鈑金件工藝性講座.ppt

1、工藝性基礎(chǔ)課程,鈑金件工藝性概述,主講人：,工藝性基礎(chǔ)課程,授課學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí),課程任務(wù)：,1.了解鈑金件的工藝性概念； 2.認(rèn)識車身鈑金件的四大工藝； 3.掌握設(shè)計(jì)中四大工藝對鈑金件約束參數(shù)。,主要內(nèi)容：,本課程主要介紹了鈑金件對鋼板材料的要求和鈑金件所要適應(yīng)的四大工藝,課程情況總體簡介,工藝性基礎(chǔ)課程,第一章 鈑金件對鋼板的要求,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,第三章 鈑金件的焊裝工藝性,第四章 鈑金件的涂裝和總裝工藝性,總目錄,工藝性基礎(chǔ)課程,鈑金件的工藝性：,汽車車身是一個(gè)形狀復(fù)雜的空間薄壁殼體，其主要零部件均由鋼板沖壓、焊接而成，同時(shí)又是內(nèi)外飾、電器、動力、底盤的載體；所以車身必須有良好的

2、沖壓焊接工藝性，和良好的漆面附著力，又要能方便地裝拆其他零件。 鈑金件的工藝性主要表現(xiàn)在鈑金件的沖壓性能、焊接裝配性能、涂裝性能、操作安全性、材料消耗和對材料性能的要求。,第一章 鈑金件對鋼板的要求,1.沖壓加工對沖壓件材料的要求,1）對材料性能的要求。 用于沖裁加工的零件，應(yīng)具有足夠的塑性和較低的硬度有利于提高沖裁件的斷面質(zhì)量。 用于彎曲成型的材料，要求具有足夠的塑性、較低的屈服強(qiáng)度和較高的彈性模量。 用于拉伸成型的材料，要求具有足夠的塑性、低的屈服點(diǎn)和大的厚向異性系數(shù)，而硬度高的材料難于拉伸成型。,第一章 鈑金件對鋼板的要求,1.沖壓加工對沖壓件材料的要求（續(xù)）,2）對材料表面質(zhì)量的要求。

3、 板料的尺寸精度對沖壓性能影響最大的是厚度公差。板料過薄則回彈難于控制，或出現(xiàn)壓不實(shí)現(xiàn)象；板料過厚會拉傷制件表面，縮短模具壽命，甚至損壞模具和設(shè)備。 表面光潔。不應(yīng)有氣泡、縮孔、劃痕、麻點(diǎn)、裂紋、分層等缺陷。否則因應(yīng)力集中而破裂。 表面平整。如果表面瓢曲不平，在剪切或沖壓時(shí)容易因定位不穩(wěn)而出現(xiàn)廢品，在沖裁時(shí)會因板料變形展開而損壞模具；在拉伸時(shí)可能使壓料不均影響材料的流向而引起開裂或起皺。 表面無銹。如果有銹不僅對沖壓不利，損傷模具，而且后續(xù)的焊接和涂裝。,第一章 鈑金件對鋼板的要求,2.材料的質(zhì)量對沖壓性能的影響,1）力學(xué)指標(biāo)對沖壓性能的影響。 屈服極限s。屈服極限小，材料容易屈服，則變形抗力

4、小，產(chǎn)生相同變形所需的變形力小。壓縮變形時(shí)，不易起皺。彎曲時(shí)變形回彈小。 屈強(qiáng)比s /b。小則容易產(chǎn)生變形不易破裂，從開始產(chǎn)生屈服到拉裂有較大變形空間。 延伸率。指試樣拉斷時(shí)的延伸率，試樣開始頸縮時(shí)的延伸率稱均勻延伸率。均勻延伸率值越大，表明板料的沖壓成型性越好。,第一章 鈑金件對鋼板的要求,2.材料的質(zhì)量對沖壓性能的影響（續(xù)）,1）力學(xué)指標(biāo)對沖壓性能的影響。 硬化指數(shù)n。硬化指數(shù)n又稱n值，亦稱應(yīng)變剛指數(shù)，它表示在塑性變形中材料的硬化程度。在延長類變形中，n值越大表明材料加工硬化嚴(yán)重，變形增長大，從而使變形趨于均勻，變薄減小，厚度均勻，表面質(zhì)量好零件不易產(chǎn)生裂紋。所以n值越大，沖壓性能越好.

