轎車沖壓沖壓

1、汽車沖壓(焊接)材料的合理選擇1、 問(wèn)題的提出2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝人員遇到下列情況時(shí)，都會(huì)涉及材料選用問(wèn)題。a設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，就要根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、對(duì)零部件的作用、受力情況和工作條件以及工藝要求選用材料。b.改進(jìn)產(chǎn)品或仿制產(chǎn)品時(shí)，可在原

2、產(chǎn)品和仿制品的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方案，根據(jù)改制和仿制的要求選用合適的材料。c.進(jìn)口產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化時(shí)，要對(duì)其樣品進(jìn)行技術(shù)分析和性能試驗(yàn)，提出性能與之相當(dāng)?shù)男虏牧?。d.改變工藝流程時(shí)，原材料難于適應(yīng)而進(jìn)行材料代用。在生產(chǎn)過(guò)程中，采用新材料、新工藝、新技術(shù)和節(jié)支降耗都涉及材料的變更問(wèn)題。e.原材料供需發(fā)生問(wèn)題時(shí)，為確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，需要進(jìn)行臨時(shí)的或長(zhǎng)久的材料變更。 因此，為產(chǎn)品合理選用材料，選擇適用性的材料是保證產(chǎn)品使用性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)。據(jù)德國(guó)統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)1輛汽車的費(fèi)用按比例分配為原材料占53%、制造占30%、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)占5%、其他占12% 。由此可以看出，原材料的選擇直接決定了汽車性能和經(jīng)濟(jì)性

3、。汽車生產(chǎn)中采用了大量的冷沖壓工藝，該工藝不僅生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且非常適合汽車工業(yè)多品種、大批量生產(chǎn)的需要。在中、重型汽車中，大部分覆蓋件如車身外板等，及一些承重和支撐件如車架、車廂等零部件都是沖壓件。用于冷沖壓的鋼材主要是鋼板和鋼帶，占整車鋼材消耗量的72.6%,冷沖壓材料與沖壓生產(chǎn)的關(guān)系十分密切，材料的好壞不僅決定產(chǎn)品的性能，更直接影響到?jīng)_壓工藝的過(guò)程設(shè)計(jì)，影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、使用壽命和生產(chǎn)組織，因此合理選用汽車沖壓件材料是一個(gè)重要而復(fù)雜的工作。在汽車沖壓件中，一部分沖壓件經(jīng)沖壓后直接成為汽車零部件，另一部分沖壓件經(jīng)沖壓后還需經(jīng)過(guò)焊接、或機(jī)械加工、或油漆等工藝加工后才能成

4、為汽車零部件。因此，沖壓材料的選用既要符合產(chǎn)品使用性能的要求，也要滿足沖壓工藝要求及后續(xù)加工（如焊接、機(jī)械加工等）要求。通常在選擇沖壓材料時(shí)應(yīng)遵循以下原則：a.所選材料首先應(yīng)滿足零件的使用性能要求；b:所選材料要有較好的工藝性能；c.所選材料要有較好的經(jīng)濟(jì)性。下面從零件使用性能、不同加工工藝對(duì)汽車沖壓材料的要求來(lái)試論述沖壓件選材的原則及注意事項(xiàng)。2、汽車沖壓件的使用性能對(duì)沖壓材料性能的要求所謂使用性能，是指機(jī)械零件在服役條件下所表現(xiàn)出來(lái)的力學(xué)性能、物理和化學(xué)性能。使用性能是選材時(shí)要考慮的最主要因素。不同的零件所要求的使用性能也不一樣，在選材時(shí)，首要的任務(wù)就是準(zhǔn)確地判定零件所要求的主要使用性能。

