現(xiàn)代車身制造051

1、 5)材料利用率高材料利用率高 沖壓加工可做到少廢料甚至無廢料生產(chǎn)，可以充分利用邊角余料。 6)制件表面質(zhì)量好制件表面質(zhì)量好 沖壓過程中材料表面不受破壞，因此制件表面質(zhì)量好。 7)易于實現(xiàn)機械化或自動化易于實現(xiàn)機械化或自動化 沖壓操作簡單，又是冷態(tài)加工，有利于實現(xiàn)機械化或自動化。 由于沖壓加工具有上述優(yōu)點，所以在車身制造中占有非常突出的地位。車身的絕大多數(shù)零件都是用沖壓方法制造的。特別是大型車身覆蓋件，由于其形狀復(fù)雜，尺寸大，表面質(zhì)量要求高，采用沖壓工藝來制造是其它任何加工方法都無法比擬的。 缺點：沖壓模具制造技術(shù)要求高、制造周期較長、成本高，因而沖壓加工在單件和小批量生產(chǎn)中的應(yīng)用受到定的限制

2、。（2）沖壓工序的基本分類）沖壓工序的基本分類 由于沖壓零件的形狀、尺寸、精度要求、生產(chǎn)批量、材料性能等不同，各生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)條件各異，因此在生產(chǎn)中采用的沖壓方法是多種多樣的。根據(jù)材料的變形特點及現(xiàn)行的習(xí)慣，沖壓的基本工序可分為分離工序和成形工序兩大類。 分離工序是使沖壓件與板料沿要求的輪廓線相互分離，同時使沖壓件分離斷面的質(zhì)量滿足一定的要求。成型工序是使沖壓毛坯在不發(fā)生破壞的條件下產(chǎn)生塑性變形，以得到要求的制件形狀和尺寸精度。車身沖壓中常見的一些沖壓加工方法及特點見表。 分離工序：1)沖裁2)剪切3)修邊4)剖切 成型工序：1）拉延2）彎曲3）翻邊4）縮口5）漲形5.2 車身沖壓用材料車身沖

3、壓用材料（1）材料的質(zhì)量和沖壓性能）材料的質(zhì)量和沖壓性能 要求汽車車身覆蓋件材料既要在使用上保證有足夠的強度和剛性，又要在生產(chǎn)工藝上必須滿足沖壓工藝的要求。 為了提高覆蓋件的工藝性，方面應(yīng)提高沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性來改善沖壓過程的變形條件，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 材料的沖壓性能：指材料對各種沖壓加工方法的適應(yīng)能力。沖壓性能好的材料是便于加工、容易得到高質(zhì)量的沖壓件，生產(chǎn)率高，模具消耗低等。影響板料沖壓性能的能量指標(biāo)主要是機械性能，此外還有化學(xué)成分、影響板料沖壓性能的能量指標(biāo)主要是機械性能，此外還有化學(xué)成分、金相組織、表面

4、質(zhì)量和尺寸精度等。金相組織、表面質(zhì)量和尺寸精度等。 1）機械性能指標(biāo)及其對沖壓性能的影響 延伸率和均勻延伸率u 延伸率是材料試樣在拉伸試驗中被拉斷時的長度l與原長度l0的差與原長度的比值，即 (l-l0)/l0100 延伸率是個衡量材料塑性的指標(biāo) 均勻延伸率u是試樣在拉伸試驗中受到的拉應(yīng)力達到強度極限b(試樣開始出現(xiàn)局部的頸縮）的延伸率。 一般情況下，沖壓成形都是在板料的均勻變形范圍內(nèi)進行，即板料的拉應(yīng)力大于或等于屈服極限而小于或等于強度極限，因此，u對于沖壓性能有更直接的意義。 u表示了板料產(chǎn)生均勻塑性變形的能力，可用來間接地表示伸長類變形的極限變形程度u越高，板料的沖壓變形能力就越強。 復(fù)

5、雜曲面的車身覆蓋拉延件要求材料具有較高的均勻延延伸率。 屈強比屈強比 屈強比是材料的屈服極限s與強度極限b的比值。較小的屈強比對幾乎所有的沖壓成形都是有利的。 屈強比較小，說明材料的s較小或b較大。s較小時，材料塑性變形所需要的應(yīng)力小，能充分變形，彎曲件回彈變形小，拉延件起皺的趨勢小，b較大時，沖壓件不易破裂，有利于提高極限變形程度 硬化指數(shù)硬化指數(shù)n 常用金屬材料在常溫下的塑性變形過程中要出現(xiàn)硬化效應(yīng)，使材料機械性能的強度指標(biāo)增加，塑性指標(biāo)(延伸率和斷面收縮率)降低。 材料在塑性變形中，變形抗力(即每一瞬間的屈服應(yīng)力)隨變形程度的變化可用硬化曲線來表示。 在沖壓生產(chǎn)中，經(jīng)常用指數(shù)曲線來近似表

6、示硬化曲線，其數(shù)學(xué)表達式為式中， 材料的真實應(yīng)力； 材料的真實應(yīng)變； C系數(shù)； n硬化指數(shù) C和n的值都取決于材料的種類和性能，可用實驗方法得到。 硬化指數(shù)表示在塑性變形中材料的硬化程度。n值大，表示材料的變形抗力隨變形的進展而增大的速度高。因此，在同樣的條件下，n值大的材料在沖壓成形中不易出現(xiàn)局部的集中變形和破壞，使變形均勻穩(wěn)定，增大極限變形程度。 材料硬化對沖壓性能也有不利的影響。硬化的結(jié)果使需要的變形力增大，還限制了毛坯進一步變形。引起開裂所以，有時需要在后續(xù)工序之前增加中間退火工序以消除硬化。nC 板厚方向性系數(shù)板厚方向性系數(shù)r 板厚方向性系數(shù)r是板料試樣在拉伸試驗中試樣延伸率為20時

