汽車(chē)沖壓工藝.ppt

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沖壓工藝,目 錄 第一部分：沖壓工藝介紹 第二部分：沖壓鑄造模具/鋼板模具知識(shí) 第三部分：沖壓件主要質(zhì)量缺陷及防止 第四部分：機(jī)械壓力機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第五部分：沖壓新技術(shù),目 錄 第一部分：沖壓工藝介紹 第二部分：沖壓鑄造模具/鋼板模具知識(shí) 第三部分：沖壓件主要質(zhì)量缺陷及防止 第四部分：機(jī)械壓力機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第五部分：沖壓新技術(shù),沖壓基礎(chǔ)工藝培訓(xùn),1.冷沖壓：是指在常溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法 2.冷沖壓的特點(diǎn)： 產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，精度高，重量輕，剛度好，互換性好，高效低耗，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,模具,沖壓設(shè)備,工藝條件,沖壓零件,,,,,,,沖壓零件影響因素,沖壓基本工序分類(lèi),冷沖壓概括起來(lái)分兩大類(lèi)：分離工序和成形工序 1.分離工序是使板料按一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和切斷面質(zhì)量的沖壓件。 2.成形工序是坯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件。,分離工序分：落料、沖孔、切斷、修邊等,,,,,廢料,,零件,,,,,零件,,廢料,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,成形工序分：拉延、翻邊、整形、翻孔、彎曲等,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R,,R,,,,,,,,,,R,,,壓合工藝（HEM）,各工序名稱(chēng)及其代號(hào),基本模具結(jié)構(gòu)圖,單動(dòng),雙動(dòng),修邊 沖孔,翻邊 整形,拉延方向的選擇,合理的拉延方向應(yīng)符合以下原則： 1.保證凸模能將工件需拉深的部位在一次拉深中完成,不應(yīng)有凸模接觸不到的死區(qū)(即“倒勾”形)。 2.拉延開(kāi)始時(shí)，凸模與毛坯的接觸狀態(tài)應(yīng)良好；接觸面積應(yīng)盡量大而靠近中心；凸模表面同時(shí)接觸毛坯的點(diǎn)要多而分散，并盡可能分布均勻，防止毛坯竄動(dòng)。 3.盡可能減小拉延深度，并使各部位拉延深度趨于均勻。,,,,,盡量減小拉延深度,,,,,負(fù)角,負(fù)角需要額外的過(guò)程,工藝補(bǔ)充部分,工藝補(bǔ)充部分應(yīng)考慮如下三方面的要求： 1.拉延時(shí)的進(jìn)料條件 2.壓料面的形狀和位置 。 3.修邊線的位置和修邊方式 。 壓料面有兩種： 1.由工件本身的法蘭面組成； 2.由工藝補(bǔ)充部分組成； 制定壓料面基本原則: 1.為了降低拉深深度，壓料面可以設(shè)計(jì)成一定的彎曲形狀，使毛坯拉深前先彎成一定的形狀。但壓料面的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、平滑，防止毛坯在壓料過(guò)程中就產(chǎn)生摺皺現(xiàn)象，并利于毛坯在拉深時(shí)材料向凹模內(nèi)流動(dòng) 2.壓料面與凸模的形狀之間，應(yīng)保持一定的幾何關(guān)系——保證在拉深過(guò)程中毛坯處于張緊狀態(tài)，并能平穩(wěn)地、漸次地緊貼凸模，以防止產(chǎn)生皺紋。為此，必須滿足如下關(guān)系：壓料面長(zhǎng)度﹤凸模表面展開(kāi)長(zhǎng)度,壓料面,,A,A,A,A,,分模線,,B,B,B,B,,,分模線,修邊線,修邊線,,,,拉延與成型的區(qū)別,1.當(dāng)零件成形深度大于10MM時(shí)最好采用拉延方式，避免出現(xiàn)擠料現(xiàn)象， 小于10的可以考慮用成型.同時(shí)成型過(guò)程中為避免疊料通常加工藝缺口. 2.拉延一般需要做出完整的工藝補(bǔ)充面及壓料面,且是一個(gè)封閉的幾何形狀, 但成型可以只作出局部,無(wú)需全部封閉 3.同一零件相同材料牌號(hào),采用拉延或成型工藝得到的產(chǎn)品,在剛性方面前者 比后者強(qiáng). 4.零件產(chǎn)品接近于封閉的零件最好采用拉延,敞口的可以采用成型,拉延與成型的選擇,此零件可以采用成型,也可以采用拉延,下圖是采用不同方式的加工數(shù)據(jù)區(qū)別,成型,成型模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,拉延,拉延模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,數(shù)據(jù)工藝編制例子說(shuō)明,,,,,,,側(cè)修邊線,側(cè)沖孔,修邊線,修邊線,,,翻邊線,側(cè)修邊線,側(cè)修邊線,,,,,側(cè)翻邊線,加落料工序的理由,A、 同一零件的不同部位寬度差別超過(guò)30%左右時(shí)考慮加落料模，否則成型困難 B、提高材料利用率 C、成型前的板料相對(duì)于成型后的零件有大面積未參與成型,開(kāi)卷落料與普通落料的區(qū)別,A、產(chǎn)品零件較大，人工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的零件盡量采用開(kāi)卷落 料。 B、相對(duì)于普通落料模，可以提高材料利用率的零件，采用開(kāi)卷 落料。 C、毛坯所需要的卷料寬度太小或太寬，無(wú)法采用開(kāi)卷落料的， 需要采用普通落料模式。 