu)等，起動能傳遞和減速作用。操縱系統(tǒng)壓力機的操縱是通過腳踏板、離合器和制動器的配合實現(xiàn)的，用于控制工作機構(gòu)的啟動、工作和停止。能源系統(tǒng)包括電動機、飛輪。飛輪是為了儲蓄能量并使負(fù)荷均勻，使能量利用經(jīng)濟(jì)。2．沖壓設(shè)備的類型曲柄壓力機的組成部分曲柄壓力機是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種機械壓力機，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，動作平穩(wěn)，工作可靠。按用途分類按結(jié)構(gòu)形式分類①開式②閉式按傳動位置分類按曲柄連桿數(shù)分類按滑塊個數(shù)分類①動②雙動③三動①單點②雙點③四點①上傳動②傳動①通用②專用（1）曲柄壓力機的分類公稱壓力是指當(dāng)滑塊運動到距下死點前一定距離（公稱壓力行程）或曲柄旋轉(zhuǎn)到下死點前某一角度（公稱壓力角）時，滑塊上允許的最大工作壓力?；瑝K行程次數(shù)是指滑塊空載時，每分鐘上下往復(fù)運動的次數(shù)。有負(fù)載時，實際滑塊行程次數(shù)小于空載次數(shù)。對于自動送料曲柄壓力機，滑塊行程次數(shù)越高，生產(chǎn)效率越高。①公稱壓力②滑塊行程③滑塊行程次數(shù)滑塊行程指滑塊從上死點運動到下死點所走過的距離，它的大小與壓力機的工藝用途有很大的關(guān)系。曲柄壓力機的基本參數(shù)表示壓力機的工藝性能和應(yīng)用范圍，是選用壓力機和設(shè)計模具的主要依據(jù)。（3）曲柄壓力機的技術(shù)參數(shù)START!FINISH!④裝模高度和封閉高度也稱閉合高度是指壓力機滑塊處于下死點位置時，滑塊下表面到工作墊板上表面的距離，等于壓力機的封閉高度減去墊板厚度的差值。⑤工作臺尺寸和滑塊底面尺寸這些尺寸與模具外形和模具安裝方法有關(guān)。⑥模柄孔尺寸當(dāng)模具需要用模柄與滑塊相連時，模具的模柄尺寸應(yīng)與滑塊內(nèi)模柄孔的尺寸相協(xié)調(diào)。3．液壓機（1）概述液壓機工作平穩(wěn)，壓力大，操作空間大，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。廣泛應(yīng)用于拉深、成形工節(jié)。液壓機（2）液壓機型號的表示方法4．新開型伺服壓力機采用了適應(yīng)性很強的伺服驅(qū)動技術(shù)，使機械壓力機的高效率與靈活性有機地結(jié)合起來。新型伺服壓力機電動機直接與偏心曲柄齒輪相互連接，可以任意地調(diào)節(jié)曲柄機構(gòu)的運動速度。匹配性很高，用戶可以通過減速拉延加工實現(xiàn)或者保持恒定的沖壓運動速度。特點

①沖裁使板料實現(xiàn)分離的部壓工序。②彎曲將板料沿彎曲線成一定的角度和形狀的沖壓工序。③拉深將平面板料變成各種開口空心零件的沖壓工序。④局部成形用各種不同性質(zhì)的據(jù)部變形來改變毛坯或沖壓成形工序。