5、汽車沖壓件主要以車身覆蓋件、車架縱梁和橫梁、車廂、車輪及發(fā)動(dòng)機(jī)用的覆蓋件為主，還有一些支撐件與連接件。每個(gè)具體的汽車零部件的使用和工作條件不同，承受的負(fù)荷不同，因此對(duì)用材的要求也有很大的差異。21汽車駕駛室零部件對(duì)材料性能的要求汽車駕駛室零部件大都是覆蓋件，外形復(fù)雜，成形復(fù)雜，但受力不大，采用模具成形工藝，材料的成形性能就成了主要矛盾，因此要求材料具有成形性、張緊剛性、延伸性、抗凹性、耐腐性和焊接性等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，通常根據(jù)板制零件受力情況和形狀復(fù)雜程度來(lái)選擇鋼板品種。一般選用拉延性能優(yōu)良的低碳冷軋鋼板、超低碳冷軋鋼板。近幾年，成形性優(yōu)異、強(qiáng)度更高的含磷冷軋鋼板、高弓童度冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板、

6、烘烤硬化冷軋鋼板、超低碳鋼高強(qiáng)度冷軋鋼板以及其他種類鋼板如涂鍍層鋼板、拼焊鋼板和TRIP鋼板等，也被大量應(yīng)用到車門外板、車門內(nèi)板、車門加強(qiáng)板、車頂蓋、行李箱蓋板和保險(xiǎn)杠等汽車車身零件上。東風(fēng)重型汽車車身目前常用的材料牌號(hào)及拉延級(jí)別如表1。2.2汽車車廂零件對(duì)材料性能的要求汽車車廂零件形狀不太復(fù)雜，大都采用輥壓成形工藝，對(duì)材料的成形性、剛性、耐腐蝕性和焊接性都有一定的要求。一般選用成形性能和焊接性較好的高強(qiáng)度鋼板。通常，采用強(qiáng)度級(jí)別為300-600 MPa高強(qiáng)度鋼板和超細(xì)晶粒鋼。東風(fēng)重型汽車車廂常用的材料牌號(hào)及強(qiáng)度要求如表22.2.3汽車車架零件對(duì)材料性能的要求車架、車廂中板及一些用于支撐和連接

7、的零部件，都是重要的承載件，大都采用模具成形工藝，要求材料有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，以及疲勞耐久性、碰撞能量吸收能力和焊接性等。一般選用成形性能較好的高強(qiáng)度鋼板、超細(xì)晶粒鋼板（強(qiáng)度級(jí)別在300-610 MPa）和超高強(qiáng)度板（強(qiáng)度級(jí)別在610-1000 MPa）。東風(fēng)重型汽車車架及一些用于支撐和連接的零部件常用的材料牌號(hào)及強(qiáng)度要求如表3.3、沖壓工藝對(duì)沖壓材料性能的要求沖壓工藝一般分為分離工序和成形工序，按加工工序沖壓件大致可分為沖裁件、彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件。沖壓件的結(jié)構(gòu)類型不同，對(duì)材料的力學(xué)性能要求是不同的，如表4。在選擇沖壓材料時(shí)，首先根據(jù)沖壓件類型和使用特點(diǎn)，來(lái)選擇具有不同力學(xué)

8、性能的金屬材料，以達(dá)到既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能節(jié)約材料的目的。3.1.1分離工序分離工序一般包括剪裁、落料、沖孔、切邊和整修等，主要以沖裁件為主，沖裁件的材料主要以滿足使用要求為前提，工藝對(duì)材料沒(méi)有特別的要求。只是在采用抗拉強(qiáng)度大于600 MPa以上時(shí)要考慮模具的強(qiáng)度。3.1.2成形工序成形工藝主要以彎曲件、拉延件、成形件和冷擠壓件為主。3.1.2.1彎曲件對(duì)材料的要求彎曲件的材料主要以滿足使用要求為前提，工藝對(duì)材料一般有兩個(gè)要求。材料抗拉強(qiáng)度小于600 MPa時(shí)，可以垂直于軋制方向作180度彎曲或平行于軋制方向作90度彎曲；抗拉強(qiáng)度大于600 MPa以上時(shí)，應(yīng)盡可能采用垂直于軋制方向的壓彎方式