D 、零件工藝路線規(guī)劃在自動(dòng)化線上生產(chǎn)的零件，其落料模最好 采用開(kāi)卷落料。,工藝文件編制,1.模具噸位的估算方法,M,N,P,0,Q,① 模具長(zhǎng)度尺寸一般在零件（指各序工藝數(shù)型）基礎(chǔ)上，單邊加400mm， 特 殊情況放大，如大型零件，以及模具左右方向存在側(cè)沖機(jī)構(gòu)的。 ②模具寬度尺寸一般在零件（指各序工藝數(shù)型）基礎(chǔ)上，單邊加300mm， 特 殊情況放大，如大型零件，以及模具前后方向存在側(cè)沖機(jī)構(gòu)的。 ③模具高度尺寸需要綜合考慮很多原因，如壓機(jī)設(shè)備參數(shù)，拉延深度等 ④模具噸位(T)=長(zhǎng)度*寬度*高度*系數(shù)*7.85/1000000000,工藝文件編制,2.使用壓機(jī)的選擇方法 ① 壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力 ② 壓力機(jī)的工作臺(tái)面 ③ 壓力機(jī)的臺(tái)面頂桿布置 ④ 壓力機(jī)的類(lèi)型（閉式/開(kāi)式） ⑤ 壓力機(jī)的滑塊行程，最大裝模高度及裝模高度調(diào)節(jié)量。（其中要考慮壓機(jī)本身是否帶墊板，四沖630T的壓機(jī)，最大裝模高度850mm，墊板厚度100mm，實(shí)際最大裝模高度只有750mm）,沖壓件工藝分析,1.同一個(gè)零件的加強(qiáng)筋方向必須一致，且盡量和沖壓方向一致,避免加強(qiáng)筋與 模具的摩擦磨損 2.在前期產(chǎn)品數(shù)據(jù)工藝分析時(shí),要考慮零件的零件尺寸,核對(duì)板料尺寸是否能滿 足,壓機(jī)工作臺(tái)面是否能滿足. 3.對(duì)沖壓件排序時(shí)之兩點(diǎn)注意： FL+RST的同時(shí)避免沖孔，以免對(duì)壓料板的強(qiáng) 度造成影響； 在符合排序時(shí)考慮到彈簧的布置空間問(wèn)題. 4.有些零件從工藝上考慮,缺口不需要,但有些零件又需要增加缺口的,,,缺口多余,且要增加側(cè)修,,缺少工藝缺口,翻邊開(kāi)裂,沖壓件工藝分析,5.產(chǎn)品出現(xiàn)成型負(fù)角 6.成型分析開(kāi)裂 7.拔模角太小,沖壓負(fù)角,成型開(kāi)裂,拔模角太小,沖壓件常見(jiàn)缺陷,1.開(kāi)裂 2.變形 3.起皺 4.疊料 5.拉毛 6.坑包 7.雙棱線,目 錄 第一部分：沖壓工藝介紹 第二部分：沖壓鑄造模具/鋼板模具知識(shí) 第三部分：沖壓件主要質(zhì)量缺陷及防止 第四部分：機(jī)械壓力機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第五部分：沖壓新技術(shù),一、鑄造模具的通用基本規(guī)則 模具防反措施：右后側(cè)導(dǎo)柱或右側(cè)導(dǎo)向腿（導(dǎo)板）向前側(cè) 10mm,2. 筋 A、B 為減輕孔尺寸，（根據(jù)實(shí)際情況而定）； T 為筋厚，Min30； A、B=8T～12T；,,,筋設(shè)置的注意事項(xiàng)： 避免斜交叉 非直角時(shí)，加大R 角,筋設(shè)置避免集中交叉(T字型筋為首選) 筋厚盡量均等,3. 壓板槽和安全平臺(tái),,安全平臺(tái),,壓板槽,壓板槽的數(shù)量,模具應(yīng)設(shè)置安全平臺(tái),細(xì)長(zhǎng)模具及中小型?？梢詢H對(duì)角設(shè)置二處,4. 加工基準(zhǔn)孔 基準(zhǔn)孔設(shè)在模具中心線上，數(shù)量3個(gè)。也可以設(shè)置在坐標(biāo)線上。 基準(zhǔn)孔應(yīng)設(shè)置在有效工作面范圍之外。盡可能在等高面上，也可以在不等高面上將基準(zhǔn)孔周?chē)?5 區(qū)域锪平。 盡可能使L1 等于L2。L1、L2、L3 盡可能大些。,,5. 模具快速安裝基準(zhǔn) 設(shè)置原則: 一般說(shuō)，只需要在下模座上設(shè)置安裝基準(zhǔn)，如果壓機(jī)帶有快速夾緊的過(guò)度墊板則需要同時(shí)在上、下模座上都設(shè)置安裝基準(zhǔn)。 安裝基準(zhǔn)采用定位鍵槽和定位缺口兩種形式。 帶活動(dòng)工作臺(tái)的壓機(jī)，使用定位鍵槽或定位銷(xiāo)孔方便，而固定工作臺(tái)的壓機(jī)，使用定位缺口方便。,二、拉延模具 拉延模又分單動(dòng)拉延和雙動(dòng)拉延 1. 單動(dòng)拉延模 單動(dòng)拉延模各部件在機(jī)床上的固定及導(dǎo)向。單動(dòng)拉延模的凸模固定在壓機(jī)的下工作臺(tái)面上，壓邊圈與凸模導(dǎo)向，凹模固定在壓機(jī)的上工作臺(tái)面上，凹模與壓邊圈導(dǎo)向。 單動(dòng)拉延沖壓時(shí)的動(dòng)作。機(jī)床氣墊通過(guò)氣頂桿頂起壓邊圈到指定高度，放上板料，定位，機(jī)床下行，凹模行至壓邊圈高度，凹模與壓邊圈壓緊料，凹模帶動(dòng)壓邊圈與之一起下行。機(jī)床到達(dá)閉合高度，凸凹模墩死。拉延成形完畢。機(jī)床上滑塊上行，彈簧頂銷(xiāo)頂出零件，取件。,拉延模具分為三部分:上模（凹模）、壓邊圈、下模（凸模）,上模（凹模）,壓邊圈,下模（凸模）,,,,,氣頂桿,凸模,壓邊圈,凹模,２．雙動(dòng)拉延模 雙動(dòng)拉延模各部件在機(jī)床上的固定及導(dǎo)向。 雙動(dòng)拉延的凸模固定在壓機(jī)的內(nèi)滑塊上，凸模與壓邊圈導(dǎo)向，壓邊圈固定在壓機(jī)的外滑塊上，壓邊圈與凹模導(dǎo)向，凹模固定在壓機(jī)的下工作臺(tái)面上。 雙動(dòng)拉延沖壓時(shí)的動(dòng)作。 放上板料，定位。機(jī)床外滑塊下行，壓邊圈下行至凹模高度，凹模與壓邊圈壓緊料。內(nèi)滑塊下行，凸模到達(dá)閉合位置，凸凹模墩死。拉延成形完畢。機(jī)床內(nèi)滑塊上行，外滑塊上行。氣缸頂出零件，取件。,凸模,機(jī)床內(nèi)滑塊,機(jī)床外滑塊,凹模,氣缸,壓邊圈,材料定位器,導(dǎo)板,3. 