三、車身沖壓生產(chǎn)1.概述（1）沖壓工藝的特點及沖壓工序的分類沖壓是一種金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓金設(shè)備對板料施加壓力，使板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得沖壓件。沖壓工序按加工性質(zhì)的不同，可分為兩大類型：分離工序和成形工序。（2）沖壓工序可分為四個基本工序（3）幾種汽車覆蓋件的沖壓工藝（4）汽車沖壓工藝汽車沖壓工藝流程圖汽車覆蓋件的沖壓工藝表（一）汽車覆蓋件的沖壓工藝表（二）汽車覆蓋件的沖壓工藝，通常都是由拉深、修邊沖孔、翻邊整三個基本工序組成。2．塑性變形理論（1）塑性塑性是指在外力作用下，材料能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力。塑性越好的材料越適合做沖壓成形的材料。塑性因不同的金屬和不同的變性條件均會表現(xiàn)不同。（2）塑性變形變形的定義是物質(zhì)-包括流體及固體在一定的條件下，在外力的作用下產(chǎn)生形變，當(dāng)施加的外力撤除或消失后該物體不能恢復(fù)原狀的一種物理現(xiàn)象。（3）屈服準(zhǔn)則當(dāng)物體中某點處于單向應(yīng)力狀態(tài)時，只要該向應(yīng)力達(dá)到材料的屈服極限，即可由彈性狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)。只有當(dāng)各個應(yīng)力分量之間符合一定的關(guān)系時，該點才開始屈服。這種關(guān)系就稱為屈服原則，或稱為塑性變形原則。123（4）影響塑性變形的因素1345672金屬的成分和組織結(jié)構(gòu)變形溫度應(yīng)力狀態(tài)變形速度分散變形尺寸因素周圍介質(zhì)一是變形金屬本身的晶格類型，化學(xué)成份和組織狀態(tài)等內(nèi)在因素；二是變形時的外條件，如變形溫度、變形速度和變形的力學(xué)狀態(tài)等。（5）提高塑性的主要途徑控制化學(xué)成分、改善組織結(jié)構(gòu)。提高材料的成分和組織的均勻性。采用合適的變形溫度速度制度。避免加熱和加工時周圍介質(zhì)的不良影響。選用三向壓應(yīng)力較強的變形過程，減小變形的不均勻性，盡量造成均勻的變形狀態(tài)。①②③④⑤3．沖裁分離工藝沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少的工藝裝備，凸凹模刃鋒利，間隙小。沖裁模的分類表（1）沖裁模分類及結(jié)構(gòu)簡介（2）沖裁分離過程①彈性變形階段②塑性變形階段③斷震分離階段在凸、凹模壓力的作用下，使板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸和彎曲等變形。當(dāng)凸模繼續(xù)下壓時，材科內(nèi)的應(yīng)山達(dá)到屈服點，板料進(jìn)入塑性變形階段。當(dāng)凸模繼續(xù)壓入時，剪裂紋不斷地向板料內(nèi)部擴(kuò)展；當(dāng)上、下裂紋相遇時，則板料被拉斷分離。（3）沖裁間隙①間隙對沖壓力的影響②間隙對模具壽命的影響③沖裁間隙的確定間隙增大，材料容易斷裂分離,因此沖裁山減小；但若繼續(xù)增大間隙，因裂紋不重食，沖裁力下降緩慢。模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。模具失效的形式一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。沖裁間隙的數(shù)值，主要與材料牌號、供應(yīng)狀態(tài)和厚度有關(guān)，一般生產(chǎn)中沖裁間隙常用查表法確定。沖裁模中凸、凹模刃口橫向尺寸的差值沖裁間隙是指沖裁模中凸、凹模刃口橫向尺寸的差值。雙面間隙用Z表示，單面間隙為Z/2。0102一般刃口的確定原則①凸、凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。②凸、凹模之間應(yīng)保證有合理間隙。③凸、凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)。常見的刃口尺寸確定方法①凸、凹模分別加工：分別規(guī)定凸、凹模的尺寸和公差，分別進(jìn)行制造。②凸、凹模配合加工：用凸模與凹模相互單配的方法來保證合理間隙。（4）沖裁刃口尺寸（5）沖裁力和沖裁方法簡介①一般刃口的確定原則其沖裁力F平計算公式：A-剪切斷面面積；L-沖裁件周長；τ-材料抗剪強度；t-材料厚度。②常見沖裁方法加熱沖裁：把材料加熱后沖裁，可以大大降低其抗剪強度。斜刃沖裁：用普通的平刃口模具沖裁時，其整個刃口平面都同時接觸板料，故在沖裁大型零件或厚板料時，沖裁力很大。階梯沖裁：在多凸模的沖模中，將凸模做成不同高度，采用階梯布置，可使各凸模沖裁力的最大值不同時出現(xiàn)，從而降低沖裁力。工作原理①彈性彎曲：在變形開始時變形程度較小，坯料變形區(qū)應(yīng)力最大的的內(nèi)、外表面的材料沒有產(chǎn)生屈服，變形區(qū)內(nèi)材料僅為彈性變形。②彈-塑性彎曲：隨著變形的增大，坯料變形區(qū)內(nèi)、外表面材料，首先屈服，進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，隨著變形的進(jìn)一步增大，塑性變形由表面向中心逐擴(kuò)展。③純塑性彎曲：當(dāng)發(fā)動機控制單元停止激活噴嘴電磁閥后，電磁閥針閥回位，燃油被泵活塞排出到供油管，泄壓。噴嘴針閥關(guān)閉，主噴射循環(huán)結(jié)束。變曲坯料變形區(qū)切向應(yīng)力分布4．彎曲成型工藝（1）彎曲變形概述在彎曲工藝上的彎曲是指將板料毛坯、棒料、管材和型材彎成具有一定曲率、一定角度和形狀的沖壓成形工序。