5、一般為0.18以上。 厚向異性系數(shù)r。由于鋼板結(jié)晶和板材軋制時(shí)出現(xiàn)纖維組織等因素，板料的塑性會因方向不同而出現(xiàn)差異，這種現(xiàn)象稱各向異性，厚度方向的異性稱厚向異性。r1時(shí)，板料寬度方向比厚度方向容易變形，即不易變薄或增厚。增大r值板料不易拉裂。 板平面各向異性系數(shù)r。 由于r會增加成型工序的材料消耗等生產(chǎn)中盡量降低r值。,第一章 鈑金件對鋼板的要求,2.材料的質(zhì)量對沖壓性能的影響（續(xù)）,2）化學(xué)成分和金相組織對沖壓性能的影響。 鋼中的碳、硅、磷、硫的含量增加，都會使材料的塑性降低，脆性增加，導(dǎo)致沖壓性能變差。其中碳對材料的塑性影響最大，含碳量不超過0.05%-0.15%的低碳鋼具有良好的塑性。車

6、身覆蓋件大多采用這種優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 鋼板金相組織的晶粒大小也直接影響沖壓性能。晶粒不均最易引起裂紋。粗大的晶粒在沖壓時(shí)會在制件表面留下桔皮，影響表面質(zhì)量。過小的晶粒會使鋼板的塑性降低，在變形中的硬化作用下，會使材料的硬度、強(qiáng)度增加，容易造成沖壓件開裂、回彈、扭曲或起皺。,第一章 鈑金件對鋼板的要求,3.材料的種類,08Al 沖壓件 低碳鋼（ST）DC01、DC03、DC04、DC05、DC06沖壓件 沖壓用：BLC、BLD、BUSD、BUFD、BSUFD 沖壓件 高強(qiáng)度：BP、DP、BH、BLa、TRIP、SAPH 沖壓件、結(jié)構(gòu)件,沖壓：,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,室溫下用壓力機(jī)和模具使鋼板材

7、料分離或塑性變形。,分離工序： 成形工序：,落料、沖孔、剪切、切口、切邊、剖切,彎曲、拉深、翻邊、脹型、整型等,分類：,拉伸工藝、沖裁工藝、彎曲工藝,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,2.垂直型沖孔：是指沖模刃口（凸模和凹模）隨上模的上下運(yùn)動在豎直方向上進(jìn)行沖孔。模具結(jié)構(gòu)最簡單，垂直于覆蓋件的型面進(jìn)行沖孔，最容易保證沖孔質(zhì)量，應(yīng)優(yōu)先選擇。,3斜面上沖孔：由于產(chǎn)品某些功能要求不得不在斜面上設(shè)計(jì)沖孔。一般要求為： 當(dāng)沖孔直徑d5時(shí)， 5；當(dāng)5d1515； 當(dāng)15d20時(shí) 20； d 20時(shí)， 25(但最大的不大于30，為孔徑中心線（即沖孔方向）與型面方向的夾角)。,沖裁工藝性：,一.覆蓋件上沖孔方向的選

8、擇：,1.一般情況下，沖孔應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在一個(gè)面上，不要橫跨二個(gè)面，已改善模具刃口的壽命。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,4.橫跨兩個(gè)面上的沖孔：因某些功能要求必須分別在兩個(gè)面上沖同一個(gè)孔時(shí)。則要留有接刀口尺寸，一般為0.71（如門內(nèi)板鎖孔）。 二、普通沖裁件最小沖孔尺寸 由于受到凸模強(qiáng)度的限制，沖孔時(shí)孔的尺寸不宜過小。自由凸模和護(hù)套凸模沖孔的最小尺寸見表,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,三、 普通沖裁件沖孔間距和孔邊距 沖孔邊緣離外形的距離（孔邊距）過小時(shí)影響沖件的質(zhì)量甚至模具刃口，沖裁件的孔間距在復(fù)合模中直接影響凹模刃口間的強(qiáng)度和凸模的緊固方式。沖裁件的孔與孔之間，孔與邊之間距離A2t，并不小于3-

