模塊二汽車車身沖壓工藝 知識點一沖壓工藝概論

1、11.1.了解沖壓工藝特點了解沖壓工藝特點2.2.掌握沖壓工序的分類掌握沖壓工序的分類4.4.了解沖壓工藝材料了解沖壓工藝材料3.3.了解沖壓變形理論了解沖壓變形理論2 汽車上汽車上60%70%60%70%的零件是用沖壓工藝生產(chǎn)的零件是用沖壓工藝生產(chǎn)出來的。沖壓技術(shù)對汽車的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率出來的。沖壓技術(shù)對汽車的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本有著重要的影響。和生產(chǎn)成本有著重要的影響。4一一. .基本概念基本概念二二. .沖壓工藝特點沖壓工藝特點三三. .沖壓工序分類沖壓工序分類一、基本概念一、基本概念在常溫條件下，利用模具和沖壓設(shè)備對板料施加壓力，使板料在常溫條件下，利用模具和沖壓設(shè)備對板料施

2、加壓力，使板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件（沖壓件）。零件（沖壓件）。沖壓建立在金屬塑性變形基礎(chǔ)上，是一種先進的金屬加工工藝。沖壓建立在金屬塑性變形基礎(chǔ)上，是一種先進的金屬加工工藝。沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法和技術(shù)經(jīng)驗。沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法和技術(shù)經(jīng)驗。二、沖壓工藝的特點二、沖壓工藝的特點與其它金屬加工方法相比，沖壓具有下述優(yōu)點：與其它金屬加工方法相比，沖壓具有下述優(yōu)點：（1) 1) 操作簡單，生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)機械化與自動化。適用操作簡單，生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)機械化與自動化。適用于大批量生產(chǎn)。于

3、大批量生產(chǎn)。（2) 2) 可獲得其他加工方法所不能或難以制造形狀復(fù)雜的零件?？色@得其他加工方法所不能或難以制造形狀復(fù)雜的零件。（3) 3) 沖壓件的尺寸精度由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。沖壓件的尺寸精度由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。（4 4）沖壓工藝一般不需要加熱，也不像切削加工那樣需要切除）沖壓工藝一般不需要加熱，也不像切削加工那樣需要切除大量金屬，節(jié)能，材料利用率高。大量金屬，節(jié)能，材料利用率高。（5 5）沖壓原材料多為冷軋鋼板，在沖壓過程中材料表面一般不）沖壓原材料多為冷軋鋼板，在沖壓過程中材料表面一般不會被破壞，所以表面質(zhì)量較好為后續(xù)處理提供方便。會被破壞，所以表面質(zhì)量較好

4、為后續(xù)處理提供方便。二、沖壓工藝的特點二、沖壓工藝的特點優(yōu)點：沖壓生產(chǎn)是一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本的加工方優(yōu)點：沖壓生產(chǎn)是一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本的加工方法。法。缺點：模具多為單件生產(chǎn)，精度要求高，制造難度大，制造周缺點：模具多為單件生產(chǎn)，精度要求高，制造難度大，制造周期長，因此模具制造費用高，不適于單件和小批量的零件生產(chǎn)。期長，因此模具制造費用高，不適于單件和小批量的零件生產(chǎn)。沖壓生產(chǎn)的三大要素：沖壓生產(chǎn)的三大要素：板料板料沖壓件沖壓件模具模具沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備三、沖壓工序分類三、沖壓工序分類分類：分離工序和成形工序分類：分離工序和成形工序（加工后板料是否分離）（加工后板料是否分離）

5、分離工序：使板料在沖壓過程中按一定的輪廓線分離，同時沖壓分離工序：使板料在沖壓過程中按一定的輪廓線分離，同時沖壓件的分離斷面要滿足一定的斷面質(zhì)量要求。件的分離斷面要滿足一定的斷面質(zhì)量要求。成形工序：使板料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形成形工序：使板料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓工序。狀和尺寸的沖壓工序。1.1.分離工序包括：落料、沖孔、剪切、切邊、切口、剖切分離工序包括：落料、沖孔、剪切、切邊、切口、剖切2.2.成形工序包括：拉深、彎曲、內(nèi)孔翻邊、外緣翻邊、脹形、整成形工序包括：拉深、彎曲、內(nèi)孔翻邊、外緣翻邊、脹形、整形形91.分離工序分離工序（1）落料）落