①彎曲圓角部分是彎曲變形的主要區(qū)域。②彎曲變形區(qū)內(nèi)的中性層。③變形區(qū)材料存在厚度變薄的現(xiàn)象。④變形區(qū)中板料橫斷面變形分寬板和窄板兩種情況：寬板彎曲時橫斷面幾乎不變，仍保持原來的形狀；窄板彎曲時原矩形斷面成了扇形

彎曲變形特點測量彎曲前后網(wǎng)格的尺寸和形狀變化情況測量彎曲前后網(wǎng)格的尺寸和形狀變化情況（2）彎曲力的計算P=kbt2/（rp+t）*σbσb-材料抗拉強度；rp-凸模圓角半徑；b-彎曲線長度；t-材料厚度；k-系數(shù)③頂件力和壓料力①自由彎曲力的計算②校正彎曲時的彎曲力的計算P=F*qP-校正彎曲力；F-校正部分投影面積；q-單位校正力對于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力或壓料力Q值可近似取自由彎曲力的30%～80%。材料的機械性能啟相對彎曲半徑彎曲零件的形狀模具隙彎曲校正力彎曲方式（3）彎曲過程中常見現(xiàn)象和處理措施彎曲件常見缺陷：回彈、彎裂、偏移。①彎曲過程中回彈現(xiàn)象和處理措施影響回彈的因素選用合適材料及改進(jìn)零件局部結(jié)構(gòu)補償法校正法拉彎法減少回彈的措施04030201經(jīng)冷變形硬化的材料，可熱處理后再彎曲。清除沖裁毛刺，或?qū)⒂忻痰囊幻嫣幱趶澢軌旱膬?nèi)緣。對于低塑性的材料或厚料，可采用加熱彎曲。采取兩次彎曲的工藝方法，中間加一次退火。②彎曲過程中彎曲裂現(xiàn)象和處理措施當(dāng)板料各邊在彎曲過程中沿凹模圓角滑移時受到的凹模圓角處摩擦阻力作用不等時，有可能使毛坯在彎曲過程中沿工件長度方向產(chǎn)生移動，使工件兩直邊的高度不符合圖樣的要求，這種現(xiàn)象稱為偏移。制件毛坯不對稱。工件結(jié)構(gòu)不對稱。彎曲模結(jié)構(gòu)不合理。凸、凹模的圓角不對稱、間隙不對稱。VS偏移現(xiàn)象的產(chǎn)生偏移產(chǎn)生的原因防止偏移的措施防止偏移的措施主要是在模具設(shè)計時盡量使用相關(guān)裝置，使毛坯在壓緊狀態(tài)逐漸彎曲成形。以及在擬定工藝方案時，可將彎曲件不對稱形狀組合成對稱形狀，然后再切開。此外，還可以設(shè)計合理的定位板或定們銷，保證毛坯在模具中定位可靠。彎曲毛坯的定位要準(zhǔn)確、可靠，盡可能是水平放置。多次彎曲最好使用同一基準(zhǔn)定位。要點一要能防止毛坯在變形過程中發(fā)生位移，毛坯的安放和制件的取出要方便、安全和操作簡單。要點二模具結(jié)構(gòu)盡量簡單，并且便于調(diào)整修理。