7、的寬度應(yīng)變B與厚度應(yīng)變t之比。 r=B/t=ln(B/B0)/ln(t/t0) B0、B 分別表示變形前后的試樣寬度 t0、t 分別表示變形前后的試樣厚度 由于在板料平面不同方向上所取試樣r值不同，通常取板料r值為 r=(r0+r90+2r45)/4 也可稱為平均板厚方向性系數(shù)。 r0、r90、r45分別表示在板料方向上與縱向（軋制方向）成0、90、45方向上的試樣的r值。 r表示板料在受單向拉應(yīng)力作用時，板平面方向上的變形和厚度方向上得變形的相對難易程度。r=1的材料叫各向同性材料。一般金屬材料r1。 當(dāng)r1時，板料在平面方向上比厚度方向更容易變形所以r大的材料，厚度變薄量小，拉延過程中在板

8、料平面內(nèi)的壓縮變形比較容易，起皺的趨向降低，可使拉延極限變形程度增大，有利于拉延過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量提高。 板平面方向性板平面方向性 在板料平面內(nèi)不同方向上裁取的試樣，在拉伸試驗中所測得的機械性能可能不樣。板料平面內(nèi)的機械性能與方向有關(guān)的性質(zhì)稱為板平面方向性由于板料機械性能的各項指標(biāo)中，板厚方向性系數(shù)r對沖壓性能的影響比較明顯，所以在沖壓生產(chǎn)中都用r來表示板平面方向性的強弱r是板料平面內(nèi)不同方向上板厚方向性系數(shù)r的差值 r=(r0+r90-2r45)/2 式中r0、r90、r45分別是板料上與縱向(軋制方向)成0、90 、45 方向上的板厚方向性系數(shù)。 板平面方向性對沖壓變形和沖壓件質(zhì)量都是

9、不利的它使拉延件在口部形成突耳，它使毛壞變形分布不均勻，局部變形程度加大，從而導(dǎo)致總體的極限變形程度減小，還可能使沖壓件形成不等壁厚。因此，應(yīng)盡量降低板料的r值2）化學(xué)成分對沖壓性能影響）化學(xué)成分對沖壓性能影響 材料的化學(xué)成分與沖壓性能有密切的關(guān)系。 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，其中含碳量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，車身覆蓋件多采用這種塑性較好的低碳優(yōu)質(zhì)鋼 含硅量在0.37%以下時硅對鋼的塑性影響不大，但超過這一數(shù)值，即使含碳量很低也會使鋼板變的又硬又脆。車身用鋼板含硅量小于0.03%.

10、磷在低碳鋼中能明顯改善r值，含磷量應(yīng)控制在0.1%以下，避免冷脆性和對焊接性的不利影響。 硫在鋼中與錳或鐵結(jié)合后，以硫化物的形態(tài)出現(xiàn)，嚴(yán)重影響鋼材的熱軋性能，促使條狀組織產(chǎn)生，也使塑性降低。3）金相組織對沖壓性能影響）金相組織對沖壓性能影響 鋼板金相組織的晶粒大小晶粒大小直接影響沖壓性能。晶粒大小不均勻引起變形不均，大晶粒易變形，而小晶粒難于變形，容易引起裂紋；板料表面粗大的晶粒在沖壓成形時變形大，易在表面留下粗糙的“桔皮”，影響制件表面質(zhì)量，心部細(xì)小的晶粒變形小，使鋼板的塑性降低，容易使沖壓件產(chǎn)生開裂等缺陷；通過嚴(yán)格的退火工藝使Fe3C呈圓球狀或扁球狀且均勻分布在鐵素體中，可降低其對深沖性能

11、的影響；控制夾雜物的數(shù)量及形狀，以減少對沖壓性能的影響。4）板料的尺寸精度和表面質(zhì)量對沖壓性能的影響）板料的尺寸精度和表面質(zhì)量對沖壓性能的影響 板料的尺寸精度對沖壓性能影響最大的是板料的厚度公差厚度公差。一定的沖壓模具凸、凹模間隙適應(yīng)于一定的毛坯厚度。厚度超差，則影響產(chǎn)品質(zhì)量，板料過薄則間隙難以控制；板料過厚會拉傷制件表面，縮短模具壽命，甚至損壞模具或設(shè)備。 板料的表面質(zhì)量也是影響沖壓過程的因素之一，對沖壓用板料的表面有以下要求： 表面光潔 表面不應(yīng)有氣泡、縮孔劃痕、麻點、裂紋、結(jié)疤、分層等缺陷。否則在沖壓變形過程中，缺陷部位就可能因應(yīng)力集中而引起破裂。 表面平整 如果板料表面不平整，在剪切或沖壓時容易因定位不穩(wěn)而出現(xiàn)廢品；在沖裁過程中會因板料變形展開而破壞模具；在拉延時可能使壓料不均勻和影響材料流向而引起開裂或起皺。 表面無銹 如果板料表面有銹，不僅對沖壓不利、損傷模具，而且還影響后續(xù)的焊接、涂漆工序的正常進行。（2）車身沖壓用鋼板的類型）車身沖壓用鋼板的類型 1）按鋼的品質(zhì)分類 按鋼的品質(zhì)分，常用的沖壓用鋼板有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼以及汽車專用的具有較高沖壓性能的低合金高強度鋼板 2）按鋼板的拉延伸級別分類 厚度為414mm的熱軋鋼板的拉延級別分為： S深拉延級 P普遍拉延級 W冷彎成型級，