汽車(chē)制造工藝基礎(chǔ)（第3版）課件：車(chē)身沖壓

車(chē)身沖壓

從質(zhì)量分析來(lái)看，轎車(chē)車(chē)身占整車(chē)的40%～60%，載重車(chē)車(chē)身（又稱(chēng)駕駛室）占整車(chē)的20%～30%；從制造成本上來(lái)看，轎車(chē)車(chē)身占整車(chē)的50%～70%，載貨車(chē)車(chē)身占整車(chē)的15%～30%從汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，人們對(duì)汽車(chē)的安全性、舒適性、新穎性以及豪華檔次等特色的要求將越來(lái)越高，而這些特色很多要通過(guò)汽車(chē)車(chē)身來(lái)體現(xiàn)。汽車(chē)車(chē)身是一個(gè)形狀復(fù)雜的空間薄壁殼體。它的主要零部件均由鋼板沖壓焊接而成，然后進(jìn)行涂漆以增加美觀和防蝕性，最后裝上各種內(nèi)飾件，形成完整的車(chē)身。

第一節(jié)汽車(chē)車(chē)身覆蓋件一、汽車(chē)車(chē)身汽車(chē)的車(chē)身通常是由覆蓋件和一般沖壓件構(gòu)成的。汽車(chē)覆蓋件（簡(jiǎn)稱(chēng)覆蓋件）是構(gòu)成駕駛室和車(chē)身的表面零件，以及覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)其它表面零件。覆蓋件通?？煞譃閮?nèi)覆蓋件、外覆蓋件和骨架件。1、汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)汽車(chē)車(chē)身主要覆蓋件有發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李箱蓋、車(chē)門(mén)、車(chē)頂、翼子板、前后底板等。

車(chē)身主要構(gòu)件

車(chē)身骨架主要構(gòu)件車(chē)身底板主要構(gòu)件車(chē)身側(cè)圍主要構(gòu)件車(chē)門(mén)主要構(gòu)件發(fā)動(dòng)機(jī)蓋主要構(gòu)件行李箱蓋主要構(gòu)件2．車(chē)身材料車(chē)身沖壓件所用的材料均為冷軋薄鋼板，按沖壓級(jí)別可分：最復(fù)雜拉深級(jí)（用ZF表示）、很復(fù)雜拉深級(jí)（HF）、復(fù)雜拉深級(jí)（F）、最拉深級(jí)（Z）、深拉深級(jí)（S）、普通拉深級(jí)（P）。鍍鋅板的拉深性能優(yōu)越常使用在車(chē)身覆蓋件，鍍鋅板有單面和雙面鍍鋅板兩種。常見(jiàn)鍍鋅板號(hào)牌有st1203、st1303、st1403、st1305、st1405、08ZF等。號(hào)牌中st12，st13，st14表示材料塑性，數(shù)字越大，塑性越好，“03”“05”表示材料表面質(zhì)量，05表面光潔，缺陷少，常用于外覆件。二、對(duì)汽車(chē)車(chē)身覆蓋件的要求1.表面質(zhì)量：覆蓋件表面不允許波紋、皺紋、凹痕、邊緣拉痕、擦傷以及其他破壞表面完美的缺陷。2.尺寸和形狀應(yīng)符合覆蓋件圖和汽車(chē)主模型：覆蓋件間的裝配多用點(diǎn)焊，間用螺釘連接。裝配連接處的兩個(gè)覆蓋件的空間曲面必須一致，銜接處也是如此。3.剛性：在拉延過(guò)程中，由于材料的塑性變形不夠而使覆蓋件的一些部位剛性差，造成覆蓋件受振動(dòng)后就會(huì)產(chǎn)生空洞聲。4.工藝性：覆蓋件的工藝性關(guān)鍵在于拉延的可能性和可靠性，即拉延的工藝性。而拉延工藝性的好壞主要取決于覆蓋件的形狀。第二節(jié)汽車(chē)沖壓生產(chǎn)線一、沖壓設(shè)備沖壓車(chē)間主要設(shè)備有壓力機(jī)、開(kāi)卷機(jī)和剪板機(jī)。在汽車(chē)沖壓車(chē)間常見(jiàn)壓力機(jī)有曲軸壓力機(jī)和偏心壓力機(jī)兩種。

二、汽車(chē)車(chē)身沖壓生產(chǎn)特點(diǎn)1、拉深工序多采用寬臺(tái)面雙動(dòng)壓力機(jī)