要點三（4）彎曲模設(shè)計簡介彎曲模的結(jié)構(gòu)主要取決于彎曲件的形狀及彎曲工序的安排。有的彎曲模只有一個簡單的垂直運動；有的則除了垂直運動外，還有一個乃至多個水平動作，相對比較復(fù)雜。彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計要點5．局部成形工藝（1）概述局部成形也就是用各種不同變形性質(zhì)的局部變形來改變毛坯的形狀和尺寸的沖壓成形的工序。在汽車車身制造中應(yīng)用廣泛的主要有脹形、翻邊、校平和整形工序。（2）脹形工藝①概述利用模具強迫板料厚度減薄和表面積增大，得到提需向何形狀和尺寸的制件。常用的脹形有起伏脹形、圓柱形毛坯（或管形毛坯）的脹形和平板毛坯的脹形。剛性凸模脹形橡皮凸模脹形液體凸模脹形汽車覆蓋件等形狀復(fù)雜的零件的成形也經(jīng)常包含脹形成分。脹形可采用不同的方法來實現(xiàn)。如剛性凸模脹形、橡皮脹形和液壓脹形。②脹形成形特點材料的塑性變形局限于談到菜區(qū)范圍內(nèi)，變形區(qū)外的材料不向變形區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移。③脹形成形的工藝方法平板坯料的起伏成形；壓加強筋（形式）；壓凸包；空氣坯料的脹形。脹形變形區(qū)各種脹形制件（3）翻邊工藝翻邊就是利用模具把板料上的孔緣或外緣翻成豎邊（側(cè)壁）的沖壓方法。①圓孔翻邊（翻孔）是把預(yù)先加工在平面上的圓孔周邊翻起擴(kuò)大，成為具有一定高度的直壁孔部，是一種拉延類平面翻邊。圓孔翻邊切向拉延的變形切向拉延的應(yīng)變②外緣翻邊伸長類翻邊。壓縮類翻邊。壓縮類平面翻邊：也要采用防皺的壓料裝置；也需修正坯料的展開形狀。壓縮類曲面翻邊：凹模的曲面形狀應(yīng)修正；沖壓方向的選取原則與伸長類曲面翻邊時相同。伸長類翻邊壓縮類翻邊

①概述

校形：屬于修整形的成形工序，它包括兩種情況，一種為將毛坯或沖裁件的一平度和撓曲壓平，即所謂的校平；另一種為將彎曲、拉深或其他成形件校正最終的正確形狀，即所謂整形。目地：使沖壓件獲得高精度的平面度、圓角半徑和形狀尺寸。②校平和整形的共同特點（4）校平和整形只在工序件局部位置使其產(chǎn)生不大的塑料變形；模具的清度比較高；所用設(shè)備最好為精壓機，若用械村力機時，機床應(yīng)有較好的剛度，并需要裝有過載保護(hù)裝置。四、汽車覆蓋件的沖壓工藝

定義汽車覆蓋件主要是指構(gòu)成駕駛室、乘坐室和車身的表面零件，也包括覆蓋發(fā)動機和底盤的某些表面零件。外覆蓋件指人們直接看到的車身外部的裸露件。內(nèi)覆蓋件指車身殼體內(nèi)部的覆蓋件，如車門內(nèi)板。

