《十汽车车身制造工艺9》由会员分享，可在线阅读，更多相关《十汽车车身制造工艺9（114页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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第一节汽车车身冲压材料一、汽车冲压用钢板的特点(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。(2)品种多汽车覆盖件一般采
2、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。二、汽车冲压用钢板系列和成形性能(一)汽车冲压用钢板的类型(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
3、深拉深级；S深拉深级；P普通拉深级。(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。(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、WP3
4、70、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)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)其他钢板图10-1汽车冲压用钢板系列表10-1冷轧铝镇静钢板的化学成分和性能表10-2加磷冷轧钢板的化学成分和性能表10-2加磷冷轧钢板的化学成分和性能表10-3加磷高强度冷轧钢板的冲压性能表10-4烘烤硬化钢板
5、的实际化学成分和性能表10-6IF(St16)冷轧钢板的化学成分和性能表10-7IF(St16)冷轧钢板的实际成分和性能(三)冲压材料的成形性能1.薄板成形性能的评价方法厚向异性系数r（也叫塑性应变比r，简称r值）是评定板料压缩类成形性能的一个重要参数。r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变与厚度应变之比，板料r值的大小，反映板平面方向与厚度方向应变能力的差异。r=1时，为各向同性；r1时，为各向异性。当r1，说明板平面方向较厚度方向更容易变形，或者说板料不易变薄。r值与板料中晶粒的择优取向有关，本质上是属于板料各向异性的一个量度。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
6、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。图10-2成形极限图3.板料冲压性能板料冲压性能 板料的冲压成形性能是指板料对各种冲压加工方法的适应能力。如便于加工，容易得到高质量和高精度的冲压件，生产效率高(一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大)，模具消耗低，不易产生废品等。板料的冲压成形性能是一个综合性的概念，冲压件能否成形和成形后的质量取决于成形极限(抗破裂性)，贴模性和形状冻结性。成形极限是指板料成形过程中能达到的最大变形程度，在此变形程度下材料不发生破裂。可以认为，成形极限就是冲压成形时，材料的抗破裂性。板料的冲压成形性能越好，板料的抗破裂性也越好，其成形
7、极限也就越高。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(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
8、)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，造成板料的塑性因方向的不同而出现差异。(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。(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)
9、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。第二节汽车车身覆盖件冲压工艺一、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。二、汽车覆盖件冲模的特
10、点(1)主模型是覆盖件图样的补充由于汽车覆盖件多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
11、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(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。表10-8模具的成套性三、覆盖件的冲压工序 汽车覆盖件的形状复杂、尺寸大、深度不均匀，因此一般不可能在一道冲压工序中直接获得，有的需要十几道工序才能获得，最少的也要三道基本工序：落料、拉深、修边。其他还有翻边和冲孔等工序。也可根据需要将修边和冲孔合并、修边和翻边合并。落料工序是为拉深工序准备板料。拉深工序是覆盖件冲压的关键工序，覆盖件的绝大部分形状由拉深工序形成。冲孔工序是加工覆盖件上的工艺孔
12、和装配孔。冲孔工序一般安排在拉深工序之后，避免孔洞在拉深后变形。修边工序是切除拉深件的工艺补充部分。翻边工序位于修边工序之后，它使覆盖件边缘的竖边成形，可作为装配焊接面。覆盖件按具体工序的内容，称为拉深件、修边件和翻边件等工序件。四、车身覆盖件拉深工艺设计(一)覆盖件拉深工艺的特点1)无论覆盖件分块有多大，形状有多复杂，只能在一次拉深中全部成形。2)由于覆盖件的形状复杂，往往需要根据经验和拉深实验来试错、判断、验证产品设计和拉深工艺设计的可行性、可靠性和经济性，将发现的问题反馈到产品设计和工艺设计中进行修改。3)覆盖件的拉深不仅要求一定的拉深力，还要求在拉深过程中具有稳定的、足够的、可调节的压
13、料力(为拉深力的6570)。4)覆盖件拉深时，常需要在压料面上涂抹特制的润滑脂以减少板料与凹模和压料圈的摩擦，降低材料内应力，以避免出现破裂和表面拉毛的现象。(二)拉深方向的确定1)保证凸模能顺利进入凹模，能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成，避免“倒钩”的存在。2)保证凸模开始拉深时与板料的接触处于有利的位置，接触面积大而靠近中心；凸模表面同时接触坯料的点要多而分散，并尽可能分布均匀以防坯料窜动；凸模两侧的包容角尽可能接近，使由两侧进入凹模的料均匀。3)尽量减小拉深深度，使压料面各部位拉深深度均匀、适当。4)拉入角尽量相等，工艺补充部分少。(三)工艺补充部分1.工艺补充部分应考虑的因素1)拉
14、深时的进料条件。2)压料面的形状和位置。3)修边线的位置和修边方式。2.工艺补充部分的种类图10-3工艺补充部分的种类a)修边线在拉深件压料面上，垂直修边，压料面就是覆盖件本身的凸缘面，A25mmb)修边线在拉深件底面上，垂直修边B35mm，C1020mm，D4050mm，=310mm，=310mm；c)修边线在拉深件翻边展开的斜面上，垂直修边，40，610，E35mm，=35mm，C1020mm，D4050mmd)修边线在拉深件的斜面上，垂直修边，F12mm，612，=310mm，C1020mme)修边线在拉深件的侧壁上，水平修边或倾斜修边C12mm，=410t，D4050mm表10-9工艺
15、补充部分各部分的作用及尺寸表10-9工艺补充部分各部分的作用及尺寸(四)压料面(1)压料面的作用与对拉深成形的影响压料面是指凹模上表面与压料圈下表面起压料作用的那一部分表面，其位置在凹模圆角部分以外。(2)压料面设计原则如上所述，压料面有两种情况：一种是压料面的一部分就是拉深件的法兰面；另一种情况是压料面全部属于工艺补充部分。1)压料面形状应简单化，压料面最好呈水平方向。2)压料面本身形状不能起皱。3)压料面应降低成形深度，并且各部分深度应接近一致，使板料不产生皱折、扭曲等现象。4)压料面应使板料在拉深成形和修边工序中具有可靠的定位，并考虑送料和取件的方便性，不在某一方向产生很大的侧向力。图1
16、0-4压料面与冲压方向的关系1一压料圈2一凹模3一凸模图10-6压料面仰角与图10-6压料面仰角与凸模仰角的关系图10-7防止余料的措施图10-8底部有反成形形状时的压料面(五)工艺孔和工艺切口(1)工艺切口和工艺孔的作用在覆盖件的中间部位或成双拉深的连接部位，由于在拉深过程中局部变形太大，得不到外部材料补充而只能从板料的内部得到补充，往往会导致冲压件的局部拉裂，而拉裂的部位又往往不可预料，有的裂口甚至延伸到修边线以外，所以必须在工艺补充部分的适当位置预先冲出工艺切口或工艺孔，使容易拉裂的部位从变形区内部得到材料补充，克服开裂现象。(2)工艺切口和工艺孔的布置原则工艺切口和工艺孔的布置原则1)必须分布在工艺补充部分上，设置在修边线之外，在修边冲孔时将它们冲掉，如图10-9所示。2)工艺孔一般在拉深前的落料冲孔工序中完成。3)切口或冲孔的数量、大小和形状，要根据所处位置和变形的要求，保证各处材料变形均匀。4)需要多个切口时，切口之间应有足够的搭边尺寸。图10-9工艺切口(六)拉深筋(1)敷设拉深筋的目的汽车覆盖件的形状变化很大，由于覆盖件不规则的形状造成各处的进料阻力相差很大。(2)拉深