6、料落料工序常用于工件的首工序，落料工序常用于工件的首工序，是為了獲得拉深工序所需毛坯是為了獲得拉深工序所需毛坯外形。外形。 用落料模沿封閉輪廓曲線沖切用落料模沿封閉輪廓曲線沖切 沖下部分是零件沖下部分是零件全自動沖床落料機全自動沖床落料機10（2） 沖孔沖孔用沖孔模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是廢料。用沖孔模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是廢料。沖孔工序沖孔工序落料工序落料工序11（2）沖孔）沖孔剪切：用剪刀或模具切斷板料，切斷線不封閉。剪切：用剪刀或模具切斷板料，切斷線不封閉。剪切剪切（3）剪切）剪切13（4）修邊（切邊）修邊（切邊）修邊是指將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。修邊是

7、指將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。修邊修邊14（4）修邊）修邊 修邊工序是覆蓋件為了切除拉深件的工藝補充部分。這修邊工序是覆蓋件為了切除拉深件的工藝補充部分。這些工藝補充只是拉深工序的需要，因此拉深后切掉。些工藝補充只是拉深工序的需要，因此拉深后切掉。修邊修邊切口：在坯料上將板材部分切開，切口部分發(fā)生彎曲。切口：在坯料上將板材部分切開，切口部分發(fā)生彎曲。切口切口（5）切口（切舌）切口（切舌）剖切剖切（6）剖切）剖切剖切：將半成品切開成兩個或幾個工件，常用于成雙沖壓。剖切：將半成品切開成兩個或幾個工件，常用于成雙沖壓。彎曲彎曲 2. 成形工序成形工序（1）彎曲）彎曲彎曲：將板料沿直

8、線彎成各種形狀。彎曲：將板料沿直線彎成各種形狀。彎曲彎曲 2. 成形工序成形工序（1）彎曲）彎曲彎曲：將板料沿直線彎成各種形狀。彎曲：將板料沿直線彎成各種形狀。彎曲彎曲1 1彎曲彎曲2 219（2）拉深）拉深拉深工序是關(guān)鍵工序，拉深工序是關(guān)鍵工序，車身車身覆蓋件的形狀主要是在拉深覆蓋件的形狀主要是在拉深工序中形成的。工序中形成的。將板料壓制成開口空心零件將板料壓制成開口空心零件20（3）翻邊）翻邊翻邊工序位于修邊工序之后，翻邊工序位于修邊工序之后，它使覆蓋件邊緣豎邊成形。它使覆蓋件邊緣豎邊成形。 脹形脹形（4）脹形）脹形脹形：在板料或工件上壓出筋條、花紋或文字。脹形：在板料或工件上壓出筋條、花

9、紋或文字。整形整形整形：把形狀不太準確的工件校正成形。整形：把形狀不太準確的工件校正成形。（5）整形）整形3.沖壓基本工序：沖壓基本工序：沖裁工序：使板料實現(xiàn)分離。沖裁工序：使板料實現(xiàn)分離。彎曲工序：使板料沿彎曲線彎成一定角度和形狀。彎曲工序：使板料沿彎曲線彎成一定角度和形狀。拉深工序：將平面板料變成開口空心零件或把空心零件的形狀、拉深工序：將平面板料變成開口空心零件或把空心零件的形狀、尺寸進一步改變。尺寸進一步改變。局部成形工序：基本工序綜合產(chǎn)生的局部變形來改變毛坯或沖局部成形工序：基本工序綜合產(chǎn)生的局部變形來改變毛坯或沖壓件形狀，包括翻邊、脹形、校平和整形等。壓件形狀，包括翻邊、脹形、校平

10、和整形等。3.沖壓基本工序：沖壓基本工序：復(fù)雜沖壓件成形往往是幾個基本成形工序綜合作用的結(jié)果。復(fù)雜沖壓件成形往往是幾個基本成形工序綜合作用的結(jié)果。車身翼子板車身翼子板沖壓件檢查沖壓件檢查25一一. .金屬塑性變形理論金屬塑性變形理論二二. .板料沖壓成形性能板料沖壓成形性能26金屬成形時，外力通過模具或其它工具作用在坯料上，使其金屬成形時，外力通過模具或其它工具作用在坯料上，使其內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，并且發(fā)生內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，并且發(fā)生塑性變形塑性變形。由于外力的作用狀況坯料的尺寸與模具的形狀千差萬別，從由于外力的作用狀況坯料的尺寸與模具的形狀千差萬別，從而引起材料內(nèi)各點的應(yīng)力與應(yīng)變也各不相同。因此必須研究

