第5讲：汽车零部件的锻压技术ppt课件

1、第5讲 汽车零部件的锻压技术.概述一、锻造二、板料冲压二、汽车车身冲压件资料三、汽车覆盖件的冲压工艺四、汽车制造中冲压工艺的新开展.概 述汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形。.4金属塑性成形：在外力作用下金属资料经过塑性变形，获得具有一定外形、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。在工业消费中又称为金属压力加工，分为：自在锻、模锻、板料冲压、挤压、轧制、拉拔等。锻压：是锻造Forging与冲压Stamping的总称。对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改动尺寸、外形，改善性能，用以制造机械零件或毛坯的成形加工方法。.5常用的压力加工方法a自在锻 b模锻 c板料冲压 d挤压 e

2、轧制 f拉拔.6塑性加工的特点： 改善金属的组织、提高力学性能 金属资料经压力加工后，其组织、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能。在零件设计时，假设正确选用零件的受力方向与锻造流线方向，可以提高零件的抗冲击性能。资料的利用率高 金属塑性成形主要是靠金属的体积重新分配，而不需求切除金属，因此资料利用率高。 较高的消费率 塑性加工普通是利用压力机和模具进展的，消费效率高。例如，利用多工位冷镦工艺加工内六角螺钉，比用棒料切削加工工效提高约400倍。毛坯或零件的精度较高

3、 运用先进的技术和设备，可实现少切削或无切削加工。例如，精细锻造的伞齿轮齿形部分可不经切削加工直接运用，复杂曲面外形的叶片精细锻造后只需磨削便可到达所需精度。.7资料：钢和非铁金属可以在冷态或热态下压力加工。用途：接受冲击或交变应力的重要零件如机床主轴、齿轮、曲轴、连杆等，都应采用锻件毛坯。在机械制造、军工、航空、轻工、家用电器等行业得到广泛运用。例如，飞机上的塑性成形零件占总质量的85%；汽车、迁延机上的锻件质量占总质量的60%80%。缺陷：不能加工脆性资料如铸铁和外形特别复杂特别是内腔外形复杂或体积特别大的零件或毛坯。.8锻造开展可概括为“精、省、净。早期手工锻打制造废品，仅是“成形简单制

4、品。精：后来用机器锻造，可以在一定程度上经过模具控制外形和尺寸，但主要为后续的加工制造毛坯。省：20世纪5060年代，针对“肥头大耳问题，提倡开展“少无切削加工。净：20世纪8090年代，明确提出“精细成形或“准确成形，大力开展“净形制造技术。.9“锻打开展到“塑性加工，是一个从“表象到“本质，从“阅历到“规律的漫长的认识过程。面向21世纪信息时代，塑性加工仍将是制造金属零件的根本方式之一。据统计，全世界消费的钢材约有75要经过塑性加工制成废品。.一、锻造 Forging.锻造Forging：在加压设备及工模具的作用下，使坯料或铸锭产生部分或全部的塑性变形，以获得一定的几何外形、尺寸和质量的锻

5、件的加工方法。工模具普通作直线运动。运用：外形简单，强韧性要求高的制件锻造后，成分均匀，组织致密，晶粒细化，强韧性提高。固态成形，制件外形受限制。.1. 自在锻Open Die forging概念：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上下砧间对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何外形及内部质量的锻件。 自在锻造时，除与上、下砧铁接触的金属部分遭到约束外，金属坯料朝其它各个方向均能自在变形流动，不受外部的限制，故无法准确控制变形的开展。分类：锤上自在锻：中小锻件液压机上自在锻：大型锻件.特点：金属坯料在抵铁间受压变形时，可朝各个方向自在流动，不受限制。工艺灵敏，所用设备和工具简单、通用性

6、强，本钱低。锻件精度较低，加工余量较大，消费率低，其外形和尺寸主要由操作者的技术来控制。 运用普通只适宜于单件、小批量消费。自在锻也是锻制大型锻件的独一方法。.自在锻消费过程.自在锻锤空气锤的吨位：以其任务活塞、锤杆和上抵铁等落下部位的质量表示。.自在锻变形工序 根本工序下料 Cropping 镦粗 Compression拔长 Drawing out 冲孔 Punching弯曲 Bending 切割 Cutting改动 Twisting 错移 Offset 辅助工序倒棱Chamfering 压肩 Necking 压痕 Indentation 精整工序 .自在锻件的变形工艺选择根据：主要取决于锻

7、件的外形特征，还要思索尺寸、技术要求以及自在锻变形工序特点。.2. 模锻 Die Forging概念：利用模具使坯料变形而获得锻件。在模锻设备上，利用高强度锻模，使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形，而获得所需外形、尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻。在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因此锻造终了时可获得与模膛外形相符的模锻件。.弯曲连杆锻模下模与模锻工序1拔长模膛 2滚挤模膛 3终锻模膛 4预锻模膛 5弯曲模膛 .优点：消费效率高。 可锻出外形复杂、尺寸准确，更接近于废品的锻件。 锻件外表质量好，节约资料和切削加工工时。 操作简便，质量易于控制，易实现机械化、自动化。 缺陷受模锻设

