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1、17452-10A,第十章 汽车车身制造工艺,第一节 汽车车身冲压材料 第二节 汽车车身覆盖件冲压工艺 第三节 汽车车身装焊工艺 第四节 汽车车身涂装工艺,17452-10A,第一节 汽车车身冲压材料,一、汽车冲压用钢板的特点 二、汽车冲压用钢板系列和成形性能 三、板材性能参数与成形性的关系,17452-10A,一、汽车冲压用钢板的特点,(1)质量要求高 (2)品种多 汽车覆盖件一般采用冷轧薄钢板，按冲压级别区分为超深冲拉深级(IF)、最复杂拉深级(ZF)、很复杂拉深级(HF)、复杂拉深级(F)、最深拉深级(Z)、深拉深级(S)和普通拉深级(P)。 (3)性能要求 在常规生产中，各种零部件、总
2、成和车身是由众多的冲压件经焊接而成的，所以要求汽车冷冲压用钢板应具有良好的焊接性。,17452-10A,(1)质量要求高,1)汽车覆盖件的轮廓尺寸、孔位尺寸、局部形状的各种尺寸必须有很好的尺寸精度，确保装焊的准确性、互换性，实现车身装焊的自动化。 2)保证覆盖件具有足够的刚性。 3)覆盖件在成形过程中，材料应能进行足够的塑性变形，具有良好的工艺性。 4)外覆盖件(尤其是乘用车)表面不允许有任何缺陷，曲线应圆滑，过渡应均匀，具有极好的表面质量。 5)对外覆盖件要求与车身造型设计一致，必须具有很高的形状精度，与主模型吻合。,17452-10A,二、汽车冲压用钢板系列和成形性能,(一)汽车冲压用钢板
3、的类型 (二)汽车冲压用钢板系列 (三)冲压材料的成形性能,17452-10A,(一)汽车冲压用钢板的类型,(1)按钢板的拉深级别分类 (2)按钢板的表面质量分类 钢板的表面质量分为四组：I特别高级的精整表面(表面分为无光泽和有光泽)；高级的精整表面；较高级的精整表面；普通的精整表面。 (3)按钢板轧制尺寸精度(厚度公差)分类 钢板的尺寸精度或厚度公差为：A高级精度；B较高级精度；C一般精度。,17452-10A,(1)按钢板的拉深级别分类,1)厚度小于2mm的深冲压用冷轧薄钢板和钢带一般用于冲压汽车车身的复杂覆盖件，其拉深级别分为三级：ZF冲制拉深最复杂的零件；HF冲制拉深很复杂的零件；F冲
4、制拉深复杂的零件。 2)厚度小于4mm的冷轧薄钢板的拉深级别分为三级：Z最深拉深级；S深拉深级；P普通拉深级。,17452-10A,(二)汽车冲压用钢板系列,(1)冷轧双相钢板 此类钢板的钢号主要有：Sx540和Sx590。 (2)冷轧铝镇静钢板 此类钢板的钢号主要有：08Al、St12、St13、St14和St15，其化学成分和性能如表10-1所示。 (3)加磷铝镇静钢板 此类钢板的钢号主要有：06AlP、08AlP、10AlP、WP340、WP370、WP390、BP340和BP400。 (4)加磷铝镇静烘烤硬化钢板 此类钢板的钢号主要有：BP240A、WHB340和A220BH。 (5)
5、超深冲IF冷轧钢板 此类钢板的钢号主要有：St16、SSPDX和SSPDXE。 (6)镀锌钢板 此类钢板的钢号主要有：SECC、SECD、SECE、St01Z、St02Z、St03Z、St04Z、St05Z、StE250-2Z和StE280-2Z。 (7)其他钢板,17452-10A,(1)冷轧双相钢板 此类钢板的钢号主要有：Sx540和Sx590。,图10-1 汽车冲压用钢板系列,17452-10A,(2)冷轧铝镇静钢板 此类钢板的钢号主要有：08Al、St12、St13、St14和St15，其化学成分和性能如表10-1所示。,17452-10A,(3)加磷铝镇静钢板,1)强度高。 2)较好