雙動(dòng)壓力機(jī)有分別運(yùn)動(dòng)的內(nèi)、外兩個(gè)滑塊，內(nèi)滑塊提供拉深成形力，外滑塊提供很大而穩(wěn)定的壓力邊，有利于拉深過(guò)程中壓邊力的控制。因此，汽車(chē)覆蓋件的拉深工序廣泛采用（10000～20000）kN的雙動(dòng)壓力機(jī)。

2、廣泛采用單動(dòng)寬臺(tái)面多點(diǎn)壓力機(jī)由于汽車(chē)覆蓋件輪廓尺寸大而材料厚度小，所需臺(tái)面尺寸較大，在修邊、校形、翻邊、沖孔等工序的偏心力較大，因而廣泛采用寬臺(tái)面多點(diǎn)壓力機(jī)。3、廣泛采用沖壓生產(chǎn)線汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)都是大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定質(zhì)量，一般采用沖壓生產(chǎn)線方式生產(chǎn)。三、沖壓生產(chǎn)線

根據(jù)產(chǎn)量的不同，生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度也不同。半自動(dòng)化生產(chǎn)線：人工上料、取件，由傳送帶在設(shè)備間運(yùn)輸半成品件；自動(dòng)化生產(chǎn)線：自動(dòng)上料、取件，由傳送帶在設(shè)備間運(yùn)輸半成品件；全自動(dòng)化生產(chǎn)線（如圖）：卷材開(kāi)卷線、上料、涂潤(rùn)滑油、取件、工序件翻轉(zhuǎn)、輸送、工序件的質(zhì)量檢測(cè)等全部由程序控制或電腦控制，全生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)無(wú)人化生產(chǎn)。

1.壓力機(jī)單機(jī)機(jī)械化和自動(dòng)化自動(dòng)化的壓力機(jī)安裝了自動(dòng)上、下料裝置。最常用的自動(dòng)下（卸）料裝置是各種類(lèi)型的機(jī)械手或接觸器。它們大多數(shù)安裝在壓力機(jī)上，也有的是單獨(dú)安裝。2.沖壓自動(dòng)線的機(jī)械裝置沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械化裝置由上料、下料、翻轉(zhuǎn)和傳送等裝置構(gòu)成。上料裝置也稱(chēng)為拆垛進(jìn)給裝置，是汽車(chē)覆蓋件沖壓自動(dòng)線必不可少的機(jī)械化裝置。上料下料裝置是一種用于兩臺(tái)壓力機(jī)之間的組合式結(jié)構(gòu)，同時(shí)完成工作的下料、傳送和上料三種動(dòng)作。翻轉(zhuǎn)裝置一般是由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)輪和過(guò)載離合器等組成。3.沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線，按其機(jī)械結(jié)構(gòu)，可分為剛性連接的自動(dòng)線和柔性連接的半自動(dòng)生產(chǎn)線。

四、坯料準(zhǔn)備的自動(dòng)化和機(jī)械化用來(lái)剪切板料的普通剪板機(jī)的機(jī)械化一般由升降料臺(tái)、板料的分放機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)和堆垛機(jī)構(gòu)等組成

五、廢料處理方式1）廢料的收集。2）由地下輸送帶將廢料送處理車(chē)間；3）用打包機(jī)打包成塊；4）將壓好的廢料塊由專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)送出。

第三節(jié)沖壓工藝流程

一、冷沖模的基本結(jié)構(gòu)冷沖模的基本結(jié)構(gòu)分為上，下兩部分，上半部分有模柄，上模座，上模墊板，上模固定板，凸模，卸料板，卸料橡皮(彈簧)，推料桿，內(nèi)六角螺栓，圓柱銷(xiāo)，(圓錐銷(xiāo))等；下半部分有下模座，下模墊板，凹模，定位板以及導(dǎo)柱導(dǎo)套等。二、沖壓工藝相關(guān)概念沖壓工藝流程概括起來(lái)可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是分離工序，主要包括剪裁，沖裁（落料、沖邊、切邊）等，其特點(diǎn)是板料受外力后，剪切應(yīng)力超過(guò)剪切強(qiáng)度極限τ，使得板料發(fā)生剪裂而分離。另一類(lèi)是變形工序或成形工序，主要包括彎曲、拉延及成形（起伏即凸筋和凹行翻邊）等，其特點(diǎn)是板料受外力后，應(yīng)力超過(guò)屈服極限Q，但低于抗拉強(qiáng)度經(jīng)塑性變形后成一定形狀。1.分離工序相關(guān)工藝術(shù)語(yǔ)沖裁是利用沖模使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。沖裁包含：落料、沖孔、沖缺、沖槽、切斷、鑿切、切邊、切舌、切開(kāi)、整修等分離工序。工序簡(jiǎn)圖落料沖孔切邊切口工序簡(jiǎn)圖切舌剖切整修精沖切斷2．成形工序相關(guān)工藝術(shù)語(yǔ)成形工序，也稱(chēng)變形工序，包括：彎曲、拉延、拉深、壓凸、壓筋、卷邊、校平、卷邊、整形、翻邊等。工序簡(jiǎn)圖彎曲卷邊扭曲拉伸反拉伸工序簡(jiǎn)圖變薄拉伸脹形整形縮口擴(kuò)口工序簡(jiǎn)圖翻邊壓凸壓筋翻孔校平工序簡(jiǎn)圖刻印拉橋去毛刺倒角沖敲落孔三、典型零件的沖壓工藝流程