8、备吨位限制，模锻件的质量普通在150kg以下。需求专门的模锻设备，要求功率大、刚性好、精度高，设备投资大，能量耗费大。锻模制造工艺复杂，制造本钱高、周期长。 运用：适用于大批量或较大批量消费的条件.锤上模锻 Die Forging 锻模构造 .制坯模膛Blocker：使坯料预变形而到达合理分配，使其外形根本接近锻件外形，以便更好地充溢模锻模膛。模锻模膛Die Cavity of Die forging ：使坯料变形到锻件所要求的外形和尺寸。预锻模膛Blocking Impression和终锻模膛Finish Impression:对于外形复杂、精度要求较高、批量较大的锻件，还要分为预锻模膛和终

9、锻模膛。.热模锻压力机上模锻 Die Forging on Drop Press 曲柄压力机简称曲柄压力机.曲柄压力机:Crank Press 楔式热模锻压力机。 .特点：任务时震动和噪音小，劳动条件大为改善。 便于实现机械化和自动化，且具有很高的消费率。 锻件的精度高，其公差、余量和模锻斜度比锤上模锻小。 变形应逐渐进展。 设备构造复杂，造价高，而且由于滑块的行程和压力不能在锻造过程中调理，因此不能进展拔长、滚压等制坯工步，必需配备制坯工步的公用设备。 .平锻机上模锻 Die Forging on Upsetting Machine .平锻机上模锻过程 1-固定凹模 2-活动凹模 3-冲头

10、4-挡板 5-坯料 .平锻机锻造的锻件例如 主要以部分镦粗为主，也可进展压肩、冲孔、弯曲和切断等工步。最适宜的锻件是带头部的半轴类和有孔通孔或不通孔的锻件。简单锻件只需一个工步完成。复杂锻件，坯料可按顺序放入几个模膛中逐渐变形而获得锻件。 .螺旋压力机上模锻Die Forging on Fly Press 利用飞轮旋转所积存的能量转化成金属的变形能进展锻造 。摩擦螺旋压力机：机械摩擦传动液压螺旋压力机：液压传动。 .摩擦螺旋压力机.摩擦压力机锻造特点具有锻锤和压力机双重任务特性。行程速度0.51.0 m/s，介于模锻锤和曲柄压力机之间。有一定的冲击作用，且滑块行程和打击能量可控，与锻锤类似。坯

11、料变形中的抗力由封锁框架接受，有压力机的特点。工艺适用性好：既可完成镦粗、成形、弯曲、预锻、终锻等成形工序，又可进展校正、精整、切边、冲孔等后续工序的操作。 接受偏心载荷的才干差，普通只进展单模膛锻造。由于打击速度比锻锤低，较适宜要求变形速度低的有色合金的模锻。压力机任务台下装有顶出安装，很适宜于模锻带有头部和杆部的回转体小锻件。有效机械效率低，消费率不高，吨位较小 .摩擦压力机锻造锻件.3. 胎模锻胎模是一种不固定在锻造设备上的模具，构造较简单，制造容易。胎模锻是在自在锻设备上用胎模消费模锻件的工艺方法，因此胎模锻兼有自在锻和模锻的特点。适宜于中、小批量消费小型多种类的锻件,特别适宜于没有模

12、锻设备的工厂。.4、锻件构造工艺性锻件的构造在保证其运用性能的前提下，必需符合锻造消费工艺的特点。简化锻造消费工艺提高消费效率保证锻件质量降低消费本钱.自在锻锻件的构造工艺性： 自在锻只限于运用简单、通用工具成形，因此自在锻件外形构造的复杂程度遭到很大限制。在设计自在锻锻件时，除满足运用性能要求外，还应思索锻造时能否能够，能否方便和经济，即零件构造要符合自在锻的工艺性要.模锻件构造工艺性：模锻件应具有合理分模面，以保证锻件易从锻模中取出，且余块最少，锻模制造方便。锻件上与分模面垂直的外表，应设计有模锻斜度。非加工外表所构成的交角都应按模锻圆角设计。 零件外形力求简单，平直和对称，尤其应防止零件

13、截面间尺寸差别过大，或具有薄壁、高筋、凸起等构造，以利于金属充溢模膛和减少工序。模锻件应尽量防止窄沟、深槽和深孔、多孔构造，以便于模具制造和延伸锻模寿命。外形复杂的模锻件应采用锻焊构造，以减少余块，简化模锻工艺。.二、板料冲压Stamping.概 述冲压加工是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最根本、最传统、最重要的金属加工方法之一。 汽车冲压件车身的内外覆盖件和骨架件车架的纵梁、横梁和保险杠车轮的轮辐、轮辋和挡圈散热器的散热片、冷却水管和储水室发动机的气缸垫、油底壳和滤清器底盘上的制动器零件、减震器零件座椅上的骨架、滑轨和调角器等车箱的侧板和底板等车锁及其它附件上的零件.汽车冲压件特点：尺