拉延模的結(jié)構(gòu) 1)、導(dǎo)向裝置：壓邊圈與凸模的導(dǎo)向，凸凹模的導(dǎo)向都是靠導(dǎo)板來(lái)完成的。 2）、限位與安全裝置：在壓邊圈上通常會(huì)設(shè)計(jì)出存對(duì)角線分布的二個(gè)工作螺栓和二個(gè)安全螺栓。工作螺栓來(lái)限制壓邊圈的工作行程，安全螺栓來(lái)保證操作的安全性。雙動(dòng)拉延則是在凹模的四個(gè)安全平臺(tái)處設(shè)置四個(gè)行程限制器。 3）、安裝定位裝置：?jiǎn)蝿?dòng)拉延模會(huì)在凸凹模的機(jī)床中心線上設(shè)計(jì)出 四個(gè)中心鍵槽或者V型槽用于凸凹模在機(jī)床上的定位，雙動(dòng)拉延模則設(shè)計(jì)在壓邊圈和凹模上。,4）、快速定位：?jiǎn)蝿?dòng)拉延模的凸模和雙動(dòng)拉延的凹模都會(huì)利用機(jī)床的氣頂孔設(shè)置二處快速定位。尺寸結(jié)構(gòu)如下：,機(jī)床氣頂孔,5）、研模用基準(zhǔn)孔結(jié)構(gòu)（CH 孔） CH 孔應(yīng)盡量設(shè)置在平面上（在斜面上最大不超過(guò)5°）。 6）、排氣孔：為了制件成形和便于制件取出，需在凸模和凹模的凹角及最后成形墩死部位設(shè)置多處排氣孔，外覆蓋件φ4-φ6，內(nèi)覆蓋件φ6-φ8。凹模的凹角處的排氣孔還要套上排氣彎管防止灰塵、液體等雜物進(jìn)入模具型腔造成模具的損壞。 7）、材料定位裝置：為了防止材料在模具上竄動(dòng)，需要在前側(cè)、左側(cè)和右側(cè)設(shè)置材料定位器，雙動(dòng)拉延是置于下模上；單動(dòng)拉延是置于壓邊圈上。 8）、墊塊：在拉延模的設(shè)計(jì)中，會(huì)在壓邊圈、凸模平臺(tái)面上平均設(shè)置出平衡墊塊，墩死墊塊。也會(huì)在托桿承接面上設(shè)置托桿墊塊。,9）、制件頂出裝置：?jiǎn)蝿?dòng)拉延的頂出一般在壓邊圈的拉延筋凹角處平均設(shè)置彈簧頂銷(xiāo)，雙動(dòng)拉延在凹模設(shè)置氣缸頂出。,,彈簧頂銷(xiāo),,氣缸,10）、到底標(biāo)記銷(xiāo)：拉延過(guò)程中一般來(lái)設(shè)置到到底標(biāo)記銷(xiāo)來(lái)驗(yàn)證拉延是 否到位。對(duì)于左右合并件的拉延，左右標(biāo)記銷(xiāo)可以代替到底標(biāo)記銷(xiāo)的驗(yàn) 證。,三、修邊沖孔模具 根據(jù)成形工藝的需要，成型時(shí)需要把本來(lái)有的孔，或者二段面連接起來(lái)，這樣成型完畢后要進(jìn)行修邊和沖孔的處理 。 修邊沖孔模分為上模和下模。上模如下圖：,下模如下圖：,沖裁力P P=Ltσb（N） P：沖裁力（N） L：沖裁輪廓長(zhǎng)度（mm） t：板厚（mm） σb：抗拉強(qiáng)度（σb=350N/mm2） 卸料力 卸料力因料厚、形狀等的不同而各異，一般取沖裁力的2～6%。 （常取5%） 間隙選取原則 落料尺寸取決于凹模尺寸（基準(zhǔn)側(cè)），間隙取在凸模上；沖孔尺寸取決于凸模尺寸（基準(zhǔn)側(cè)），間隙取在凹模上。,修邊接刀,刃口材料及熱處理 鍛造鑲塊形式： Cr12MoV——整體淬火HRC58-62（適用于t≥1.5mm 模具） 鑄造鑲塊形式： 7CrSiMnMoV——火焰淬火HRC58-62（適用于t＜1.5mm 模具）,從刃口到圓筒凹模（凹模套）外圈為止的最小距離為5，圓筒凹模下的壁厚最小距離為25：,形狀孔的圓筒凹模上必須防轉(zhuǎn),傾斜面沖孔孔徑與最大傾斜角,,圓筒凹模形狀,修邊沖孔模模具結(jié)構(gòu),導(dǎo)柱,汽缸,導(dǎo)板,廢料刀,彈簧,下模,上模,廢料盒,,,,,,,,,沖頭,,1、修邊沖孔模的導(dǎo)向。修邊模下模與上模用導(dǎo)柱或者導(dǎo)柱加導(dǎo)板直接導(dǎo)向，壓料芯與上模用導(dǎo)板導(dǎo)向。 2、限位與安全裝置：在壓料芯上通常會(huì)設(shè)計(jì)出存對(duì)角線分布的二個(gè)工作側(cè)銷(xiāo)和二個(gè)安全側(cè)銷(xiāo)。對(duì)于模具尺寸比較小的則設(shè)置工作螺栓和安全螺栓。,工作側(cè)銷(xiāo),安全側(cè)銷(xiāo),廢料盒,廢料滑板,,,,,工作側(cè)銷(xiāo)、螺栓來(lái)限制壓料芯的工作行程，安全螺栓來(lái)保證操作與維修的安全性。,3、安裝定位裝置：修邊沖孔模的安裝定位裝置同拉延模。 4、制件定位：修邊沖孔模的定位一般是靠拉延后形成的曲面來(lái)定位的。 5、制件的取出裝置：制件的取出一般為機(jī)械杠桿頂出和氣動(dòng)元件頂出這二種方式。氣動(dòng)元件一般用汽缸。,機(jī)械杠桿頂出,四、翻邊整形模具 在做成型類(lèi)模具時(shí)侯我們?yōu)榱说玫胶玫某尚图ǔ?huì)采用封閉的型腔面進(jìn)行拉延，在零件的邊緣我們通常會(huì)建工藝臺(tái)階面，工藝包等一些工藝措施來(lái)輔助成型。成型完畢后在這些邊緣處我們要進(jìn)行翻邊和整型工藝得到合格的覆蓋件。 翻邊整形模通常包括單活和雙活二種。單活翻邊整形通常指制件一個(gè)方向的翻邊整形，即上翻（整）或者下翻（整）。雙活翻邊整形是指制件二個(gè)方向的翻邊整形，即上下都要翻（整）。 導(dǎo)向裝置：壓料芯與下模座的導(dǎo)向，上下模的導(dǎo)向都是靠導(dǎo)板來(lái)完成的。 限位與安全裝置：在壓料芯或者退件芯上通常會(huì)設(shè)計(jì)出存對(duì)角線分布的二個(gè)工作側(cè)銷(xiāo)和二個(gè)安全側(cè)銷(xiāo)。對(duì)于模具尺寸比較小的則設(shè)置工作螺栓和安全螺栓。,安裝定位裝置：修邊沖孔模的安裝定位裝置同拉延模與修邊沖孔模。 制件定位：修邊沖孔模的定位一般也是靠拉延后形成的曲面來(lái)定位的，或者用型面加制件上的孔來(lái)定位的。 制件的取出裝置：制件的取出一般為在不工作的部位加開(kāi)空手槽、機(jī)械杠桿頂出、氣動(dòng)元件頂出和直接用手工方式取出這四種方式。