卷材經(jīng)過(guò)開(kāi)卷、校平、落料后進(jìn)入沖壓生產(chǎn)線（如圖）。沖壓車(chē)間置備的大小不一的模具，就是用來(lái)壓制轎車(chē)上各種沖壓件的。復(fù)雜的沖壓件往往需要幾副模具，經(jīng)過(guò)幾道工序才能完成。1.發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板沖壓工藝流程發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板其沖壓工藝流程采用五道工序：（1）上拉延油。

（2）拉深。（3）切邊，在單動(dòng)壓力機(jī)上切邊沖孔，通常4人操作，每次行程1件。（4）切邊翻邊，在單動(dòng)壓力機(jī)上翻邊切，通常4人操作，每次行程1件。（5）翻邊，在單動(dòng)壓力機(jī)上翻邊，通常2人操作，每次行程一件。

2.左前門(mén)外板沖壓工藝流程左前門(mén)外板沖壓工藝流程采用六道工序：（1）上拉延油；（2）拉深，在單動(dòng)壓力機(jī)上拉深，4人操作，每次行程1件。（3）沖孔，在單動(dòng)壓力機(jī)上沖孔。4人操作每次行程1件。（4）切邊、沖孔，在單動(dòng)機(jī)上切邊、沖孔。4人操作每次行程1件。（5）成形，翻邊。在單動(dòng)機(jī)上成形，4人操作。每次行程1件。（6）成形。在單動(dòng)壓力機(jī)上成形，4人操作，每次行程1件。五、寶馬汽車(chē)側(cè)圍的沖壓工藝流程

第四節(jié)典型車(chē)身沖壓模具一、拉延模拉延模主要由固定座、壓邊圈、頂出器、凸模和凹模五個(gè)部件組成。1．凸模及其它組件

自潤(rùn)導(dǎo)板：主要起導(dǎo)向作用，材質(zhì)通常是HT300；調(diào)整墊塊：主要用來(lái)調(diào)整凸模及壓邊圈是否敦實(shí)，材質(zhì)通常是45；鑄入式起重棒：主要是用在起吊模具，材質(zhì)通常是45.2.壓邊圈及其它組件壓邊圈本體：材質(zhì)通常采用MoCr鑄鐵；壓力調(diào)整墊：用來(lái)調(diào)整壓邊力等，材質(zhì)通常為45；定位板組件：主要用于毛坯板料的定位，材質(zhì)通常為A3；安全螺栓合件：主要是防止壓邊圖在受力時(shí)抬得過(guò)高。

3、凹模及其它組件凹模本體：材質(zhì)通常采用MoCr鑄鐵；壓印標(biāo)記銷(xiāo)：主要用來(lái)檢測(cè)試模時(shí)模具是否合到底排氣管：主要用于排氣，材質(zhì)通常為直徑為6的銅管二、修邊模