14、寸大外形复杂配合精度及互换性要求高外观质量要求高对于不同的零件，工艺特点也不一样汽车冲压消费特点：冲压设备方面：吨位大、性能要求高、消费效率高冲压资料：种类和规格很多，要求强度、工艺性能好模具方面：尺寸大、外形和构造复杂消费和管理方面：机械化流水作业的消费方式。.金属塑性加工的根本方法之一经过装在压力机上的模具对板料施压，使之产生分别或变形，从而获得一定外形、尺寸和性能的零件或毛坯冷冲压和热冲压 原资料：必需具有足够的塑性金属板料：低碳钢、高塑性的合金钢、不锈钢、铜、铝、镁及其合金等。非金属资料：石棉板、硬橡胶、皮革、绝缘纸、纤维板等1. 板料冲压的特点及运用.特点可制造其它加工方法难以加工或

15、无法加工的外形复杂薄壁零件； 冲压件尺寸精度高，外表光洁，质量稳定，互换性好，普通不再进展机械加工即可装配运用； 消费率高，操作简便，本钱低，工艺过程易实现机械化和自动化； 可利用加工硬化提高零件的力学性能冲压模具构造较复杂，加工精度要求高，制造费用大，因此板料冲压加工适用于大批量消费。 .2. 板料冲压的根本工序 分别工序 Cutting Process :使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分别的工序。成形工序 Forming Process：除分别工序外，使坯料塑性变形，获得所需求外形、尺寸的制件的冲压工序。.冲裁 Blanking使板料沿封锁轮廓线分别的工序，包括落料与冲孔。 落料 Bla

16、nking：得到冲压件上的孔 冲孔 Punching ：得到片状冲压件的外形 .(1) 冲裁变形过程 受力：纵向压力、横向挤压力、摩擦力变形：剪切外，还有拉伸、弯曲和横向挤压等变形.圆角带Rollover光亮带Burnish Zone断裂带fracture毛刺burr.(2) 冲裁间隙 指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的间隔，用c表示单面间隙 对冲裁过程及冲裁件断面质量具有重要影响 还影响到模具寿命和冲裁力的大小 合理冲裁单面间隙间隙值 C= m t t ：冲裁板料厚度，mm； m：与资料性能及板厚有关的系数，通常38%，.间隙合理时，上下剪裂纹会根本重合，获得工件断面较光洁，毛刺最小。间隙过小，

17、上下剪裂纹向外错开，在冲裁件断面上会构成毛刺和迭层；间隙过大，资料中拉应力增大，塑性变形阶段过早终了，裂纹向里错开，不仅光亮带小，毛刺和剪裂带均较大 .(3) 凸、凹模刃口尺寸确实定 凸模 Punch 凹模 Die模具间隙 Die Clearance.(4) 冲裁力的计算 为选择冲压设备和设计模具提供根据 平刃冲裁力按下式计算： P =KLtLtbP 冲裁力，N；L 冲裁周边长度，mm；t 板料厚度，mm；资料抗剪强度，MPa；b资料抗拉强度，MPa； K平安系数，普通取K=1.3。 . 弯曲 Bending利用模具或其它工具将坯料板材、型材、管材一部分相对另一部分弯曲成一定的角度或圆弧的变形

18、工序。 .1弯曲变形过程相对弯曲半径r/t ：表示弯曲变形程度坯料越厚，弯曲半径越小，其变形程度越大。最小相对弯曲半径rmin/t 0.251.0。资料塑性好，相对弯曲半径可小些。.2弯曲变形区中性层Neutral Line：切向应力或切向应变为零，位于板料中心部位外层：受切向拉力作用，发生伸长变形。为最危险部位。内层：受切向压力作用，发生紧缩变形.3弯曲变形特点.弯曲变形区主要在圆角部分。弯曲变形区内，板料的外区受切向拉伸而伸长，内区受紧缩而缩短。当相对弯曲半径r/t较小时，弯曲变形区中板料厚度变薄。窄板弯曲后变为内宽外窄的扇形，宽板那么仍为矩形。.4弯曲回弹景象 Spring Back当外

19、力去掉后，塑性变形保管下来，而弹性变形部分那么恢复，从而使坯料产生与弯曲变形方向相反的变形。回弹角：0(3s0/Et) .1表示进展V形弯曲加工后的回弹。 2表示进展U形弯曲加工后，两侧的回弹。 3表示有大曲面的弯曲制品的回弹。 4表示虽然是U形弯曲，但中间部分没有侧壁，其回弹表现为侧壁不垂直。 5表示弯曲半径大，然而垂直壁小，回弹表现为不能弯曲到所需外形。.回弹的影响要素由资料的内应力使变形分布不均匀而产生的。回弹角：0(3s0/Et) 影响要素资料的力学性能弯曲外形越复杂，回弹角越小相对弯曲半径越小，回弹角越大弯曲力的大小越大，回弹角越小模具间隙越大，回弹角越大弯曲中心角越大，回弹角越大.