,五、斜楔模具 在修邊沖孔時(shí)有些邊或者面因?yàn)榻嵌炔粔?，不能通過(guò)垂直修邊、沖孔，則需要利用在斜楔上安裝修邊刀、沖孔沖頭的方法來(lái)解決。 在翻邊整形時(shí)有些邊或者面因?yàn)榻嵌炔粔?，不能通過(guò)垂直翻邊、整形的工藝來(lái)解決的話。則利用在斜楔上安裝翻邊、整形鑲塊的方法來(lái)解決。 斜楔種類(lèi)：斜楔一般分為水平斜楔、傾斜斜楔、吊楔、雙向斜楔這四種斜楔方式。,水平斜楔是最基本的斜楔形式，是將沖壓件需傾斜放置沖壓轉(zhuǎn)化成正常放置，垂直方向加工的生產(chǎn)方式。 傾斜斜楔（水平斜楔不能加工時(shí)采用)。 方向傾斜較大，用傾斜斜楔不能加工時(shí)使用吊楔。 斜楔在工作完畢后靠斜楔內(nèi)的回程彈簧，自動(dòng)回到起始位置。 作為斜楔滑塊回位力有如下幾種方式 ：彈簧、聚氨酯橡膠、氣缸 、氮?dú)鈴椈?幾種斜楔的工作原理,,,,水平斜楔,傾斜斜楔,逆向傾斜斜楔,六、寶麗龍 寶麗龍是消失模的俗成，是泡末通過(guò)數(shù)控加工，切割部件，然后用膠水粘貼起來(lái)的與模具成{1：（1+縮水比）}模型。 通過(guò)澆鑄寶麗龍來(lái)得到鑄造模具實(shí)體，再經(jīng)過(guò)數(shù)控加工需要配合的面來(lái)達(dá)到?jīng)_壓使用要求。,1、拉延模,壓板槽,上模/凹模,壓邊圈,墩死塊,下模座,頂桿腿,凸模,平衡塊,鋼板模基礎(chǔ)知識(shí),2、成型模,上模板,吊耳,導(dǎo)柱導(dǎo)套,下模板,擋料板,限位器,模柄,成型凹模,成型凸模,壓板槽,3、修邊沖孔模,下模板,吊耳,下模墊板,導(dǎo)柱導(dǎo)套,壓板槽,修邊凸模,彈簧,卸料板,修邊凹模,上模墊板,上模墊板,上模板,4、鋼板模的技術(shù)要求,4.1、沖孔以凸模為基準(zhǔn)，落料以凹模為基準(zhǔn)； 4.2、模具的閉合高度由沖床的最大裝模高度和裝模高度調(diào)節(jié)量決定，并在設(shè)計(jì)時(shí)需給出5~10mm的安全余量； 4.3、行程限位器布置在模具下平面的左小角和右上角，并且要和上模U槽保持20mm左右的間距； 4.4、上下模板的材質(zhì)選用45、Q235,厚度50mm以上； 4.5、定位與取件：落料沖孔模采用浮動(dòng)銷(xiāo)或固定擋料定位，成形類(lèi)模具 優(yōu)先采用孔定位，也可以采用型面及輪廓定位，要保證板料定位準(zhǔn)確平穩(wěn)； 4.6、廢料排出：廢料盡量排進(jìn)機(jī)床中心的漏料孔中； 4.7、模具裝夾：一般情況下，下模不開(kāi)“U”形槽，上模開(kāi)“U”形槽或者模柄裝夾，優(yōu)先選用“U”形槽；附“U”形槽規(guī)格圖： 4.8、具有單側(cè)不對(duì)稱(chēng)工序內(nèi)容的模具要設(shè)計(jì)平衡側(cè)向力裝置； 4.9、模具材料及熱處理； 4.10、沖裁的吃入量：沖孔凸模的吃入量按3~5mm，落料和修邊刃口吃入量原則上吃入2~3mm；,目 錄 第一部分：沖壓工藝介紹 第二部分：沖壓鑄造模具/鋼板模具知識(shí) 第三部分：沖壓件主要質(zhì)量缺陷及防止 第四部分：機(jī)械壓力機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第五部分：沖壓新技術(shù),,沖壓件常見(jiàn)缺陷,毛刺過(guò)大、變形、表面劃傷、沖孔帶料、塌陷、尺寸不符、少孔、縮頸、開(kāi)裂、起皺、疊料、拉毛、波浪、鼓包、凹坑、麻點(diǎn)、翻邊不垂直、翻邊高度不一致、翻邊拉毛、翻邊裂等,一、落料沖孔（修邊）,,質(zhì)量缺陷：修邊毛刺、修邊帶料、少孔、孔毛刺,修邊毛刺：主要是由于刀口間隙過(guò)大和過(guò)小，刀口間隙不均 修邊帶料：修邊刀口間隙過(guò)緊，潤(rùn)滑不當(dāng)造成 少孔：沖頭折斷、沖頭長(zhǎng)度不夠，沖套堵塞等 孔毛刺：沖頭或沖套崩刃、沖頭與沖套間隙過(guò)大或過(guò)小,修邊（TR ）、沖孔（PI）,二、拉延,故障現(xiàn)象：側(cè)圍外板OP10門(mén)洞內(nèi)三角部位出現(xiàn)開(kāi)裂過(guò)大在后序無(wú)法切除造成制件報(bào)廢,,A21側(cè)圍外板,B14側(cè)圍外板,S21側(cè)圍外板,,,故障分析： 模具壓邊力不當(dāng)導(dǎo)致板料成型中流動(dòng)不均勻；針對(duì)壓邊力分析出以下因數(shù)： 1.板料在OP10模具上定位后門(mén)洞內(nèi)的壓料邊不足，造成各邊的走料不平衡 2.局部外滑塊壓邊力太大 3.凸模內(nèi)壓料芯里面的氮?dú)飧讐毫Σ蛔?4.門(mén)洞的壓料面上的拉深筋布置不合理 5.壓料面著色差,關(guān)鍵問(wèn)題： 能清楚判斷出兩邊料流的走勢(shì)，知道是哪邊壓力相對(duì)來(lái)說(shuō)小， 從而造成兩邊走料不均衡引起開(kāi)裂。,我的理解： 就如一張紙，用一只手掌壓住紙的半邊，另一只進(jìn)行撕扯另一半邊造成的撕裂。,解決方案：通過(guò)變相的在門(mén)洞的壓料面相應(yīng)位置上墊砂布進(jìn)行嘗試調(diào)試，發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象消除；下線對(duì)其進(jìn)行焊補(bǔ)增高或重新增加一條拉延筋。,,,,,增高原有拉延筋,在原有拉延筋的前面重新增加一條拉延筋,,制件外邊緣起皺嚴(yán)重，影響產(chǎn)品質(zhì)量,沖擊線：上模下降，使材料與壓邊圈保持接觸狀態(tài)。接著，當(dāng)材料開(kāi)始流入時(shí)，模具與材料的摩擦狀態(tài)從靜摩擦轉(zhuǎn)移。材料剛剛開(kāi)始流入之前的靜摩擦力很大，材料彎曲部分引起加工硬化和使料厚減薄，但這一部分，隨著材料的流動(dòng)由靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦狀態(tài)，摩擦阻力大幅度減小，因此，原來(lái)的彎曲形狀沒(méi)有被拉直，而作為沖撞痕線而遺留下來(lái)。