11、而引起材料內(nèi)各點的應(yīng)力與應(yīng)變也各不相同。因此必須研究變形體內(nèi)各點的應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變狀態(tài)以及產(chǎn)生塑性變形時各變形體內(nèi)各點的應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變狀態(tài)以及產(chǎn)生塑性變形時各應(yīng)力之間的關(guān)系與應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系。應(yīng)力之間的關(guān)系與應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系。一一. .金屬塑性變形理論金屬塑性變形理論27一一. .金屬塑性變形理論金屬塑性變形理論1 1、塑性變形基本概念、塑性變形基本概念變形：外力作用下，金屬產(chǎn)生形狀和尺寸變化為變形。變形：外力作用下，金屬產(chǎn)生形狀和尺寸變化為變形。變形分為彈性變形和塑性變形。變形分為彈性變形和塑性變形。彈性變形：外力去除后能恢復(fù)原狀態(tài)。彈性變形：外力去除后能恢復(fù)原狀態(tài)。塑性變形：外力去除后不

12、能恢復(fù)到原狀態(tài)。（物理概念：外力塑性變形：外力去除后不能恢復(fù)到原狀態(tài)。（物理概念：外力破壞原子間原有的平衡狀態(tài)，造成排列的畸變，引起金屬形狀破壞原子間原有的平衡狀態(tài)，造成排列的畸變，引起金屬形狀和尺寸的變化。）和尺寸的變化。）金屬材料是兼具彈、塑性的材料。金屬材料是兼具彈、塑性的材料。28在變形物體上，任意點取一個微量六面單元體，該單元體上的在變形物體上，任意點取一個微量六面單元體，該單元體上的應(yīng)力狀態(tài)可取其相互垂直表面上的應(yīng)力來表示，沿坐標方向可應(yīng)力狀態(tài)可取其相互垂直表面上的應(yīng)力來表示，沿坐標方向可將這些應(yīng)力分解為九個應(yīng)力分量，其中包括三個正應(yīng)力和六個將這些應(yīng)力分解為九個應(yīng)力分量，其中包括三

13、個正應(yīng)力和六個剪應(yīng)力，如圖所示。相互垂直平面上的剪應(yīng)力互相相等，即剪應(yīng)力，如圖所示。相互垂直平面上的剪應(yīng)力互相相等，即txy=tyxtxy=tyx， tyz=tzytyz=tzy， tzx=txztzx=txz。 因此若已知三個正應(yīng)力和三因此若已知三個正應(yīng)力和三個剪應(yīng)力，那么該點的應(yīng)力狀態(tài)就可以確定了。個剪應(yīng)力，那么該點的應(yīng)力狀態(tài)就可以確定了。2 2、變形物體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、變形物體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)29改變坐標方位，這六個應(yīng)力分量的大小也跟著改變。對任何一改變坐標方位，這六個應(yīng)力分量的大小也跟著改變。對任何一種應(yīng)力狀態(tài)，總是存在這樣一組坐標系，使得單元體各表面上種應(yīng)力狀態(tài)，總是存在這樣一組坐標系

14、，使得單元體各表面上只有正應(yīng)力而無剪應(yīng)力，如圖所示。這三個坐標軸就稱應(yīng)力主只有正應(yīng)力而無剪應(yīng)力，如圖所示。這三個坐標軸就稱應(yīng)力主軸，三個坐標軸的方向稱主方向軸，三個坐標軸的方向稱主方向 ，這三個正應(yīng)力就稱為主應(yīng)力，這三個正應(yīng)力就稱為主應(yīng)力，三個主應(yīng)力的作用面稱為主平面。三個主應(yīng)力的作用面稱為主平面。2 2、變形物體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、變形物體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)30單元體三個主應(yīng)力都存在，這種應(yīng)力狀態(tài)稱為單元體三個主應(yīng)力都存在，這種應(yīng)力狀態(tài)稱為三向應(yīng)力狀態(tài)三向應(yīng)力狀態(tài)。但板料大多數(shù)成形工序，沿板料厚度方向的應(yīng)力與其它兩個互但板料大多數(shù)成形工序，沿板料厚度方向的應(yīng)力與其它兩個互相垂直方向的主應(yīng)力相比較，往

15、往很小，可以忽略不計，如拉相垂直方向的主應(yīng)力相比較，往往很小，可以忽略不計，如拉深、翻孔和脹形變形等，這種應(yīng)力狀態(tài)稱為深、翻孔和脹形變形等，這種應(yīng)力狀態(tài)稱為平面應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)。三個主應(yīng)力中只有一個有值，稱為三個主應(yīng)力中只有一個有值，稱為單向應(yīng)力狀態(tài)單向應(yīng)力狀態(tài)。2 2、變形物體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、變形物體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)31一一. .金屬塑性變形理論金屬塑性變形理論2 2、塑性變形體積不變規(guī)律、塑性變形體積不變規(guī)律實踐證明，塑性變形時物體主要發(fā)生形狀的改變，而體積保持實踐證明，塑性變形時物體主要發(fā)生形狀的改變，而體積保持不變，這就是塑性變形體積不變規(guī)律。不變，這就是塑性變形體積不變規(guī)律。32一