20、措施采用校正弯曲加强弯曲件变形部位的刚度.利用回弹规律，在设计弯曲模时，使模具角度与工件角度差一个回弹角。.采用拉弯工艺.最小相对弯曲半径.弯曲件构造工艺性.3. 拉延 Drawing利用模具将已落料的平面板坯压制成各种开口空心零件，或将已制成的开口空心件毛坯，制成其他外形空心零件的一种变形工艺，又称拉深。 .直筒类零件的拉延过程变形过程：凸模底部金属不变形底部以外环形部分变形后构成侧壁.应力分布底部：径向和切向拉应力侧壁：单向轴向拉应力环形区：径向拉应力和切向压应力.壁厚变化侧壁上部壁厚最大接近底部圆角附近壁厚最小，最易破裂.拉延件的主要质量问题 主要缺陷：起皱 Wrinkles：凸缘区 ，

21、切向压应力最大 拉裂：筒形件底部圆角附近。该区加工硬化程度最小，且壁厚减薄最严重。 .拉延工艺参数拉延系数Drawing Coefficience：表示拉延变形程度m =d / D0 d 拉延后的工件直径，mm； D0拉延前坯料直径，mm。 极限拉伸系数：保证危险面不被拉裂的拉延系数的最小值拉延次数： n1(lgdn-lgm1d)/lgmn mn为第二次以后各次的平均拉延系数.拉延系数选择根据资料的力学性能资料的相对厚度t/D模具圆角光滑.拉延力：与拉延系数、资料力学性能、零件尺寸、模具构造及光滑有关P1d1tbK1PndntbKn.压边力：QFqQ：压料力F ：拉延开场压料面积q：单位压料力

22、.拉延模具拉延凸、凹模任务部分必需作成圆角凹模圆角半径Rd =520t凸模圆角半径RPRd 控制凸模和凹模之间的间隙C=1.11.5t 采用有压边圈进展拉延采用光滑，以降低拉延件壁部的拉应力，提高模具寿命。 .盒形件拉延可假象成由4个直边部分的弯曲和4个圆角部分的拉延变形所组成。不是简单的弯曲和拉延的组合。.盒形件极限变形程度大于圆筒形件。相对圆角半径r/B越小，直边部分影响越大，极限变形程度越高；反之越低。极限变形程度可用相对高度H/r表示。.成形 Forming使板料或半废品改动部分外形的工序。.翻边 Flanging：将工件的内孔或外缘翻成竖立边缘的冲压工序 。.胀形 Bulging：胀

23、形是利用部分变形使半废品部分内径胀大的冲压成形工艺 .起伏Raising，Embossing：利用部分变形使坯料压制出各种外形的凸起或凹陷的冲压工艺，多用于薄板零件上制出筋条、文字、花纹等。 .板料冲压件的构造工艺性 冲压件不仅应具有良好的运用性能，而且冲压件的构造工艺性必需良好。主要要素有冲压件的几何外形、尺寸以及精度要求等。 .冲压件的外形 冲压件的外形应力求简单、对称，尽能够采用圆形、矩形等规那么外形。 冲压件的外形应便于排样，力求做到减少废料，以提高资料利用率 .采用压出加强筋方法提高制件刚度，以实现薄板资料替代厚板资料，节省金属 .对于外形复杂的冲压件，采用冲-焊构造，先分别冲制假设

24、干简单件，然后再焊成整件，以简化冲压工艺，降低本钱.采用冲口工艺，以减少组合件数量 .在不影响运用性能前提下，改良制件构造以减少工序，节省资料，降低本钱。.冲压件的尺寸 冲裁件上的转角应采用圆角，以防止尖角处因应力集中而被模具冲裂。 .冲裁件应防止过长的悬臂和狭槽构造,以防止因凸模过细而在冲裁时折断。 .弯曲件的弯曲半径应大于资料许用的最小弯曲半径：r min /t0.251.0。弯曲件的直边长度H2t，弯曲件上孔的位置应位于弯曲变形区之外，即L1.52t。 .拉深件的圆角半径不能过小 .冲压件的精度和外表质量 普通对冲压件外表质量的要求不应高于原资料的外表质量，否那么要添加切削加工或精饰加工