,三、翻邊,翻邊（FL）、整形（RST）,,缺陷：翻邊不垂直、翻邊高度不一致、翻邊拉毛、翻邊裂等,(1)翻邊不垂直→凸凹模間隙過(guò)大 (2)翻邊高度不一致→凸凹模間隙不均勻；定位不準(zhǔn)；落料件尺寸不準(zhǔn) (3)翻邊拉毛→刃口有傷痕；零件表面有雜質(zhì)；刃口硬度太低 (4)翻邊裂→修邊時(shí)毛刺大；凸凹模間隙太?。环吿幮螤钣型蛔?；,在冷沖壓生產(chǎn)中，造成質(zhì)量問(wèn)題的因素有很多，如沖壓設(shè)備故障或維修不當(dāng)、沖模安裝與調(diào)整產(chǎn)生問(wèn)題、違反操作規(guī)程、原材料的質(zhì)量低劣和工藝安排不當(dāng)都可能出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，甚至造成廢品，為防止沖壓生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，應(yīng)采取以下措施： 1）原材料必須與制件規(guī)定的技術(shù)要求相符合，對(duì)于坯料尺寸和表面質(zhì)量要求比較高的制件，應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，使用代用材料一定要得到產(chǎn)品部門(mén)或使用部門(mén)的認(rèn)可，絕不可自作主張。 2）工藝規(guī)程中規(guī)定的各個(gè)環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格遵守，不可隨意更改工序順序和遺漏某些輔助工序，做到嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律； 3）全部工藝裝備應(yīng)保證在完好正常的狀態(tài)下工作，特別是應(yīng)經(jīng)常觀察沖模磨損和安裝的狀況，根據(jù)生產(chǎn)批量大小和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，建立一套及時(shí)的維修和保養(yǎng)制度。,四、保證冷沖生產(chǎn)質(zhì)量的措施,4）生產(chǎn)中應(yīng)建立嚴(yán)格的檢驗(yàn)制度，一般有自檢、互檢和專(zhuān)檢三方面合起來(lái)。 5）堅(jiān)持實(shí)行文明生產(chǎn)制度，如工件和毛坯的傳輸應(yīng)有合適的工位器具，以免壓撞制件表面，從而保證制件的表面質(zhì)量和維持應(yīng)有的制造精度。此外，在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)始終保持模具內(nèi)部的清潔。,總之，在沖壓生產(chǎn)中質(zhì)量問(wèn)題會(huì)經(jīng)常發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格貫徹預(yù)防為主的方針。為了保證冷沖壓生產(chǎn)的質(zhì)量，可以歸納為：制件結(jié)構(gòu)合理、材料性能、尺寸和形狀合格；模具設(shè)計(jì)合理；制造精良、工藝設(shè)計(jì)合理和參數(shù)合適；壓力機(jī)設(shè)備完好并操作合理。,目 錄 第一部分：沖壓工藝介紹 第二部分：沖壓鑄造模具/鋼板模具知識(shí) 第三部分：沖壓件主要質(zhì)量缺陷及防止 第四部分：機(jī)械壓力機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第五部分：沖壓新技術(shù),一、概 述,沖壓機(jī)械壓力機(jī)是汽車(chē)制造四大工藝中沖壓工藝最主要、最 常用的設(shè)備之一。它主要是依靠壓力機(jī)的壓下能量作功于模 具中的鋼板，使之成形，變成汽車(chē)車(chē)身的殼體。,二、壓力機(jī)基本組成部分,動(dòng)力能源系統(tǒng) 包括電動(dòng)機(jī)和飛輪。電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力 源，飛輪起著儲(chǔ)存和釋放能量的作用。 傳動(dòng)系統(tǒng) 將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳遞給工作機(jī)構(gòu)。 由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)組成。 工作機(jī)構(gòu) 壓力機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一般為曲柄滑塊 機(jī)構(gòu)，由曲軸、連桿、滑塊等零件組成。 支撐部件 如機(jī)身等。連接和固定零部件，保證他們 的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。工作時(shí)機(jī)身要承受全部的工 藝力。,二、壓力機(jī)基本組成部分,操作與控制系統(tǒng) 主要包括 離合器、制動(dòng)器、電子電器 檢測(cè)控制裝置等。 輔助系統(tǒng)與附屬裝置 包括 氣路系統(tǒng)、液壓、潤(rùn)滑系 統(tǒng)、氣墊、快速換模裝置 等。,滑塊,齒輪機(jī)構(gòu),立柱,底座,橫梁,移動(dòng)工作臺(tái),,,三、壓力機(jī)的傳動(dòng),壓力機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)布置在橫梁內(nèi)： 1、一級(jí)傳動(dòng)為“M”型多契帶傳動(dòng) 主電機(jī)通過(guò)多契帶將能量傳給飛輪 2.二級(jí)傳動(dòng)為人字齒輪傳動(dòng) 飛輪旋轉(zhuǎn)將能量傳給高速軸再傳給人字齒輪 3.