汽車制造工藝基礎(chǔ)（第3版）課件：車身沖壓

車身沖壓

從質(zhì)量分析來看，轎車車身占整車的40%～60%，載重車車身（又稱駕駛室）占整車的20%～30%；從制造成本上來看，轎車車身占整車的50%～70%，載貨車車身占整車的15%～30%從汽車發(fā)展趨勢(shì)來看，人們對(duì)汽車的安全性、舒適性、新穎性以及豪華檔次等特色的要求將越來越高，而這些特色很多要通過汽車車身來體現(xiàn)。汽車車身是一個(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，形成完整的車身。

第一節(jié)汽車車身覆蓋件一、汽車車身汽車的車身通常是由覆蓋件和一般沖壓件構(gòu)成的。汽車覆蓋件（簡(jiǎn)稱覆蓋件）是構(gòu)成駕駛室和車身的表面零件，以及覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤其它表面零件。覆蓋件通常可分為內(nèi)覆蓋件、外覆蓋件和骨架件。1、汽車車身結(jié)構(gòu)汽車車身主要覆蓋件有發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李箱蓋、車門、車頂、翼子板、前后底板等。

車身主要構(gòu)件

車身骨架主要構(gòu)件車身底板主要構(gòu)件車身側(cè)圍主要構(gòu)件車門主要構(gòu)件發(fā)動(dòng)機(jī)蓋主要構(gòu)件行李箱蓋主要構(gòu)件2．車身材料車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)越常使用在車身覆蓋件，鍍鋅板有單面和雙面鍍鋅板兩種。常見鍍鋅板號(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)汽車車身覆蓋件的要求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)汽車沖壓生產(chǎn)線一、沖壓設(shè)備沖壓車間主要設(shè)備有壓力機(jī)、開卷機(jī)和剪板機(jī)。在汽車沖壓車間常見壓力機(jī)有曲軸壓力機(jī)和偏心壓力機(jī)兩種。

二、汽車車身沖壓生產(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，有利于拉深過程中壓邊力的控制。因此，汽車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)線汽車車身生產(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。上料裝置也稱為拆垛進(jìn)給裝置，是汽車覆蓋件沖壓自動(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間；3）用打包機(jī)打包成塊；4）將壓好的廢料塊由專用運(yùn)輸車送出。

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，(圓錐銷)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可分為兩大類：一類是分離工序，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)力超過剪切強(qiáng)度極限τ，使得板料發(fā)生剪裂而分離。另一類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、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)語成形工序，也稱變形工序，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)過開卷、校平、落料后進(jìn)入沖壓生產(chǎn)線（如圖）。沖壓車間置備的大小不一的模具，就是用來壓制轎車上各種沖壓件的。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.左前門外板沖壓工藝流程左前門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、寶馬汽車側(cè)圍的沖壓工藝流程

第四節(jié)典型車身沖壓模具一、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：主要用來檢測(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)的翻邊模稱斜楔翻邊模。3．翻邊凹模對(duì)稱兩面向內(nèi)作水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱斜楔兩面開發(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)的翻邊模稱斜楔圓周開花翻邊模。5．翻邊凹模對(duì)稱兩面向外做水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的翻邊模稱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內(nèi)外全開花翻邊模。第五節(jié)質(zhì)量檢驗(yàn)與安全操作一、沖壓件常見缺陷及原因分析1.沖裁件的常見缺陷及原因分析沖裁件常見缺陷有：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.彎曲件的常見缺陷及原因分析彎曲件常見缺陷有：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缺陷及原因分析大型曲面拉深件常見的缺陷有：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)過油石磨過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

左前門檢具左前門總成檢具檢驗(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)及夾緊器均處于開啟（非工作）位置。步驟三，檢驗(yàn)左前門總成支撐臺(tái)用A1、A3、A5、A7、A9、A10。步驟四，清除左前門總成油污，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