25、等，使产品本钱大为提高。落料不超越IT10，冲孔不超越IT9，弯曲不超越IT9IT10，拉深件的高度尺寸精度为IT8IT10，经整形工序后精度可达IT6IT7，直径公差为IT9IT10。.二、汽车车身冲压件资料 .钢板冲压汽车零件具有资料利用率高、消费效率高、便于组织流水消费、可冲制出外形复杂的零件和零件互换性好等优点。汽车冲压件种类繁多、外形复杂，因此要求钢板资料不仅冲压加工成形性要好，还要满足零件的性能(刚性、强度和防锈蚀才干等)要求。车身外覆盖件的根本性能要求钢板有较好的延展性和耐凹陷性 还应具有好的焊接性能，良好的涂漆性能.汽车车身冲压用钢板 .冷轧钢板：08Al性能：尺寸精度非常高，

26、外表光滑。具有良好的力学性能和加工性。高的成形性能、良好的焊接性能。厚度在0.153.2之间，汽车车身多采用0.60.8的薄板。运用：大批量消费中运用最多，多用于制造车身冲压件；车身侧围板、顶盖、发动机罩、翼子板、行李箱盖、车门板和仪表板等外覆盖件。这些零件要求资料具有高的成形性能、良好的外表质量和焊接性能。.高强度钢板：高强度钢板的拉伸强度在350MPa以上，普通普通低碳钢板的拉伸强度为280320MPa。种类： 含磷高强度钢板08AlP：是在铝镇静钢中添加一定量的磷作为强化元素而成的；微合金高强度钢板B510L、08TiL、09SiVL：其中含有元素铌、钛或钒等微合金元素而提高强度；双相钢

27、板S540，S590：以铁素体为根本相，与马氏体均匀混合而成的。 运用：顶盖、发动机罩外板、车门外板和翼子板等.优点：不但具有较高的拉伸强度，同时也具有较高的屈服点，可以减少外外表件的厚度，到达减重的目的。目前采用高强度钢板的零件分量占车身分量的30%50%。可有效地提高外覆盖件的抗凹陷才干，防止汽车在行驶中经常遭到沙石的碰击而产生凹坑。在同样抗凹陷才干条件下，车身零件厚度可减薄15%。缺陷：冲压成形性比普通低碳钢板差，容易产生成形不良景象，冲压时回弹较大，价钱也较高。.外表处置钢板 为防止腐蚀，提高抗高温氧化才干，世界各汽车公司纷纷采用外表处置钢板消费汽车零部件，并经过提高防锈蚀来延伸其运用

28、寿命。种类：镀锌钢板、镀铝钢板、镀铜钢板、镀铅锡合金钢板和复层钢板。 采用热镀锌钢板St06Z制造的车身件有底板、门槛、发动机罩内板等；电镀锌钢板SECE的涂漆工艺性好，所以车身外覆盖件大多采用电镀锌钢板制造，包括侧围外板、顶盖、车门外板、发动机罩外板及行李箱盖外板。 轿车的抗腐蚀性能目的越高，要求镀锌板的镀层就越厚，但是却降低了钢板的工艺性能(成形性和可焊接性)。 .高强度拼焊钢板：在冲压前按车型设计，将不同厚度和不同性能的钢板剪裁后拼焊起来的一种钢板。采用拼焊钢板消费的汽车零部件具有最合理的尺寸公差和构造。 可以在汽车最敏感部位运用涂镀层钢板，便于更好地发扬其耐蚀性，而在其他的部位那么运用

29、较薄的高强度钢板。拼焊钢板不仅能进展优质组装，还能减轻分量，提高机械强度，实现抗扭刚性、抗冲撞性与提高资料收缩率和降低消费本钱的最正确组合；运用拼焊钢板可减少零件数量，简化消费工艺，从而降低模具本钱、焊接夹具本钱、资料和组装本钱，改善零件性能稳定性和疲劳破断性。.主要为车门和后背门内板及侧围板、底板、立柱、纵梁等零件运用。另外以下汽车部件也可采用拼焊钢板冲压成形：保险杠、发动机横梁、车轮罩、减振器架、支柱加强件、中心支柱、顶盖加强件、行李箱盖、前后门内板、底板、车架横梁等。 .汽车车身用轻质资料 铝合金资料6009、6010 铝合金车身覆盖件和底盘构造件大量添加，其目的是减少整车分量。汽车上每

30、运用1kg铝替代钢，可减轻零件分量1.5kg，另外可使支撑部件减轻0.75kg，这样共减轻分量2.25kg。 具有耐腐蚀性好、外表美观和传热性优良等特点 铝的价钱大约是钢的34倍，但其废料再卖出的价钱也高，同时铝合金再生耗电能也少。.塑料具有分量轻和防锈蚀的特点，目前汽车的保险杠几乎都是塑料 。塑料种类热固性塑料力学性能好，强度高，外表质量好，多作为外外表件消费用；热塑性塑料强度和刚度高，可用于消费内部构造件。 近年来塑料在汽车车身上的运用大量添加，目前约占车身分量的10%15%。大型塑料零件的开展也是实现汽车轻量化的重要途径之一。 到目前为止，普通塑料压制的零件外表质量、精度、耐热性能及消费