9、4mm,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,四、普通沖裁件孔壁距 在彎曲件和拉深件上沖孔，孔的邊緣與工件直壁之間應(yīng)保持一定的距離，能有效地防止凸模單邊受力?？妆诰嘁笠妶D4-4,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,五、普通沖裁件圓角半徑 沖裁件直線、曲線連接成各種形狀時(shí)，連接處一般應(yīng)有合適的圓角半徑。沖裁件的最小圓角半徑件見下表4-12,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,六、普通沖裁件凹凸部分尺寸 沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，應(yīng)避免過長的懸壁與狹槽，以便增大.相應(yīng)部位的刃口強(qiáng)度。沖裁件凸出和凹入部分的尺寸見表4-13,七、工藝缺口的合理性 工藝缺口置于工件拐角平直處，距拉延圓角35,彎曲件的工藝性,具有足夠的

10、塑性，屈強(qiáng)比（,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,一、彎曲件的材料,脆較大的材料， 則最小相對彎曲半徑,屈服點(diǎn)與彈性模量的比值（,則有利于彎曲成形和工件質(zhì)量的提高。,）小，,）小，,大，回彈大，不利于成形。,彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑不宜小于最小彎曲半徑，否則，要多次彎曲，增加工序數(shù)； 也不宜過大，因?yàn)檫^大時(shí)，受到回彈的影響，彎曲角度與彎曲半徑的精度都不易保證。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、彎曲件的結(jié)構(gòu),2彎曲件的形狀 一般要求彎曲件形狀對稱，彎曲半徑左右一致，則彎曲時(shí)坯料受力平衡而無滑動。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）,3彎曲件直邊高度 彎曲件的直邊高度不宜過小，其值應(yīng)為

11、 hr+2t,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）,4防止彎曲根部裂紋的工件結(jié)構(gòu) 在局部彎曲某一段邊緣時(shí)，為避免彎曲根部撕裂，應(yīng)減小不彎曲部分的長度B，使其退出彎曲線之外，即br（如上頁圖a），或在彎曲部分與不彎曲部分之間切槽，或在彎曲前沖出工藝孔。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）,5彎曲件孔邊距離,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）,當(dāng)t2mm時(shí)，,當(dāng)t2mm時(shí)，,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）,6增添連接帶和定位工藝孔,增添連接帶和定位工藝孔的彎曲件,拉深件的工藝性,一般：,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,一、拉深件的公差等

12、級,拉深件壁厚公差要求一般不應(yīng)超出拉深工藝壁厚變化規(guī)律。,拉深件的尺寸精度應(yīng)在T13級以下，不宜高于IT11級。,據(jù)統(tǒng)計(jì)，不變薄拉深，,壁的最大增厚量約為（0.20.3）；,最大變薄量約為（0.100.18）,（為板料厚度）,1拉深件形狀應(yīng)盡量簡單、對稱，盡可能一次拉深成形。 2需多次拉深的零件，在保證必要的表面質(zhì)量前提下，應(yīng)允許內(nèi)、外表面存在拉深過程中可能產(chǎn)生的痕跡。 3在保證裝配要求的前提下，應(yīng)允許拉深件側(cè)壁有一定的斜度。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性,4拉深件的底或凸緣上的孔邊到側(cè)壁的距離應(yīng)滿足：+0.5（或,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性（續(xù)）

13、,5拉深件的底與壁、凸緣與壁、矩形件四角的圓角半徑應(yīng)滿足：,+ 0.5）。,，2，3。,否則，應(yīng)增加整形工序。,6拉深件不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外形尺寸；帶臺階的拉深件，其高 度方向的尺寸標(biāo)注一般應(yīng)以底部為基準(zhǔn)。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性（續(xù)）,帶臺階拉深件的尺寸標(biāo)注,用于拉深的材料一般要求具有較好的塑性、低的屈強(qiáng)比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。,第二章 鈑金件的沖壓工藝性,三、拉深件的材料,第三章 鈑金件的焊接工藝性,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮零件的沖壓工藝性外，還要考慮零部件的焊裝工藝性，影響裝焊工藝性的主要因素有部件分塊、接頭型式、焊點(diǎn)布置和其他一些工藝性問題。