16、一. .金屬塑性變形理論金屬塑性變形理論3 3、塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖圖 材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線彈性變形階段彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變之間的，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是線性的、可逆的，與加載歷關(guān)系是線性的、可逆的，與加載歷史無關(guān)；史無關(guān)；塑性變形階段塑性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系則是非線性的、不可變之間的關(guān)系則是非線性的、不可逆的，與加載歷史有關(guān)。應(yīng)變不僅逆的，與加載歷史有關(guān)。應(yīng)變不僅與應(yīng)力大小有關(guān)，而且還與加載歷與應(yīng)力大小有關(guān)，而且還與加載歷史有著密切的關(guān)系。史有著密切的關(guān)系。33二二. .板料沖壓成形性能板料沖壓成形性能1 1、板料對沖壓成形工藝的適

17、應(yīng)能力稱為板料的、板料對沖壓成形工藝的適應(yīng)能力稱為板料的沖壓成形性能沖壓成形性能。板料在成形過程中可能出現(xiàn)兩種失穩(wěn)現(xiàn)象：板料在成形過程中可能出現(xiàn)兩種失穩(wěn)現(xiàn)象：1) 1) 拉伸失穩(wěn)：板料在拉應(yīng)力作用下局部出現(xiàn)縮頸或斷裂。拉伸失穩(wěn)：板料在拉應(yīng)力作用下局部出現(xiàn)縮頸或斷裂。2) 2) 壓縮失穩(wěn)：板料在壓應(yīng)力作用下出現(xiàn)起皺。壓縮失穩(wěn)：板料在壓應(yīng)力作用下出現(xiàn)起皺。成形極限成形極限：板料在失穩(wěn)之前可以達到的最大變形程度。：板料在失穩(wěn)之前可以達到的最大變形程度。1 1) )總體成形極限總體成形極限：板：板料失穩(wěn)前整體尺寸可達到得料失穩(wěn)前整體尺寸可達到得最大變形程度最大變形程度。2 2) )局部成形極限局部成形

18、極限：板：板料失穩(wěn)前局部尺寸可達到得料失穩(wěn)前局部尺寸可達到得最大變形程度。最大變形程度。二二. .板料沖壓成形性能板料沖壓成形性能板料沖壓成形性能主要包括：板料沖壓成形性能主要包括：1) 1) 抗破裂性：抗破裂性：指板料在沖壓成形中抵抗破裂的能力。指板料在沖壓成形中抵抗破裂的能力。目前沖壓生產(chǎn)中主要是用抗破裂性作為評價沖壓成形的指標。目前沖壓生產(chǎn)中主要是用抗破裂性作為評價沖壓成形的指標。2) 2) 貼模性：貼模性：指板料在沖壓成形中取得與模具形狀一致的能力。指板料在沖壓成形中取得與模具形狀一致的能力。 成形中產(chǎn)生起皺、塌陷和鼓包等缺陷均會降低貼模性。成形中產(chǎn)生起皺、塌陷和鼓包等缺陷均會降低貼模

19、性。3) 3) 定形性：定形性：指零件脫模后保持在模內(nèi)既得形式的能力。指零件脫模后保持在模內(nèi)既得形式的能力。影響定形性的主要因素是回彈，造成零件脫模后有較大的形狀影響定形性的主要因素是回彈，造成零件脫模后有較大的形狀和尺寸誤差。和尺寸誤差。二二. .板料沖壓成形性能板料沖壓成形性能 汽車車身材料除了要保證足夠的強度和剛性以滿足車汽車車身材料除了要保證足夠的強度和剛性以滿足車身的使用性能外，還要求滿足身的使用性能外，還要求滿足沖壓、焊裝和涂裝沖壓、焊裝和涂裝三大工藝三大工藝的要求，但的要求，但重點要滿足沖壓工藝重點要滿足沖壓工藝的要求，因為沖壓工藝對的要求，因為沖壓工藝對材料的材料的要求較全面且

20、較高要求較全面且較高。 焊裝工藝焊裝工藝要求材料為要求材料為低碳鋼、容易焊接低碳鋼、容易焊接。 涂裝工藝涂裝工藝要求材料要求材料表面平整表面平整。一一. .沖壓加工對沖壓件材料的要求沖壓加工對沖壓件材料的要求剛度和強度？剛度和強度？沖壓件有兩類：沖壓件有兩類：1)1) 形狀復(fù)雜但受力不大形狀復(fù)雜但受力不大的沖壓件，如汽車駕駛室覆蓋件和一的沖壓件，如汽車駕駛室覆蓋件和一些機器的外殼，要求鋼板有良好的沖壓性能和表面質(zhì)量，多采些機器的外殼，要求鋼板有良好的沖壓性能和表面質(zhì)量，多采用用冷軋深沖低碳薄鋼板冷軋深沖低碳薄鋼板；2)2) 形狀比較復(fù)雜而且受力較大形狀比較復(fù)雜而且受力較大的沖壓件，例如汽車車架