6、的塑性，拉深性比一般高强度钢板好，价格较低。 3)板厚方向抗变形能力强。 4)点焊性能好，加磷高强度冷轧钢板与08Al冷轧钢板相同，可沿用08Al冷轧钢板的生产工艺组织生产。 5)加磷高强度冷轧钢板的耐腐蚀性能优秀，相对于08Al冷轧钢板的耐腐蚀性能约提高15%以上。 6)这种钢板在表面涂装后进行200左右的烘烤时，其烘烤硬化性能、屈服强度进一步得到提高，从而增加了覆盖件的强度，这对提高汽车车身件的抗凹陷性能是非常有益的。,17452-10A,1)强度高。,表10-1 冷轧铝镇静钢板的化学成分和性能,17452-10A,1)强度高。,表10-1 冷轧铝镇静钢板的化学成分和性能,17452-10
7、A,2)较好的塑性，拉深性比一般高强度钢板好，价格较低。,17452-10A,3)板厚方向抗变形能力强。,17452-10A,4)点焊性能好，加磷高强度冷轧钢板与08Al冷轧钢板相同，可沿用08Al冷轧钢板的生产工艺组织生产。,17452-10A,5)加磷高强度冷轧钢板的耐腐蚀性能优秀，相对于08Al冷轧钢板的耐腐蚀性能约提高15%以上。,17452-10A,6)这种钢板在表面涂装后进行200左右的烘烤时，其烘烤硬化性能、屈服强度进一步得到提高，从而增加了覆盖件的强度，这对提高汽车车身件的抗凹陷性能是非常有益的。,表10-2 加磷冷轧钢板的化学成分和性能,17452-10A,6)这种钢板在表面
8、涂装后进行200左右的烘烤时，其烘烤硬化性能、屈服强度进一步得到提高，从而增加了覆盖件的强度，这对提高汽车车身件的抗凹陷性能是非常有益的。,表10-2 加磷冷轧钢板的化学成分和性能,17452-10A,6)这种钢板在表面涂装后进行200左右的烘烤时，其烘烤硬化性能、屈服强度进一步得到提高，从而增加了覆盖件的强度，这对提高汽车车身件的抗凹陷性能是非常有益的。,表10-3 加磷高强度冷轧钢板的冲压性能,17452-10A,(4)加磷铝镇静烘烤硬化钢板 此类钢板的钢号主要有：BP240A、WHB340和A220BH。,罩式退火。连续退火。 罩式退火。连续退火。,17452-10A,(4)加磷铝镇静烘
9、烤硬化钢板 此类钢板的钢号主要有：BP240A、WHB340和A220BH。,表10-4 烘烤硬化钢板的实际化学成分和性能,17452-10A,罩式退火。连续退火。,表10-5 不同温度的BH值(N/m),17452-10A,罩式退火。连续退火。,17452-10A,(5)超深冲IF冷轧钢板 此类钢板的钢号主要有：St16、SSPDX和SSPDXE。,表10-6 IF(St16)冷轧钢板的化学成分和性能,表10-7 IF(St16)冷轧钢板的实际成分和性能,17452-10A,(6)镀锌钢板 此类钢板的钢号主要有：SECC、SECD、SECE、St01Z、St02Z、St03Z、St04Z、S
10、t05Z、StE250-2Z和StE280-2Z。,17452-10A,(7)其他钢板,1)具有良好的成形性、焊接性和抗腐蚀能力的锌铬镀层板。 2)具有减振、降噪、轻量化等功能的复合型板材。 3)在电镀锌钢板上涂覆一层塑料，使之既有钢的高强度又有锌、塑料等材料的耐腐蚀性，总质量又与铝合金等同，十分适合汽车使用。 4)冷轧TRIP钢。 5)Tailored Blank Welding，简称TBW钢板，它是根据汽车各部位对材料要求的差异，将不同厚度、不同强度和表面覆层(如镀锌钢板)用激光焊合的一种汽车专用钢板。,17452-10A,(三)冲压材料的成形性能,1.薄板成形性能的评价方法 2.成形极限
11、图的应用 3.板料冲压性能,17452-10A,1.薄板成形性能的评价方法,图10-2 成形极限图,17452-10A,2.成形极限图的应用,1)合理选用材料。 2)在模具的调试中，找出潜在的危险点，解决零件局部的拉裂问题。 3)提高复杂冲压件的成形质量。,17452-10A,三、板材性能参数与成形性的关系,(一)拉深试验性能参数及其与冲压成形性的关系 (二)化学成分和金相组织对冲压性能的影响 (三)板料的尺寸精度和表面质量对冲压性能的影响,17452-10A,(一)拉深试验性能参数及其与冲压成形性的关系,(1)屈服点s 当板材在拉力的作用下成形时，屈服点s一般与伸长类成形性能成反比，材料的屈