31、周期均不及钢板冲压的零件。.复合资料减轻分量、耐腐蚀和成形性好。用玻璃纤维加强的不饱和聚酯塑料制造车身零件，比钢板冲压的轻40%。采用玻璃纤维加强不饱和聚酯模压复合塑料板直接在压力机上模压成形，成形后只需切掉飞边。用复合塑料压制的整体发动机罩，是将翼子板、大灯罩和发动机前罩等联成一体，大大简化了消费工艺。.汽车车身用新资料镁合金：比重比铝更轻，是最轻的构造用金属资料。特点：优点：比刚度高、尺寸稳定性好、吸振性好、成形性及焊接性能好；缺陷：冷成形性差，需中间退火。镁合金目前正处在研讨阶段，德国群众公司一个小批量消费车型的门内板加强件就采用镁合金。 .柔性滚压钢板：是板厚沿板料长度方向可恣意设计，

32、以优化零件分量，替代拼焊钢板。正在研制当中。补贴板材：用粘接或激光焊接技术在需求加强的部位联接一块或多块板材，这样既可减少资料，减轻分量，又可起到部分强化的目的。 夹层板：减重、吸收噪声及提高强度和刚度。 钢夹层板的构造：上下外层是钢、铝、镁及纤维复合资料，中间层是网状或滚压的瓦楞型钢板；铝夹层板的外层与钢夹层板的外层资料一样，中间层是发泡铝。.欧洲和美国的研讨部门一致以为未来的中型轿车车身分量应控制在200kg以内。在未来汽车车身用主要资料不能够是独一的一种，而是多种资料并存 .三、汽车覆盖件的冲压工艺.汽车覆盖件指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体外表和内部零件

33、。 覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部外形，它既是外观装饰性的零件，又是封锁薄壳状的受力零件。同普通冲压件相比，覆盖件具有资料薄、外形复杂、构造尺寸大和外表质量要求高等特点。.汽车覆盖件分类按功能和部位外部覆盖件内部覆盖件骨架类覆盖件.按工艺特征分类：对称于一个平面的覆盖件。诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲外形的、深度均匀外形比较复杂的、深度相差大外形复杂的和深度深的几种。不对称的覆盖件。诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀外形较复杂的和深度深的几种。可以成双冲压的覆盖件。既指左右件

34、组成一个便于成型的封锁件，也指切开后变成两件的半封锁型的覆盖件。具有凸缘平面的覆盖件。如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。压弯成型的覆盖件。 .对覆盖件的特殊要求外表质量：不仅要满足构造上的功能要求，更要满足外表装饰的美观要求。覆盖件外表上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖件外表不允许有波纹、皱折、凹痕、擦伤、边缘拉痕和其他破坏外表美感的缺陷。覆盖件上的装饰棱线和筋条要求明晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的棱线衔接应吻合流畅，不允许参差不齐。.对覆盖件的特殊要求尺寸外形 覆盖件的外形多为空间立体曲面，其外形很难在覆盖件图上完好准确地表达出来，因此覆盖

35、件的尺寸外形经常借助主模型来描画。主模型是覆盖件的主要制造根据，覆盖件图上标注出来的尺寸外形，其中包括立体曲面外形、各种孔的位置尺寸、外形过渡尺寸等，都应和主模型一致，图面上无法标注的尺寸要依赖主模型量取，从这个意义上看，主模型是覆盖件图必要的补充。.对覆盖件的特殊要求刚性覆盖件拉延成型时，由于其塑性变形的不均匀性，往往会使某些部位刚性较差。刚性差的覆盖件受至振动后会产生空洞声，用这样零件装车，汽车在高速行驶时就会发生振动，呵斥覆盖件早期破坏。检查方法：一是敲打零件以分辨其不同部位声音的异同，另一是用手按看其能否发生松驰和煽动景象。 .对覆盖件的特殊要求冲压工艺性：是指冲压件对工艺品的顺应性，

36、即所设计的冲压件在尺寸大小、尺寸精度与基准、构造外形等能否符合冲压加工的工艺要求。汽车冲压件都应具有良好的工艺品性和经济性，衡量其程度的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数量和尺寸大小、冲压件的构造等要素。覆盖件的构造外形和尺寸决议该件的工艺性。覆盖件的工艺性关键是拉延工艺性。覆盖件普通都采用一次成型法，为了发明良好的拉延条件，通常将翻边展开，窗口补满，再加添上工艺补充部分，构成一个拉延件。减少冲压过程的工序数，意味着减少冲压件数、节省工装数量、简化冲压过程的传送安装，缩减操作人员和冲压占地面积，是节约投资额和能耗的极好措施甚至不惜改良产品设计来满足制造工艺方面的要求。还应采用尽量大尺寸