1．汽車覆蓋件（1）概述（2）汽車覆蓋件材料及性能一方面應(yīng)通過產(chǎn)品的設(shè)計提高沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性來改善沖壓過程中材料的變形條件，以降低對材料的質(zhì)量要求。

另一方面應(yīng)選擇具有適當(dāng)沖壓成形性能的材料，以適應(yīng)沖壓過程的變形要求，保證制件質(zhì)量。

（3）汽車覆蓋件成形特點①一次深成形②拉脹復(fù)合成形③局部成形④變形路徑變化（4）覆蓋件沖壓工藝的基本工序及其設(shè)計①覆蓋件沖壓工藝的基體工序及其安排②沖壓工藝方案設(shè)計③車身覆蓋件結(jié)構(gòu)特點基本工序有：落料、拉深、整形、修邊、翻邊和沖孔等。查閱相關(guān)資料；對零件圖和拉深圖進(jìn)行分板；覆蓋件拉深圖的再設(shè)計。輪廓尺寸大；輪廓尺寸大；相對厚度??；形狀復(fù)雜。（5）汽車覆蓋件拉深工藝設(shè)計汽車覆蓋件拉深成形工藝的設(shè)計原則①一次拉深成形②布置拉深筋③拉深件局部形狀的修改④調(diào)整工藝孔成工藝切口的設(shè)置⑤拉深工序中的沖孔預(yù)防發(fā)生變形⑥毛狀態(tài)，有時得做毛坯預(yù)成形⑦要有利于后工序加工01拉深工序多采用寬臺面雙動壓力機廣泛采用單動寬臺面多點壓力機廣泛采用沖壓生產(chǎn)線沖壓生產(chǎn)線的自動化廢料處理方式02030405（6）拉深模①特點②汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)設(shè)備的特點1432拉深工序多采用寬臺同雙動壓力機廣泛采用單動寬臺面多點壓力機廣泛采用沖壓生產(chǎn)線沖壓生產(chǎn)線的自動化汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)設(shè)備表③汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)設(shè)備的選用情境二：車身焊接一、車身焊接工藝基礎(chǔ)1．裝焊基礎(chǔ)（1）焊接的實質(zhì)利用局部加熱或局部加壓，或兩者兼用的方法，使被連接處的金屬溶化或者達(dá)到塑性狀態(tài)，以促使兩金屬的原子相互滲合并接近到一定的金屬晶格距離。（2）焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇對焊接結(jié)構(gòu)來說，材料的焊接性不能只強調(diào)選用高強度、高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)材料。還應(yīng)該考濾制造成本、生產(chǎn)周期及材料加工性能。汽車焊接線構(gòu)選用材料一般可焊性都較好，車身大都采用可焊性較好的低碳鋼冷軋板材。焊接接頭形式風(fēng)窗橫斷面圖改變車身零件的形狀消除或減少缺陷搭接與彎邊接頭二、點焊工藝1.點焊兩焊件被壓緊于兩柱形電極之間并通以強大的電流，抻用電阻熱將工作焊接區(qū)加熱到形成應(yīng)有尺寸的熔化核心為止，然后切斷電源，熔核在壓力作用下冷卻結(jié)晶形成焊點。焊接熱源來自內(nèi)部必須施加壓力不需真充材料、保護(hù)劑（1）點焊的特點優(yōu)點焊接質(zhì)量好生產(chǎn)率高省材料，成本低勞動條件好缺點尚無可靠的無損檢驗方法設(shè)備較復(fù)雜維修困難受限制較多0102操作簡單靈活機動性較差（2）點焊的優(yōu)缺點①休止階段鍛壓階段焊接階段預(yù)壓階段②③④（3）點焊的過程（4）車身裝配點焊的質(zhì)量控制影響焊接質(zhì)量的三個因素：1零件裝配焊件的表面清理點焊時的分流與焊點間距23（5）焊接缺陷的形成原因和防止措施點焊機按用途可分：通用（固定式；移動式或懸掛式點焊機）與專用（多點點焊機）①點焊機的