21、，要的沖壓件，例如汽車車架，要求鋼板既有良好的沖壓性能、又有一定的強度，多選用沖壓性求鋼板既有良好的沖壓性能、又有一定的強度，多選用沖壓性能好的能好的熱軋低合金或碳素厚鋼板。熱軋低合金或碳素厚鋼板。沖壓性能優(yōu)良是指：沖壓性能優(yōu)良是指：1) 1) 板料應(yīng)便于加工、容易得到高質(zhì)量的沖壓件；板料應(yīng)便于加工、容易得到高質(zhì)量的沖壓件；2) 2) 生產(chǎn)效率高，一次沖壓工序的極限變形程度和總極限變形生產(chǎn)效率高，一次沖壓工序的極限變形程度和總極限變形程度大；程度大；3) 3) 模具磨損小等。模具磨損小等。二二. .板料質(zhì)量對沖壓性能的影響板料質(zhì)量對沖壓性能的影響影響板料沖壓性能的質(zhì)量指標主要是影響板料沖壓性能

22、的質(zhì)量指標主要是板料力學(xué)性能、化學(xué)成分板料力學(xué)性能、化學(xué)成分和金相組織、板料的尺寸精度和表面質(zhì)量。和金相組織、板料的尺寸精度和表面質(zhì)量。1.1.力學(xué)性能指標及其對沖壓性能的影響力學(xué)性能指標及其對沖壓性能的影響(1) (1) 屈服極限屈服極限s s ： 所謂屈服，是指達到一定的變形應(yīng)力之后，金屬開始從彈所謂屈服，是指達到一定的變形應(yīng)力之后，金屬開始從彈性狀態(tài)非均勻的向塑性狀態(tài)過渡，它標志著塑性變形的開始。性狀態(tài)非均勻的向塑性狀態(tài)過渡，它標志著塑性變形的開始。 若若s s小，材料容易屈服，則產(chǎn)生相同變形所需變形力就小小，材料容易屈服，則產(chǎn)生相同變形所需變形力就小; ;壓壓縮變形時，因易于變形而不易

23、起皺。對彎曲變形而言，彎曲變縮變形時，因易于變形而不易起皺。對彎曲變形而言，彎曲變形后回彈小，即貼模性和定形性好。形后回彈小，即貼模性和定形性好。(2) (2) 屈強比屈強比s s/ / b b 。 材料的屈服極限與抗拉強度的比值，稱為屈強比。材料的屈服極限與抗拉強度的比值，稱為屈強比。屈屈強比小，說明強比小，說明s s小、小、 b b大，即容易產(chǎn)生塑性變形而不易破大，即容易產(chǎn)生塑性變形而不易破裂，也就是說，有較大的變形區(qū)間。對壓縮類變形中的拉深變裂，也就是說，有較大的變形區(qū)間。對壓縮類變形中的拉深變形而言，屈強比具有重大影響。形而言，屈強比具有重大影響。 當變形抗力小而強度高時，變形區(qū)的材料

24、易于變形而不易當變形抗力小而強度高時，變形區(qū)的材料易于變形而不易起皺。傳力區(qū)的材料有較高強度而不易拉裂，有利于提高拉深起皺。傳力區(qū)的材料有較高強度而不易拉裂，有利于提高拉深變形的極限變形程度。變形的極限變形程度。 屈強比低表示材料的塑性較好屈強比低表示材料的塑性較好 。(3) (3) 厚向異性系數(shù)厚向異性系數(shù)R R 板料試件單向拉伸試驗中寬度應(yīng)變板料試件單向拉伸試驗中寬度應(yīng)變b b與厚度應(yīng)變與厚度應(yīng)變t t之比，之比，即即 R=R=b b/t t 用于拉深成形的材料還要求大的厚向異性系數(shù)。厚向異性用于拉深成形的材料還要求大的厚向異性系數(shù)。厚向異性系數(shù)系數(shù)R1R1時，寬度方向的變形比厚度方向的變