12、服点s越小，越容易屈服，变形抗力小，产生相同的变形所需的变形力就小。 (2)屈强比s/b 屈强比对板材冲压成形性能有较大的影响，较小的屈强比对几乎所有的冲压成形都是有利的。 (3)伸长率和均匀伸长率u 拉深试验中，在单向拉深情况下，试样拉断时的伸长率称为断后伸长率。 (4)硬化指数(应变刚指数)n 常用金属材料在常温下的冲压加工属于冷塑性变形，在冷变形过程中要出现加工硬化效应，这是冷变形加工的基本特点，使决定材料变形抗力的指标(s、b)随变形程度的增大而增大，同时使其塑性指标(主要是伸长率)随变形程度的增加而降低。 (5)各向异性系数 板料的各向异性是指由于钢板结晶和板材在轧制时出现纤维组织，
13、造成板料的塑性因方向的不同而出现差异。,17452-10A,(5)各向异性系数,1)厚向异性系数r。 2)板平面内方向异性系数r。,17452-10A,1)厚向异性系数r。,17452-10A,2)板平面内方向异性系数r。,17452-10A,(二)化学成分和金相组织对冲压性能的影响,(1)化学成分对冲压性能的影响 材料的化学成分与冲压性能有着密切关系。 (2)金相组织对冲压性能的影响 钢板金相组织的晶粒大小直接影响冲压性能。,17452-10A,(三)板料的尺寸精度和表面质量对冲压性能的影响,(1)板料的尺寸精度对冲压性能的影响 板料的尺寸精度对冲压性能影响最大的是板料的厚度公差。 (2)板
14、料的表面质量 板料的表面质量也是影响冲压性能的因素之一。,17452-10A,(1)板料的尺寸精度对冲压性能的影响 板料的尺寸精度对冲压性能影响最大的是板料的厚度公差。,17452-10A,(2)板料的表面质量 板料的表面质量也是影响冲压性能的因素之一。,1)冷轧钢板的表面氧化色。 2)冷轧钢板表面的黑膜。 3)钢板表面的其他缺陷：钢板表面麻点。,17452-10A,第二节 汽车车身覆盖件冲压工艺,一、车身覆盖件的特点 二、汽车覆盖件冲模的特点 三、覆盖件的冲压工序 四、车身覆盖件拉深工艺设计 五、拉深模 六、落料模 七、修边模 八、翻边模 九、冲孔模 十、装配压合模,17452-10A,一、
15、车身覆盖件的特点,(1)形状复杂 大多数覆盖件都是由复杂的三维空间曲面组成，为了获得空气动力特性好的车身外形，覆盖件应当具有连续的空间曲面形状且冲压深度不均。 (2)外形尺寸大 为了简化装配工艺，减少零件数，保证车身外表曲面的连续性和完整性，大多数覆盖件的外形尺寸都比较大，有些覆盖件如侧围外轮廓尺寸可达23m。 (3)表面质量要求高 覆盖件的可见表面不允许有波纹、皱纹、凹痕、边缘拉痕、擦伤以及其他破坏表面完美的缺陷。 (4)要求足够的刚度 覆盖件是薄壳零件，在汽车行驶时会产生振动，引起覆盖件的激振。,17452-10A,二、汽车覆盖件冲模的特点,(1)主模型是覆盖件图样的补充 由于汽车覆盖件多
16、为三维立体曲面形状，单靠一般的图样不能完全表达其设计要素，通常还应有主模型(或数据、实体模型)来作为制造和检验的实物依据。 (2)双动拉深 由于汽车覆盖件形状复杂，对于比较复杂的和难度较大的拉深件，需要采用有较大行程和拉深力及压边力的双动压力机来拉深，保证良好的拉深件质量，确保冲压、焊装生产工艺的可靠性和稳定性。 (3)轮廓尺寸大、结构复杂 由于汽车覆盖件轮廓尺寸大，因此模具比较大，汽车覆盖件模具的轮廓尺寸是指下模座的长度和宽度之和，一般大于2500mm(个别达到6000mm)，重十几吨(个别重达40余吨)。 (4)覆盖件模具调整工作量大 覆盖件模具调整分为制造调整和使用调整。 (5)生产、技术准备工作繁重 汽车覆盖件冲模的设计与制造是一项技术密集型的系统工程。,17452-10A,二、汽车覆盖件冲模的特点,(6)覆盖件模具的成套性 覆盖件模具的成套性是指全车模具的成套性和某个覆盖件所需模具套数的成套性两层含义。,17452-10A,(6)覆盖件模具的成套性,表10-8