14、,焊接結(jié)構(gòu)工藝性 焊接結(jié)構(gòu)工藝性是指鈑金結(jié)構(gòu)件在焊接夾具上組合拼裝后，實(shí)施焊接的難易程度。零件良好的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、夾具加工較易、壽命較高、操作較方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。,第三章 鈑金件的焊接工藝性,一、部件分塊 車身覆蓋件的分塊，應(yīng)該在沖壓工藝允許的前提下，零件越少越好，這樣可以減少焊接面和裝配誤差。 車身上所有的孔洞，如門框和前后風(fēng)窗框都是非常重要的裝焊部位，要求這 些門框洞盡量采取整體結(jié)構(gòu)，若孔洞部分采用雙層結(jié)構(gòu)，則至少一層為整體結(jié)構(gòu)，以減少裝焊誤差。,二、結(jié)構(gòu)的工藝性 在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該貫徹“對稱地布置焊縫、焊點(diǎn)，并避免匯交、聚集、重迭，次要的焊縫、焊點(diǎn)可中斷

15、，主要的焊縫、焊點(diǎn)應(yīng)連接。 1.點(diǎn)焊接頭形式及焊接空間 在零件設(shè)計(jì)時(shí)，點(diǎn)焊接頭應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成敞開式,同時(shí)還要考慮周邊空間，以保證焊鉗能夠接近。（附圖5-1點(diǎn)焊接頭形式）,第三章 鈑金件的焊接工藝性,敞 開 式 半 敞 開 式 封 閉 式,圖5-1點(diǎn)焊接頭型式,2.焊接邊寬度 兩個(gè)（或三個(gè)）相焊接零件的焊接邊重疊部分的直邊寬度,一般應(yīng)不小于13mm，且相焊接零件的焊接邊要平齊。因沖壓或裝配等工藝要求，允許1-2個(gè)焊點(diǎn)焊接處焊接邊的寬度為10-13mm。具體參照表5-1及圖5-2（若板材為不同厚度組合，按較薄的板選取）：,第三章 鈑金件的焊接工藝性,表5-1電阻點(diǎn)焊的焊點(diǎn)尺寸,3.覆蓋件焊接面要求

16、平整，不允許存在皺折、回彈等質(zhì)量問題。 4. 覆蓋件的焊接面要盡量布置在平直面上，非焊接面要留足夠的空間，以免零件間相互干涉。,第三章 鈑金件的焊接工藝性,5 焊點(diǎn)間距的合理性 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)焊接小尺寸零件時(shí)，可參考表5-2中的數(shù)據(jù)。在焊接大尺寸零件時(shí)，點(diǎn)距可以適當(dāng)加大，一般不小于40-50 mm。在有些非受力的部位，則焊點(diǎn)的距離還可以加大到70-80 mm。 板厚t、焊點(diǎn)直徑d、設(shè)計(jì)時(shí)可選取的最小焊點(diǎn)直徑dmin及焊點(diǎn)間的最小距離e，詳見圖5-3、5-4、5-5及表5-2。若板材為不同厚度組合，按較薄的板選取。特殊情況下必須超出表5-2規(guī)定設(shè)計(jì)點(diǎn)焊接頭時(shí)應(yīng)經(jīng)與客戶工藝人員商討。 表5-2

17、電阻點(diǎn)焊的焊點(diǎn)尺寸,6點(diǎn)焊零件的板材層數(shù)及料厚比 點(diǎn)焊零件的板材的層數(shù)一般為2層，最多三層，點(diǎn)焊接頭各層板材的料厚比應(yīng)在1/33之間。 如因結(jié)構(gòu)要求確需3層焊接，首先應(yīng)檢查料厚比，如果合理可以焊接，如果不合理，應(yīng)考慮開工藝孔或工藝缺口，錯(cuò)開焊點(diǎn)，以保證點(diǎn)焊處料厚比在允許的范圍內(nèi)。,7零件定位、夾緊是否方便可靠 在零件的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮合適的焊接夾具定位孔和定位基準(zhǔn)面，以便設(shè)計(jì)制造低成本、高質(zhì)量的焊接定位夾具。盡量利用凸包、切口來代替樣板定位。這不但能方便操作和提高效率，而且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。,8 CO2氣體保護(hù)焊焊接加工工藝 a 檢查焊接空間是否合理。焊接間隙最大應(yīng)在0.50.8MM。 b