25、形容易，時，寬度方向的變形比厚度方向的變形容易，R R愈大，愈大，在拉深過程中越不容易產(chǎn)生變薄和破裂，拉深成形性能越好。在拉深過程中越不容易產(chǎn)生變薄和破裂，拉深成形性能越好。(4) (4) 延伸率延伸率延伸率即試樣拉伸斷裂后標距段的總變形延伸率即試樣拉伸斷裂后標距段的總變形LL與原標距長度與原標距長度L L之之比的百分數(shù)：比的百分數(shù)：=L/L=L/L100%100%。工程上常將工程上常將5%5%的材料稱為塑性材料，如常溫靜載的低碳鋼的材料稱為塑性材料，如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等；而把、鋁、銅等；而把5%5%的材料稱為脆性材料，如常溫靜載下的材料稱為脆性材料，如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。

26、的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。越高，板料的沖壓成形性能愈好。越高，板料的沖壓成形性能愈好。復(fù)雜曲面的車身覆蓋拉延復(fù)雜曲面的車身覆蓋拉延件要求板料具有較高的均勻伸長率件要求板料具有較高的均勻伸長率。2.2.材料化學(xué)成分和金相組織材料化學(xué)成分和金相組織 材料的化學(xué)成分與沖壓性能有密切關(guān)系。材料的化學(xué)成分與沖壓性能有密切關(guān)系。 一般來說，鋼中的碳、硅、磷、硫的含量增加，都會使材一般來說，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。材料的塑性影響最大。 (1) (1) 含碳量含碳量 含碳

27、量不超過含碳量不超過0.050.050.150.15的低碳鋼板具有良好的塑性，的低碳鋼板具有良好的塑性，因此車身覆蓋件多采用這種塑性較好的低碳優(yōu)質(zhì)鋼板。因此車身覆蓋件多采用這種塑性較好的低碳優(yōu)質(zhì)鋼板。 (2) (2) 含硅、硫量含硅、硫量 含硅量在含硅量在0.370.37以下的鋼，硅對塑性影響不大，但超過這以下的鋼，硅對塑性影響不大，但超過這一值，即使含碳量低，也會使鋼板變得又硬又脆。硫在鋼中與一值，即使含碳量低，也會使鋼板變得又硬又脆。硫在鋼中與錳或鋼結(jié)合后，以硫化物的形態(tài)出現(xiàn)，嚴重影響鋼板的熱軋性錳或鋼結(jié)合后，以硫化物的形態(tài)出現(xiàn)，嚴重影響鋼板的熱軋性能，促使產(chǎn)生條狀組織，使塑性降低。能，促

28、使產(chǎn)生條狀組織，使塑性降低。 (3) (3) 晶粒大小晶粒大小 鋼板金相組織的晶粒大小也直接影響沖壓性能。鋼板金相組織的晶粒大小也直接影響沖壓性能。晶粒大小晶粒大小不均會引起裂紋。粗大的晶粒在沖壓成形時，會在制件表面留不均會引起裂紋。粗大的晶粒在沖壓成形時，會在制件表面留下粗糙的下粗糙的“橘皮橘皮”，影響制件表面質(zhì)量。過小的晶粒會使鋼板，影響制件表面質(zhì)量。過小的晶粒會使鋼板的塑性降低。由于在變形中的硬化作用，會使材料的硬度、強的塑性降低。由于在變形中的硬化作用，會使材料的硬度、強度增加，容易造成沖壓件開裂、回彈、扭曲或起皺。度增加，容易造成沖壓件開裂、回彈、扭曲或起皺。3.3.材料厚度公差和表

29、面質(zhì)量材料厚度公差和表面質(zhì)量 汽車沖壓用鋼板應(yīng)具有以下兩方面的基本質(zhì)量要求：汽車沖壓用鋼板應(yīng)具有以下兩方面的基本質(zhì)量要求： (1) (1) 嚴格的厚度尺寸公差嚴格的厚度尺寸公差 在板料的尺寸精度指標中，對沖壓性能影響最大的是板料的厚度公差。在板料的尺寸精度指標中，對沖壓性能影響最大的是板料的厚度公差。沖壓加工時，對材料厚度的偏差要求是比較嚴格的。這是因為，一定的沖模沖壓加工時，對材料厚度的偏差要求是比較嚴格的。這是因為，一定的沖模間隙，適于沖壓一定厚度的材料。如果用同一沖模間隙來沖壓厚度差異較大間隙，適于沖壓一定厚度的材料。如果用同一沖模間隙來沖壓厚度差異較大的材料，那么所得工件的質(zhì)量和精度就