三級(jí)傳動(dòng)為人字齒或直齒輪傳動(dòng) 人字齒輪傳給直齒或人字齒，使偏心輪通過(guò)連桿傳給滑 塊進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),四、壓力機(jī)工作原理,電動(dòng)機(jī),飛輪,離合器,,人字齒+直齒= 齒輪系,導(dǎo)柱、導(dǎo)套,滑塊,,曲柄連桿機(jī)構(gòu),圓周運(yùn)動(dòng) 直線運(yùn)動(dòng) 高速 低速 電能 機(jī)械能,,,,五、壓力機(jī)的常用術(shù)語(yǔ),“L”字母代表多連桿 “D”字母代表雙動(dòng) 數(shù)字“4”代表四點(diǎn)的意思 “1250”代表內(nèi)滑塊公稱(chēng)力12500KN “750”代表外滑塊公稱(chēng)力7500KN “B” 代表改進(jìn)代號(hào) 4700、2500代表滑塊、移動(dòng)工作臺(tái)面尺寸,LD4-1250/750B-4700-2500,LS4-2000E-4600-2600 ？？？,題目,,LD4-1250/750B-4700-2500閉式四點(diǎn)雙動(dòng)拉伸壓力機(jī),LS4-2400閉式四點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī),JE39-1000 J36- J31-,“J”字母代表機(jī)械式壓力機(jī) “E”字母代表改進(jìn)代號(hào) “3”數(shù)字代表閉式框架 “9”數(shù)字代表四點(diǎn) “6”數(shù)字代表雙點(diǎn) “1”數(shù)字代表單點(diǎn),LS4-2000E-4600-2600,“S”字母代表單動(dòng) “2000”代表單滑塊公稱(chēng)力20000KN “E”代表改進(jìn)代號(hào) 4600、2600代表滑塊、移動(dòng)工作臺(tái)面尺寸,,,六、壓力機(jī)的主要參數(shù),壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)反映了壓力機(jī)的工藝能力、應(yīng)用范圍、生 產(chǎn)率等指標(biāo)，是正確選用壓力機(jī)的主要依據(jù)。 1、公稱(chēng)壓力及公稱(chēng)壓力行程： 壓力機(jī)在結(jié)構(gòu)上能夠完全地承受的最大容許沖壓能力；即， 滑塊離下死點(diǎn)到某一特定距離時(shí)，滑塊所容許承受的最大作用 力。此特定距離稱(chēng)為公稱(chēng)壓力行程。 例如：LS4-2000E型壓力機(jī)滑塊在距離下死點(diǎn)13mm時(shí)，允 許滑塊承受20000KN的作用力；即公稱(chēng)壓力行程為3mm ，公 稱(chēng)壓力為20000KN。,2、滑塊行程 滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離。它的大小隨工藝用途不同和公稱(chēng)壓力不同而不同。,滑塊,滑塊上死點(diǎn),滑塊下死點(diǎn),1,2,3,4,四連桿機(jī)構(gòu),3、滑塊行程次數(shù) 滑塊行程次數(shù)是指滑塊每分鐘從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)，然后再回 到上死點(diǎn)所往復(fù)的次數(shù)。單位為：spm，每分鐘的沖程次數(shù)。,七、壓力機(jī)的組成詳解,壓力機(jī)大致有以下幾個(gè)部分 組成: 1、橫梁； 2、主傳動(dòng)系統(tǒng)； 3、離合器、制動(dòng)器； 4、滑塊、滑塊調(diào)整機(jī)構(gòu)； 5、立柱； 6、底座； 7.移動(dòng)工作臺(tái)； 8.氣墊、閉鎖； 9.電氣系統(tǒng)； 10.氣動(dòng)、液壓系統(tǒng)； 11.潤(rùn)滑系統(tǒng)。,,機(jī)身 機(jī)身由一個(gè)底座、四個(gè)立柱組成，與橫梁通過(guò)四個(gè)穿過(guò)機(jī)身四角的拉緊螺栓予緊后組成一個(gè)足夠承受沖擊力的剛性整體。 底座上面安裝移動(dòng)工作臺(tái)及其定位裝置、固定制子、導(dǎo)軌板。底座內(nèi)部有拉伸墊（氣墊閉鎖）、拉伸墊頂冠。,立柱,滑塊,立柱的通常布置 右前立柱裝有操作按鈕站、觸摸屏，每條線的第一臺(tái)還配備有噸位顯示器。是整個(gè)壓力機(jī)操作與控制的樞紐。,噸位顯示器,,,參數(shù)銘牌,觸摸屏,操作按鈕站,,,立柱的通常布置 左前立柱裝有組合閥控制板及空氣管路，總氣源的壓縮空氣經(jīng)組合控制閥控制板分成若干支路到各執(zhí)行部位；另外，在立柱的正面，有顯示總氣源壓力的壓力表,調(diào)壓閥,壓力表,總氣源壓力表,立柱的通常布置 左后立柱裝有間歇潤(rùn)滑控制板（有拉伸墊時(shí)）、平衡器管路、橫梁回油管，滑塊回油裝置等。,部分壓力機(jī)在右后立柱內(nèi)，也有一些需要操作人員調(diào)整的閥。,部分壓力機(jī)右后立柱內(nèi)有氣墊快速進(jìn)氣、平衡器增壓泵進(jìn)氣管路，工作臺(tái)氣源閥等,部分壓力機(jī)左后立柱內(nèi)有氣墊潤(rùn)滑閥、潤(rùn)滑流量調(diào)節(jié)閥等,立柱的通常布置,警示 每個(gè)立柱上都有一個(gè)急停按鈕。 若要壓機(jī)緊急停止，可以就近通過(guò)遮擋光電保護(hù)裝置、拍急停按鈕等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。急停設(shè)施是操作者人身安全的保障，“大家要象愛(ài)護(hù)自己的眼睛一樣保護(hù)它！”,,,急停,,光電保護(hù),光電保護(hù),橫梁主傳動(dòng) 橫梁安裝在立柱上面，壓力機(jī)的主傳動(dòng)齒輪、軸、偏心體、連桿、導(dǎo)柱等封閉在橫梁體內(nèi)。 主傳動(dòng)共計(jì)分三級(jí)減速，第一級(jí)為M型多楔帶傳動(dòng)，第二級(jí)為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)，第三級(jí)為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)。 橫梁主傳動(dòng)是壓力機(jī)的動(dòng)力，其壓力機(jī)設(shè)計(jì)制造的精髓部分。其涉及的內(nèi)容與專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較密切。