37、的合理的车身总成分块，如整块式车身左右侧板及车顶盖板，既可使汽车外形美观。空气阻力减少，又可减少冲压件数量及焊点，能有效地降低本钱。现代汽车制造大量运用卷料、薄壳式整体车身构造的高强度钢板与镀锌钢板，都要求运用冲压新工艺。.覆盖件成形的能够性分析用根本冲压工序的计算方法进展类比分析 根本的冲压工序有圆筒件拉伸、凸缘圆筒件拉伸、盒形件拉伸、部分成型、弯曲成型、翻边成型、胀型等。分割成假设干部分，然后将每个部分的成型单独和冲压的根本工序进展类比，然后找出成型最困难的部分，进展类似的工艺计算，看其能否能一次成型。 由于覆盖件上的各部位是连在一同的，相互牵联和制约，故不要把变形性质不同的部分孤立地对待

38、，要思索不同部位的相互影响，才不会呵斥失误。.变形特点分析：成型工序可以以为是一种平面应力形状下进展的，垂直板料方向的应力可以忽略不计。板料能否顺利成型，首先取决于传力区的承载才干，即传力区能否有足够的抗拉强度。其次根据变形方式，分析变形区变形的主要妨碍。任何覆盖件的成型，都不外是拉伸和紧缩两种变形方式的组合，或以拉伸为主，或以紧缩为主。.以拉伸为主的变形方式：主要依托板料纤维的伸长和厚度的变薄来实现。板料过度变薄甚至拉断，成为变形的主要妨碍。变形区均匀变形的程度将决议其变形程度的大小。假设变形不均匀，或只集中某一部分变形，就会因集中应变而出现缩颈，变形不能继续进展。对此，工艺上往往采取添加凹

39、模圆角半径或改善光滑的方法使其变形均匀化。 以紧缩为主的变形方式。主要依托板料纤维的缩短和厚度的添加来实现的。板料的失稳和起皱应成为变形的主要妨碍。 变形区的抗失稳起皱才干将决议其变形程度的大小。对此，工艺上采取适当添加压料力的方法，以提高压料面的质量。降低凹模和压料圈的压料面外表粗糙度，添加摩擦等措施，可以改善变形条件。.覆盖件成形工艺方案小批量消费：指月产量小于1000件。小批量消费稳定性极差，限期消费外形改动能够性大小批量消费的拉延模设计原那么是低费用和短周期制出。模具选择只需求拉延和成型工序运用冲模，模具寿命在5万件。 小批量消费拉延模常采用锌铝合金和HT200、HT250灰口铸铁制造

40、，也可采用焊接骨架构造作模体，外表用环氧树脂。.中批量消费：月产量大于1000件，且小于10000件卡车或30000件轿车。其消费特点是比较稳定地长期消费，消费中外形改动时有发生。模具选择除要求拉延模采用冲模外，其他工序假设影响质量和劳动量大也要相应选用冲模，模具寿命要求在5万件到30万件。 拉延模常用HT200、HT250灰口铸铁制造，外表火焰淬火处置。模具构造采用导板导向，机械取件，固定或气动定位毛料，壁厚中等，设计中要适当思索合理性。 .大批量消费：月产量大于10000件卡车或30000件轿车。消费处于长期稳定形状，外形改动能够性小，工艺难易程度困难。工艺方案要为流水线提供保证，每道工序

41、都要运用冲模，拉延、修边冲孔和翻边模同时安装在一条冲压线上，工序间的流转全自动化。大批量消费的冲模构造要求功能齐全，而且要制造备模，以使模具修复时冲压消费线照常运转。 .四、汽车制造中冲压工艺的新开展 .快速模具制造技术覆盖件主要冲模：具有尺寸大、外形和构造复杂等特点拉延模：保证制成合格覆盖件最主要的配备。其作用是将平板状毛料经过拉延工序使之成型为立体空间工件。修边模：用于将拉延件的工艺补充部分和压料凸缘的多余料切除，为翻边和整形预备条件。修边模修边往往兼冲孔。翻边模：是将半废品工件的一部分资料相对另一部分资料发生翻转。.覆盖件模具的成套性：一个是指全车模具的成套性，另一个指某个覆盖件所需假设

42、干模具的成套性。.快速模具制造技术以CAD/CAM技术为根底，将大型汽车车身模具分成平面组件和曲面组件，并采用公用配备实现这些组件的快速制造，然后用公用配备实现模具组件的组焊。工程运用实例阐明，上述技术的综合运用可显著缩短汽车车身模具设计制造的周期，降低本钱，并保证中小批量消费的质量要求。 .模具模型 实体模型：传统的冲模加工方法的加工根据。具有直观、采集数据可靠、加工设备要求低等优点。数学模型：运用电子计算机建立，为汽车模具的计算机辅助设计与制造发明了条件，数学模型可以在计算机的屏幕上进展模拟装配、调整冲压方向。. 模块式冲压 模块化模具设计：将车身零件根据其构造特征进展分类，然后对同类零件