30、會降低，沖模也易損壞。尤其在拉延、的材料，那么所得工件的質(zhì)量和精度就會降低，沖模也易損壞。尤其在拉延、翻邊及彎曲工序中，由于材料厚度不均，可能會導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。在大型工翻邊及彎曲工序中，由于材料厚度不均，可能會導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。在大型工件整形時，甚至可以損壞壓力機。件整形時，甚至可以損壞壓力機。 (2) (2) 良好的表面質(zhì)量良好的表面質(zhì)量 轎車覆蓋件不允許表面有影響其深沖性、涂裝性和外觀質(zhì)轎車覆蓋件不允許表面有影響其深沖性、涂裝性和外觀質(zhì)量的表面缺陷。板料的表面質(zhì)量是影響沖壓性的因素之一。量的表面缺陷。板料的表面質(zhì)量是影響沖壓性的因素之一。 一般對板料的表面狀況有如下要求：一般對板料的表面狀況

31、有如下要求： 表面光潔表面光潔 表面不應(yīng)有氣泡、縮孔、劃痕、麻點、裂紋、結(jié)疤、分層表面不應(yīng)有氣泡、縮孔、劃痕、麻點、裂紋、結(jié)疤、分層等缺陷，特別是轎車外部覆蓋件，否則在沖壓過程中，缺陷部等缺陷，特別是轎車外部覆蓋件，否則在沖壓過程中，缺陷部位可能因應(yīng)力集中而破裂。位可能因應(yīng)力集中而破裂。 表面平整表面平整 如果板料表面翹曲不平，在剪切或沖壓中容易因定位不穩(wěn)如果板料表面翹曲不平，在剪切或沖壓中容易因定位不穩(wěn)而出現(xiàn)廢品；在沖裁過程中會因板料變形展開而損壞模具。拉而出現(xiàn)廢品；在沖裁過程中會因板料變形展開而損壞模具。拉深時可能使壓料不均勻而影響材料的流向引起開裂或起皺。深時可能使壓料不均勻而影響材料的

32、流向引起開裂或起皺。 表面無銹表面無銹 如果板料表面有銹，不僅對沖壓不利，損傷模具，還會影如果板料表面有銹，不僅對沖壓不利，損傷模具，還會影響后續(xù)焊裝涂裝工序的正常進行及涂裝質(zhì)量。響后續(xù)焊裝涂裝工序的正常進行及涂裝質(zhì)量。三、鋼板的類型三、鋼板的類型 (1) (1) 按品質(zhì)分類按品質(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)碳素鋼以及汽車專用的具有較高沖壓性能的素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低合金高強度鋼板。 汽車沖壓中應(yīng)用較多的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板的牌號是：汽車沖壓中應(yīng)用較多的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板的牌號是： 沸騰鋼沸騰

33、鋼 05F05F、08F08F、l0Fl0F、15F,20F15F,20F； 半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼 08b08b； 鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 0808、1010、1515、2020、3030等。等。 汽車專用鋼板主要是汽車專用鋼板主要是 09Mn, 16Mn, 06Ti, l0Ti09Mn, 16Mn, 06Ti, l0Ti等。這類等。這類鋼板主要用來制造汽車的受力零件，例如車架。鋼板主要用來制造汽車的受力零件，例如車架。厚度厚度最深拉深級最深拉深級深拉深級深拉深級普通拉深級普通拉深級44Z ZS SP P (2) (2) 按拉深級別分類按拉深級別分類 表表2-12-1為冷軋鋼板的拉深級別代號。為冷軋鋼板的拉

34、深級別代號。厚度厚度沖制拉深最沖制拉深最復(fù)雜零件復(fù)雜零件沖制拉深很復(fù)沖制拉深很復(fù)雜零件雜零件沖制拉深復(fù)雜沖制拉深復(fù)雜零件零件22ZFZFHFHFF F表表2-12-1 冷軋鋼板的拉深級別代號冷軋鋼板的拉深級別代號(3) (3) 按表面質(zhì)量分類按表面質(zhì)量分類鋼板的表面質(zhì)量分為四組，代號分別為鋼板的表面質(zhì)量分為四組，代號分別為、。 (4) (4) 按尺寸精度分類按尺寸精度分類 鋼板的尺寸精度或厚度公差為：鋼板的尺寸精度或厚度公差為：AA高級精度；高級精度；BB較高較高級精度；級精度；CC一般精度。一般精度。 深沖壓用冷軋鋼板分深沖壓用冷軋鋼板分A A、B B兩級；優(yōu)質(zhì)鋼板分兩級；優(yōu)質(zhì)鋼板分A A、

35、B B、C C三級，三級，普通鋼板分普通鋼板分B B、C C兩級。兩級。 鋼板標注示例：鋼板標注示例：8871008887080 . 1BGBZIIFGB四、汽車材料的發(fā)展趨勢四、汽車材料的發(fā)展趨勢車身材料主要是低碳金屬薄鋼板，一般厚度在車身材料主要是低碳金屬薄鋼板，一般厚度在0.60.62.0mm2.0mm。隨。隨著現(xiàn)代車身技術(shù)的發(fā)展，車身材料要求著現(xiàn)代車身技術(shù)的發(fā)展，車身材料要求既有相當?shù)膹姸?，也要既有相當?shù)膹姸?，也要求重量輕求重量輕。1.1.薄鋼板發(fā)展趨勢薄鋼板發(fā)展趨勢(1) (1) 化學(xué)成分化學(xué)成分 為保證沖壓和焊接性能，含碳量要控制在為保證沖壓和焊接性能，含碳量要控制在0.050.0