,橫梁頂部(俯視圖),制動(dòng)器本體,主左分油器,離合器制動(dòng)器氣包,微調(diào)制動(dòng)器,液壓螺母,離合器.制動(dòng)器 壓力機(jī)離合器和制動(dòng)器是用于電動(dòng)機(jī)和飛輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，使壓力機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)或者停止。因此離合器和制動(dòng)器是保證壓力機(jī)正常工作不可缺少的傳動(dòng)部件，而兩者又必須是密切地配合和協(xié)調(diào)地工作。,離合器,,滑塊 模具上模就是固定在滑塊上。在沖壓行程中，滑塊上下平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。,部分壓力機(jī)滑塊內(nèi)有上氣墊。 部分壓力機(jī)滑塊內(nèi)還有模具夾緊裝置。 部分壓力機(jī)還有上?？焖賷A緊裝置。,,,上墊板,,上墊板夾緊裝置,,滑塊內(nèi)有液壓保護(hù)裝置。液壓保護(hù)是設(shè)備的重要保護(hù)裝置。液壓保護(hù)裝置由液壓墊、油箱、管路及調(diào)壓閥、壓力表組成。,液壓保護(hù)油箱是由操作人員檢查加油的，加油一定要小心！,,,油箱在這里面,,滑塊與立柱之間是導(dǎo)軌接觸，接觸面有潤(rùn)滑油冷卻、潤(rùn)滑。立柱上在每個(gè)導(dǎo)軌的下面都有接油盒，接油盒回油到主油箱。,,滑塊導(dǎo)軌,,接油盒,,,接油盒里不允許放手套、飲料瓶、刷子！,,滑塊與橫梁、立柱之間，有平衡器。 可以防止當(dāng)滑塊向下 運(yùn)動(dòng)時(shí)，因其自重而 迅速下降，使傳動(dòng)系 統(tǒng)中的齒輪反向受力而造成沖擊和噪音； 可以消除連桿與滑塊 間的間隙，減少受力 零件的沖擊和磨損； 可以降低裝模高度調(diào) 整機(jī)構(gòu)的功率消耗； 可以防止因制動(dòng)器失 靈或連桿折斷時(shí)，滑 塊墜落而產(chǎn)生事故。,平衡器,,,,,,工作臺(tái) 模具的下模固定在工作臺(tái)上。壓力機(jī)的工作臺(tái)可以移動(dòng)，用來(lái)方便、快速的更換模具。,工作臺(tái)開(kāi)動(dòng)時(shí)，應(yīng)看著隨行電纜或隨行氣管！,為了保證沖壓件的精度，工作臺(tái)面與滑塊的下平面的平行度要求很高。,對(duì)工作臺(tái)的臺(tái)面要求經(jīng)常清擦，對(duì)工作臺(tái)的下面的軌道要經(jīng)常認(rèn)真的清擦。（一點(diǎn)點(diǎn)廢料墊在工作臺(tái)的下面，都可能對(duì)沖壓件的精度產(chǎn)生影響）,工作臺(tái)有夾緊裝置固定在壓力機(jī)的底座上。,夾緊狀態(tài),放松狀態(tài),,夾緊器里進(jìn)廢料啦！,,電氣 壓力機(jī)的電柜大都放在電柜平臺(tái)上。電柜是壓力機(jī)控制的核心部分，操作人員不允許動(dòng)電柜里的任何元器件。但電柜平臺(tái)一定要保持清潔。,,機(jī)械壓力機(jī)的悶車(chē) 機(jī)械壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是帶有一個(gè)慣量很大的飛輪。這與機(jī)械壓力機(jī)的工作特性有關(guān)。與一個(gè)行程相比，真正沖壓制件的時(shí)間是很短的，而所付出的能量卻很大。這部分能量大部分靠飛輪的速降來(lái)付出。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的作用就是使飛輪在非工作區(qū)間內(nèi)恢復(fù)轉(zhuǎn)速，儲(chǔ)備能量以便繼續(xù)工作。 在慣量的飛輪付出能量作功。但是，當(dāng)壓機(jī)由于某種原因發(fā)生“悶車(chē)”（超載）時(shí)，這部分能量的瞬時(shí)釋放，如果處理不當(dāng)，又會(huì)給整個(gè)壓機(jī)造成損害。為減小飛輪尺寸，機(jī)械壓力機(jī)中飛輪均安裝在高速小齒輪軸上。 當(dāng)壓力機(jī)的裝模高度調(diào)的過(guò)小時(shí)，可能造成悶車(chē)。,注意,目 錄 第一部分：沖壓工藝介紹 第二部分：沖壓鑄造模具/鋼板模具知識(shí) 第三部分：沖壓件主要質(zhì)量缺陷及防止 第四部分：機(jī)械壓力機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 第五部分：沖壓新技術(shù),一、同步工程（SE）的由來(lái),所謂同步工程(Simultaneous engineering簡(jiǎn)稱(chēng)SE)對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及其相關(guān)過(guò)程進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種工作模式。,1.同步工程（SE）簡(jiǎn)介,同步工程,串行工程,傳統(tǒng)汽車(chē)車(chē)身開(kāi)發(fā)工作一直采用串行工程的方法，造成前后脫節(jié),由于不能在過(guò)程中及早考慮工藝規(guī)劃、質(zhì)量保證及制造工藝性等問(wèn)題，使一些問(wèn)題到后期才能暴露出來(lái)并加以解決，導(dǎo)致設(shè)計(jì)改動(dòng)量大，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品成本高；在產(chǎn)品壽命周期中，錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)的愈晚，造成的損失就愈大，沖壓SE將工藝規(guī)劃和制造工藝性等問(wèn)題及時(shí)反饋給產(chǎn)品部門(mén)，將“錯(cuò)誤”消滅在設(shè)計(jì)階段。