三、翻邊模

1．翻邊凸模式或翻邊凹模作垂直方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱(chēng)垂直翻邊模。2．翻邊凹模單面向內(nèi)作水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱(chēng)斜楔翻邊模。3．翻邊凹模對(duì)稱(chēng)兩面向內(nèi)作水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱(chēng)斜楔兩面開(kāi)發(fā)翻邊模。4．翻邊凹模三面或封閉向內(nèi)作水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱(chēng)斜楔圓周開(kāi)花翻邊模。5．翻邊凹模對(duì)稱(chēng)兩面向外做水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱(chēng)斜楔兩面向外翻邊模。6．覆蓋件窗口的封閉向外翻邊的翻邊模稱(chēng)內(nèi)外全開(kāi)花翻邊模。第五節(jié)質(zhì)量檢驗(yàn)與安全操作一、沖壓件常見(jiàn)缺陷及原因分析1.沖裁件的常見(jiàn)缺陷及原因分析沖裁件常見(jiàn)缺陷有：毛刺、制件表面翹曲、尺寸超差。1)毛刺2)制件翹曲不平3)尺寸精度超差2.彎曲件的常見(jiàn)缺陷及原因分析彎曲件常見(jiàn)缺陷有：形狀與尺寸不符、彎裂、表面擦傷、撓度和扭曲等。1)形狀與尺寸不符2)彎曲裂紋3)表面擦（拉）傷3.大型曲面拉深件的常見(jiàn)缺陷及原因分析大型曲面拉深件常見(jiàn)的缺陷有：裂紋和破裂、皺紋和折紋、棱線不清、剛度差、表面劃痕、表面粗糙和滑移線等。1)裂紋和破裂2)皺紋和折紋3)棱線不清4)剛性差5)表面劃痕（拉傷）6)表面粗糙和滑移線二、沖壓件質(zhì)量檢驗(yàn)等級(jí)劃分缺陷認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)Ａ級(jí)缺陷超出規(guī)定很大的偏差，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的顧客也能發(fā)現(xiàn)的缺陷，該缺陷能引起嚴(yán)重的功能障礙，如滲水，危及整車(chē)安全性等。B級(jí)缺陷一般指用油石磨件檢驗(yàn)之前就能摸出或看出的表面缺陷。C級(jí)缺陷在目視難以發(fā)現(xiàn)或手摸較難確認(rèn)的情況下，經(jīng)過(guò)油石磨過(guò)沖壓件后便能看到的缺陷。沖壓件缺陷等級(jí)劃分通常分為Ａ級(jí)、B級(jí)、C級(jí)三種。。1．外觀檢查（1）外觀檢驗(yàn)方法外觀檢驗(yàn)方法主要有觸摸檢查、油石打磨、柔性紗網(wǎng)的打磨和涂油檢查。1)觸摸檢查2)油石打磨3)柔性紗網(wǎng)的打磨

(2)外觀缺陷檢查標(biāo)準(zhǔn)及描述①裂紋

②縮頸③坑包④變形⑤麻點(diǎn)⑥銹蝕⑦材料缺陷鍍鋅表面疏松⑧起皺⑨毛刺⑩拉毛、壓痕及劃傷11)圓角不順12)疊料2.尺寸檢驗(yàn)（1）尺寸檢驗(yàn)的方法

①人工檢測(cè)利用檢具、鋼板尺、間隙尺、孔塞規(guī)等工具，對(duì)沖壓件的孔位置、大小、型面尺寸、料邊等部位進(jìn)行人工測(cè)量，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)品樣板，對(duì)沖壓件的尺寸進(jìn)行確認(rèn)。②自動(dòng)測(cè)量

利用三坐標(biāo)、掃描等專(zhuān)業(yè)測(cè)量設(shè)備對(duì)沖壓件孔位置、型面尺寸等進(jìn)行精確測(cè)量?？兹?guī)（2）尺寸缺陷檢查標(biāo)準(zhǔn)及描述①孔偏、少孔檢查方法：檢具測(cè)量、三坐標(biāo)測(cè)量

②孔徑不符檢查方法：間隙尺、游標(biāo)卡尺使用孔塞規(guī)檢測(cè)孔徑③少邊、多料檢查方法：檢具測(cè)量、間隙尺、鋼板尺、三坐標(biāo)測(cè)量

壓合邊少邊④型面尺寸不符檢查方法：檢具測(cè)量、間隙尺、鋼板尺、三坐標(biāo)測(cè)量（3）典型檢具的使用

左前門(mén)檢具左前門(mén)總成檢具檢驗(yàn)步驟步驟一，將檢具放置平穩(wěn)，清除干凈工作表面。步驟二，確認(rèn)所有樣規(guī)及夾緊器均處于開(kāi)啟（非工作）位置。步驟三，檢驗(yàn)左前門(mén)總成支撐臺(tái)用A1、A3、A5、A7、A9、A10。步驟四，清除左前門(mén)總成油污，將檢測(cè)件對(duì)準(zhǔn)B、C基準(zhǔn)，輕放在檢具上，然后用A基準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)夾緊器夾緊產(chǎn)品件。該步驟要注意將檢測(cè)件與檢具型面貼服擺放，輕拿輕放，避免沖壓件嗑碰變形及損壞檢具。步驟五，將樣規(guī)4-10處于工作位置后鎖緊；步驟六，按