36、50.150.15，含硅量要控制在含硅量要控制在0.370.37以下。以下。 采用先進的冶金技術(shù)，薄鋼板的化學(xué)成分穩(wěn)定性有所提高，采用先進的冶金技術(shù)，薄鋼板的化學(xué)成分穩(wěn)定性有所提高，鋼中的有害元素含量明顯下降，對提高薄鋼板的成形性能起到鋼中的有害元素含量明顯下降，對提高薄鋼板的成形性能起到了很大的作用。了很大的作用。(2) (2) 表面質(zhì)量表面質(zhì)量鋼板的鋼板的板厚精度板厚精度控制也將影響現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線的工作準確性，控制也將影響現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線的工作準確性，因為現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)線是用機器人點焊，板厚誤差大會增加因為現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)線是用機器人點焊，板厚誤差大會增加焊接電阻、焊接電阻、導(dǎo)致虛焊導(dǎo)

37、致虛焊，影響點焊質(zhì)量。所以，現(xiàn)代化的汽車制，影響點焊質(zhì)量。所以，現(xiàn)代化的汽車制造對鋼板的要求是十分嚴格的，例如對寬造對鋼板的要求是十分嚴格的，例如對寬1.5m,1.5m,長長3000m,3000m,厚厚0.8mm0.8mm的鋼板，厚度公差不得超過的鋼板，厚度公差不得超過20m20m。目前中高檔轎車白車身一般使用鍍鋅板，但是鋼廠生產(chǎn)的汽車目前中高檔轎車白車身一般使用鍍鋅板，但是鋼廠生產(chǎn)的汽車鋼板在軋制過程中的表面粗糙度和清潔度將直接影響鍍鋅的鋅鋼板在軋制過程中的表面粗糙度和清潔度將直接影響鍍鋅的鋅層附著力。層附著力。(3) (3) 防腐性能防腐性能 為提高車身使用壽命，車身材料不但要有足夠的強度

38、，還為提高車身使用壽命，車身材料不但要有足夠的強度，還要有一定的防腐性能。要有一定的防腐性能。金屬材料的防銹具有極大的經(jīng)濟價值。金屬材料的防銹具有極大的經(jīng)濟價值。 試驗表明，鍍層鋼板具有良好的試驗表明，鍍層鋼板具有良好的防銹蝕性能防銹蝕性能、成形性和涂成形性和涂漆性以及優(yōu)良的裝飾性漆性以及優(yōu)良的裝飾性。 鍍層鋼板主要有鍍鋅鋼板、鍍鋁鋼板、有機涂層板和復(fù)合鍍層鋼板主要有鍍鋅鋼板、鍍鋁鋼板、有機涂層板和復(fù)合涂層板等。涂層板等。19721972年美國汽車行業(yè)開始大量采用鍍鋅鋼板。鍍鋅年美國汽車行業(yè)開始大量采用鍍鋅鋼板。鍍鋅鋼板的鍍鋅層厚度為鋼板的鍍鋅層厚度為7.57.5l0ml0m。雙面鍍鋅板制作的

39、車身，使。雙面鍍鋅板制作的車身，使用壽命可達用壽命可達1212年。年。(4)(4)不同性能鋼板拼焊不同性能鋼板拼焊 拼焊鋼板拼焊鋼板是將是將不同厚度不同厚度和和不同性能不同性能的鋼板剪裁后拼焊起來的鋼板剪裁后拼焊起來的一種鋼板。的一種鋼板。 使用拼焊鋼板可以在汽車外表部位使用涂鍍層鋼板，便于使用拼焊鋼板可以在汽車外表部位使用涂鍍層鋼板，便于更好地發(fā)揮其耐蝕性，在承力或易磨損部位則使用較厚的高強更好地發(fā)揮其耐蝕性，在承力或易磨損部位則使用較厚的高強度鋼板。汽車構(gòu)件上采用度鋼板。汽車構(gòu)件上采用“拼焊拼焊”的部件常有側(cè)面框架、的部件常有側(cè)面框架、車門車門內(nèi)板內(nèi)板、車身底板、側(cè)面橫擋、擋風玻璃窗框、中立柱、擋泥板、車身底板、側(cè)面橫擋、擋風玻璃窗框、中