9、，避免出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。3.1.2.2拉延件對(duì)材料的要求拉延件對(duì)材料的工藝性要求較高。一般汽車上使用的拉延件都是料厚在3.0 mm以下的冷軋鋼板，要求材料不僅要有良好的成形性能，同時(shí)要有良好的抗凹能力、足夠的結(jié)構(gòu)剛度及優(yōu)良的表面形貌，如表5.3.1.2.3成形件對(duì)材料的要求汽車上使用的成形件大都以拉延成形、彎曲成形和翻邊成形等復(fù)合工藝為主。料厚為0.69.0 mm，有冷軋鋼板和熱軋板，要求材料具有以下條件。a.要有適宜的屈服強(qiáng)度，低的屈服強(qiáng)度可以保證零件成形后的彈性回復(fù)小和零件形狀穩(wěn)定性，但對(duì)于汽車梁類零件需要采用高屈服強(qiáng)度的材料來(lái)保證零件有較高的安全預(yù)警性能。b.較好的伸長(zhǎng)率（一般A 20%）滿

10、足順利成形的需要。c.低的屈強(qiáng)比（一般0.75），有利于沖壓成形，減少材料的起皺趨勢(shì)，提高極限變形程度。3.2焊接工藝對(duì)沖壓材料的要求金屬材料的焊接性主要決定于化學(xué)成分，也決定于焊接工藝條件及結(jié)構(gòu)的剛性。不同的焊接工藝對(duì)材料的性能及焊接規(guī)范有不同的要求。因此，對(duì)于需要進(jìn)行焊接加工的沖壓件選材時(shí)，應(yīng)考慮材料的焊接性。表6列出了幾種鋼材的焊接性及焊接規(guī)范。表7列出了主要金屬材料常用的焊接方法，供產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝人員選擇時(shí)參考。3.3機(jī)械加工工藝對(duì)沖壓材料性能的要求汽車沖壓件中有少部分零件在沖壓成形以后還需要進(jìn)行機(jī)械加工，如傳動(dòng)軸上的儲(chǔ)油筒座、底盤用的制動(dòng)盤以及發(fā)動(dòng)機(jī)上、用一些部件等，因此對(duì)這些零件選

11、材時(shí)應(yīng)考慮機(jī)械加工對(duì)材料的要求。表8列出了常用材料的加工性能。3.4涂漆工藝對(duì)沖壓材料的要求汽車的涂裝質(zhì)量直接影響到汽車的外觀質(zhì)量和汽車產(chǎn)品檔次的提升，汽車的涂裝質(zhì)量除了涂裝材料本身的影響外，鋼板的涂裝性能也是涂裝工藝不可忽視的因素。一般來(lái)說(shuō)，影響鋼板涂裝性能的主要因素有鋼板表面狀態(tài)、鋼板清潔度和鋼板表面粗糙度。鋼板表面狀態(tài)和鋼板清潔度的好壞直接影響到油漆的附著力和油漆外觀質(zhì)量，而鋼板的表面粗糙度主要影響其面的鮮映性。一般的汽車沖壓件涂漆要求鋼板表面無(wú)明顯劃傷、凹坑、麻點(diǎn)等表面缺陷，通常要求采用03表面的鋼板；車身外表面件要求鋼板表面均勻，不允許有氣孔、凹坑、劃傷影響使用的缺陷，通常要求采用05表面的鋼板，同時(shí)要求表面粗糙度Ra 0.5-1.2林m。4、結(jié)束語(yǔ)沖壓材料選擇的合理與否，直接影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和制造成本，還決定沖壓工藝過(guò)程及繼續(xù)加工的復(fù)雜程度，所以合理選材是十分重要的。通過(guò)對(duì)汽車沖壓件工作條件及不同加工工藝對(duì)材料性能的要求分析可以看出，在選擇汽