第二章 車身沖壓

車身沖壓

第二章從質(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)展趨勢來看，人們對汽車的安全性、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)。汽車車身是一個形狀復雜的空間薄壁殼體。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成的。汽車覆蓋件（簡稱覆蓋件）是構成駕駛室和車身的表面零件，以及覆蓋發(fā)動機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、汽車車身結構汽車車身主要覆蓋件有發(fā)動機蓋、行李箱蓋、車門、車頂、翼子板、前后底板等。

車身主要構件

車身骨架主要構件車身底板主要構件車身側圍主要構件車門主要構件發(fā)動機蓋主要構件行李箱蓋主要構件2．車身材料車身沖壓件所用的材料均為冷軋薄鋼板，按沖壓級別可分：最復雜拉深級（用ZF表示）、很復雜拉深級（HF）、復雜拉深級（F）、最拉深級（Z）、深拉深級（S）、普通拉深級（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。常見鍍鋅板號牌有st1203、st1303、st1403、st1305、st1405、08ZF等。號牌中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.尺寸和形狀應符合覆蓋件圖和汽車主模型：覆蓋件間的裝配多用點焊，間用螺釘連接。裝配連接處的兩個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，造成覆蓋件受振動后就會產(chǎn)生空洞聲。4.工藝性：覆蓋件的工藝性關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、沖壓設備沖壓車間主要設備有壓力機、開卷機和剪板機。在汽車沖壓車間常見壓力機有曲軸壓力機和偏心壓力機兩種。

二、汽車車身沖壓生產(chǎn)特點1、拉深工序多采用寬臺面雙動壓力機

雙動壓力機有分別運動的內(nèi)、外兩個滑塊，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的雙動壓力機。

2、廣泛采用單動寬臺面多點壓力機由于汽車覆蓋件輪廓尺寸大而材料厚度小，所需臺面尺寸較大，在修邊、校形、翻邊、沖孔等工序的偏心力較大，因而廣泛采用寬臺面多點壓力機。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)線的自動化程度也不同。半自動化生產(chǎn)線：人工上料、取件，由傳送帶在設備間運輸半成品件；自動化生產(chǎn)線：自動上料、取件，由傳送帶在設備間運輸半成品件；全自動化生產(chǎn)線（如圖）：卷材開卷線、上料、涂潤滑油、取件、工序件翻轉、輸送、工序件的質(zhì)量檢測等全部由程序控制或電腦控制，全生產(chǎn)線實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。

1.壓力機單機機械化和自動化自動化的壓力機安裝了自動上、下料裝置。最常用的自動下（卸）料裝置是各種類型的機械手或接觸器。它們大多數(shù)安裝在壓力機上，也有的是單獨安裝。2.沖壓自動線的機械裝置沖壓自動生產(chǎn)線的機械化裝置由上料、下料、翻轉和傳送等裝置構成。上料裝置也稱為拆垛進給裝置，是汽車覆蓋件沖壓自動線必不可少的機械化裝置。上料下料裝置是一種用于兩臺壓力機之間的組合式結構，同時完成工作的下料、傳送和上料三種動作。翻轉裝置一般是由驅(qū)動系統(tǒng)、間歇運動機構、旋轉輪和過載離合器等組成。3.沖壓自動生產(chǎn)線沖壓自動生產(chǎn)線，按其機械結構，可分為剛性連接的自動線和柔性連接的半自動生產(chǎn)線。

四、坯料準備的自動化和機械化用來剪切板料的普通剪板機的機械化一般由升降料臺、板料的分放機構、送料機構、定位機構、出料機構和堆垛機構等組成

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）用打包機打包成塊；4）將壓好的廢料塊由專用運輸車送出。

第三節(jié)沖壓工藝流程

一、冷沖模的基本結構冷沖模的基本結構分為上，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，定位板以及導柱導套等。二、沖壓工藝相關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，其特點是板料受外力后，剪切應力超過剪切強度極限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，其特點是板料受外力后，應力超過屈服極限Q，但低于抗拉強度經(jīng)塑性變形后成一定形狀。1.沖壓的工藝術語下死點是壓力機滑塊上下運動的下端終點。上死點是壓力機滑塊上下運動的上端終點。工件是已完成工藝文件規(guī)定的各道工序的沖件。工序件是已經(jīng)沖壓的坯料或沖件，但尚須進一步?jīng)_壓。沖件是坯料經(jīng)過一道或多道沖壓工序后的統(tǒng)稱，也就是工序件和工件的統(tǒng)稱。出件是使已沖過的工（序）件從模具中外出。出件裝置是使已沖過的工（序）件從模具中外出的裝置。閉合高度是沖模在工作位置下極點時上模座上平面至下模座下平面的距離。行程是壓力機滑塊上下運動兩端終點間的距離。

1.分離工序相關工藝術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。3.變形工序相關工藝術語變形工序包括：彎曲、拉延、拉深、壓凸、壓筋、卷邊、校平、卷邊、整形、翻邊等。

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)動機蓋外板沖壓工藝流程發(fā)動機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，在單動壓力機上切邊沖孔，通常4人操作，每次行程1件。（4）切邊翻邊，在單動壓力機上翻邊切，通常4人操作，每次行程1件。（5）翻邊，在單動壓力機上翻邊，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，在單動壓力機上拉深，4人操作，每次行程1件。（3）沖孔，在單動壓力機上沖孔。4人操作每次行程1件。（4）切邊、沖孔，在單動機上切邊、沖孔。4人操作每次行程1件。（5）成形，翻邊。在單動機上成形，4人操作。每次行程1件。（6）成形。在單動壓力機上成形，4人操作，每次行程1件。五、寶馬汽車側圍的沖壓工藝流程

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、凸模和凹模五個部件組成。1．凸模及其它組件

自潤導板：主要起導向作用，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，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；壓印標記銷：主要用來檢測試模時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動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動的翻邊模稱斜楔翻邊模。3．翻邊凹模對稱兩面向內(nèi)作水平或傾斜方向運動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動的翻邊模稱斜楔圓周開花翻邊模。5．翻邊凹模對稱兩面向外做水平或傾斜方向運動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)量檢驗沖壓件質(zhì)量檢查主要有外觀檢查和尺寸檢驗。1．外觀檢查1)觸摸檢查