43、的模具进展模块化分解，并建立相应的模块化设计数据库以提高设计效率，同时为设计制造过程的并行化提供便利。模块式冲压的特点：在冲压成形过程中可快速改换组合模具以提高消费效率；由于具有带材的供带和矫带安装，可省却另设上料下料工序；实现了大工件的不停机加工；既能独立又能成系列的控制组合冲模动作，能延续进展冲压加工；冲模具有可编和的柔性特点。 突出优点在于把柔性与高效消费有机结合。柔性的含义较广，如冲压件的几何外形的多种要求，只需经过自在编程就可获得，表达了加工外形的柔性。又如既适用大批量单种类冲压件的消费，更对小批量多种类加工发扬优势，也表现出柔性。.模块式冲压加工系统组成：由一台带有控制功能模块式冷

44、冲压的压力机、卷材带材送进装轩、带材矫正机及可编程进给安装等构成。在运转时可进展冲模横向位移、带材进给定位、冲模反复运转及自动调整下工步的冲模调整等多项功能。由于在冲压过程中进展可编程冲压，使这种模块式冲压系统能柔性地顺应消费需求，能在一样带材上进展曲不同工件及批次的混合消费，实现不停机的串接式加工，还同时在工件两面冲压加工，极大地提高了任务效率。有资料阐明，模块式冲压成形使加工费用能下降至40%-50%。.模块式冲压安装的集成度很高，在宽度为300mm尺寸范围内可安排达35个模具，经过冲模上端的顶板可对冲模进展独立式系列控制，即构成冲模的集成控制。整个系统的可编程在WINDOWS用户界面和菜

45、单下实现，编程涉及模具沿着横向定位轴的伺服驱动定位，带材的检验矫正及纵向进给定位，冲压件的质量跟踪检验，冲模的调整及压力机；情况监控等多功能。 当冲模重新配置或改换时，这些变化那么会被参数并被控制系统所储存，以务下次查询和调用。冲模数据包括有冲头及其组合标志，冲头组合在模具中的X、Y坐标位置及模具轴编号等信息。. 亚毫米冲压 冲压加工成形技术是影响汽车车身制造程度的关键要素之一。美国专家曾在一条汽车装配线上对50多个个案进展实地分析阐明，呵斥车身尺寸误差变动的诸多缘由中，冲压件本身尺寸呵斥的积累误差占23%，其主要缘由是传统的基于阅历和原有工艺根底上低程度上的模具设计与制造。美国:199319

46、95年“2mm方案,19961998年的“接近零冲压方案 .亚毫米冲压：是指汽车车身冲压件的精度控制在0-1.0mm的范围内。该工程是一个以提高冲压质量和制造技术为目的的综合工程。与2mm工程都是90年代后期美国汽车界开展的大型研讨工程。2mm工程就是把车身装配尺寸变动量控制在2mm之内，大大严于原先的8mm误差范围。 2mm工程和亚毫米冲压两工程现已先后完成 ，正在美国三大汽车制造公司推行运用，获得了许多有益的成果，冲压本钱大幅下降，获得日益增长的经济效益的社会效益，并逐渐向其他国家推行运用。 .亚毫米冲压的中心是冲压件的精度与矫捷度两个目的.精度就是使冲压件尺寸准确度控制在0毫米或亚毫米的

47、程度，其关键是控制车身支架、立柱等构造件的尺变动，并使车身覆盖件分块度大，如采用整体左右侧板和顶盖板等。矫捷度含义那么是指减少冲压件的生主预备时间达30%，包括模具设计、试样制造和工装预备时间，以到达极大缩短新车型制造周期的目的，该工程饮食有冲压和装配的集成设计、冲压系统矫捷设计和制造、冲压过程的智能检测和监控、全系统集成4个子工程。亚毫米冲压工程使冲压成形技术有了飞跃性的进展：冲压过程和部件装配工艺的设计由基于阅历和传统工艺向科学和数据过程的转化；冲压设计向CAD和模拟试模转化，摒弃了传统的尝试法；实施模具设计制造由过去串行方式向并行方式转化；实现了过程监测和设备维护由被动呼应向科学预测式转变。.冲压过程自动监控 冲压过程引起工件质量发生变化的缘由主要有凹凸冲模的磨损、裂纹及冲模错位等，这些微小变化可由高分辩率的位移转感器和冲压力转感器进展跟踪检测。现代冲压技术的重要特点之一是对冲压过程进展自动监控以维护冲压件的质量。在亚毫米冲压工程的自动检测和监控中，其研讨成果包括有：冲压过程的特征分析在线传诊断和检测系统；高速和非接触的冲压件丈量系统；冲模维护的科学预测系统；4.冲压成形关键参数的在线调理和补偿系统等。 .位移丈量通常由安装在模具上方的关源和位于下方的接纳单元构成，可监