18、檢查可見區(qū)域內(nèi)焊接處是否開有塞焊工藝孔及凹坑，以保證焊接后有較好的外觀質(zhì)量。塞焊工藝孔尺寸一般取10左右。,三、其他裝焊的工藝性 1.對于某些有外觀有求的車身外覆件，其點(diǎn)焊表面不允許有凹坑，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮在固定點(diǎn)焊機(jī)上或采用單面焊槍來完成焊接，所要求的表面應(yīng)能與下電極相接觸。因?yàn)檫@時(shí)采用大平面的電極，以而使點(diǎn)焊凹陷不明顯。,2.焊接輔具的選用 在車身裝焊工藝中，由于結(jié)構(gòu)形式不同，需使用各種各樣的焊接輔具（如焊鉗），選用這些焊接輔具的品種，盡量利用標(biāo)準(zhǔn)的或適用的焊接輔具也是衡量車身結(jié)構(gòu)工藝性的一項(xiàng)內(nèi)容。（如大批量生產(chǎn)中采用大焊鉗來焊接某個(gè)件，而在小批量生產(chǎn)中，這焊鉗是不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)盡量采

19、用適用的焊接輔具或其它方法。） 3標(biāo)準(zhǔn)件的使用 在車身上要盡量采用相同的標(biāo)準(zhǔn)件（焊接螺母、螺釘）。以利于減少裝焊工藝的工種和管理工作。,車身涂裝是對汽車車身起防腐燭保護(hù)作用和裝飾作用。車身涂料涂在車身表面時(shí)，能生成堅(jiān)韌、耐磨、附著力強(qiáng)，具有各種顏色和防銹、耐潮濕、耐高溫等多種功能的涂膜。還有些涂料還能起防震，隔熱作用。,一、涂裝前車身工藝要求 1.檢查白車身的焊接質(zhì)量、外覆蓋件的表面質(zhì)量是否符合圖紙要求。 2.檢查各開閉件總成、車身本體、骨架構(gòu)件上，應(yīng)有涂裝工藝孔、眼或相應(yīng)的切口，應(yīng)齊全、面積足夠。 在車身零部件的最低位置處，應(yīng)開設(shè)不同形狀、面積足夠大的流水（液）孔、眼或者相應(yīng)的工藝切口，以便

20、在實(shí)施涂裝前，采用機(jī)械處理和酸洗磷化處理的方法，去除油污、銹蝕、焊渣等，其表面應(yīng)達(dá)到清潔、無銹、不掛水珠等要求。并使這些化學(xué)溶液能順利地從這些工藝開口中流出去。,3.進(jìn)入自動化的涂裝流水線前，完成涂裝前的準(zhǔn)備工作： 發(fā)動機(jī)蓋與車體簡單鉸接后，用鐵鉤固定住。呈一定的開啟狀態(tài)。 車門總成或推拉門總成與車門框簡單鉸接后，用鐵鉤固定住，呈約1/4的開啟狀態(tài)。 行李箱蓋與后圍框簡單鉸接后，用鐵鉤固定住，呈約1/6的開啟狀態(tài)。 鉸接后的“四門二蓋總成”，將一起進(jìn)入酸洗、磷化、電泳浸漆流水線,有規(guī)律地起伏、流轉(zhuǎn)、運(yùn)行。這些化學(xué)溶液和油漆液體能迅速方便地從車身構(gòu)件的工藝切口處流入流出。而不會滯留在車身構(gòu)件的內(nèi)

21、部。不然的話，將會影響車身的油漆質(zhì)量的。,二、涂裝工藝要求 1前處理工藝 焊裝后清理脫脂水洗表調(diào)磷化水洗鈍化去離子水洗 磷化膜特點(diǎn)：磷比例越高，與陰極電泳配套性能越好 。,2.車身底漆工藝 底漆是直接涂布在經(jīng)過表面處理的車身表面上的第一道漆。是每個(gè)涂層基礎(chǔ)，它對車身防銹燭和整個(gè)涂層的經(jīng)久耐用起主導(dǎo)作用。如電泳底漆，涂層厚度20m. 陰極電泳底漆適用于轎車車身的底漆涂裝（TQ2甲），陰極電泳底漆所用的成膜聚合物是陽離子型樹酯。最常用的樹酯有環(huán)氧樹酯和聚酰胺樹酯等。 3.車身中涂和面漆工藝 要求具有極優(yōu)良的裝飾性,耐候性和耐水性, 適應(yīng)于各種氣候條件.要求面漆漆膜外觀:光滑平整,無顆粒,光亮如鏡,光澤不低于90(高級轎車). 中涂層是在底漆的基礎(chǔ)上進(jìn)行噴涂，中涂層厚度=40-50m。車身面漆是涂裝的最后一道油漆，也是最關(guān)鍵的。漆膜厚度