,2、沖壓SE的在車(chē)身開(kāi)發(fā)中的作用,2.1實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品材料的合理定義,（a）產(chǎn)品簡(jiǎn)圖,（b）材質(zhì)為B170P1的分析結(jié)果,（c）材質(zhì)為B340LA的分析結(jié)果,在模具開(kāi)發(fā)過(guò)程,模具加工完成后,使用原產(chǎn)品定義材料無(wú)法沖壓出合格制件,增加了模具調(diào)試周期,甚至導(dǎo)致模具報(bào)廢,如果此時(shí)更換材料,車(chē)身碰撞將無(wú)法通過(guò)； 在沖壓SE過(guò)程中,借助CAE分析軟件(Autoform,Pam-stamp) 對(duì)產(chǎn)品材料定義的合理性進(jìn)行驗(yàn)證 。,2.2 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理定義,（a）SE前整體制件形狀,（b）SE后分件制件形狀,（c）SE后分件制件形狀,目前，大部分企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員對(duì)沖壓工藝考慮較少，導(dǎo)致很多產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成材料利用率下降，成本上升；同時(shí)，會(huì)造成模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，給模具調(diào)試和維修帶來(lái)不利因素，在沖壓SE過(guò)程中，對(duì)制件的結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行分析，將信息反饋給產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理定義。,2.3 沖壓SE以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的合理定義來(lái)提高材料的利用率,（a） SE前制件形狀,（b）SE后制件形狀,圖（a）產(chǎn)品分塊不合理影響了材料利用率的提升， 在我們建議下，產(chǎn)品部門(mén)經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)品分塊的重新優(yōu)化， 改為圖（b），材料利用率提高了3% 。,2.4 沖壓SE可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成形工藝性的驗(yàn)證,在汽車(chē)模具開(kāi)發(fā)中，大件的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配及調(diào)試周期長(zhǎng)，如果大件的成形工藝性在未得到驗(yàn)證前便投入模具的設(shè)計(jì)與制造，勢(shì)必給后期生產(chǎn)及調(diào)試帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)，沖壓SE可對(duì)大型制件成形工藝性驗(yàn)證，以減少開(kāi)模的風(fēng)險(xiǎn)。,（a）產(chǎn)品簡(jiǎn)圖,（a）模 面,（b）板料線及筋線,（c）CAE分析結(jié)果,資料表明，汽車(chē)質(zhì)量每減輕1%，燃油消耗下降 0.6%~1.0%；鋼板約占轎車(chē)材料的75%，車(chē)身質(zhì)量約占整 車(chē)質(zhì)量的25%~30%，隨著油價(jià)的上漲，車(chē)身輕量化將成 為眾多廠家追逐的目標(biāo)，促使車(chē)身輕量化的技術(shù)將會(huì)得 到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。,二、沖壓現(xiàn)代化生產(chǎn)新技術(shù),一）車(chē)身輕量化的技術(shù),1、激光拼焊板技術(shù)的應(yīng)用,激光拼焊板是將幾塊不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材 焊接成一塊整體板，以滿足零部件對(duì)材料性能的不同要求。 該工藝其中的優(yōu)點(diǎn)有： ⑴減少了結(jié)構(gòu)件質(zhì)量以實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化； ⑵減少結(jié)構(gòu)件數(shù)量； 另外，國(guó)內(nèi)首家生產(chǎn)激光拼板的蒂森克虜伯公司在武漢成 立，一汽寶友公司是目前國(guó)內(nèi)最大的激光拼焊板加工企業(yè)。,★ 激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢(shì),減少工件數(shù)量， 從而： 減少加工環(huán)節(jié) 降低生產(chǎn)成本 降低工件重量，從而降低整車(chē)重量 提高工件質(zhì)量 (減少累計(jì)公差) 提高車(chē)身碰撞安全性能,★激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 之一,典型工件: “轎車(chē)前縱梁”,1. 減少工件數(shù)量， 從而： 減少加工環(huán)節(jié) 降低生產(chǎn)成本,★ 激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 之二,典型工件: “轎車(chē)車(chē)門(mén)內(nèi)板”,2. 降低工件重量，從而降低整車(chē)重量,,,,,,,,鉸鏈安裝位置,★ 激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 之三,3. 提高工件質(zhì)量 (減少累計(jì)公差),典型工件: “轎車(chē)前縱梁”,★ 激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 之四,4. 提高車(chē)身碰撞安全性能,典型工件: “轎車(chē)前后縱梁”, “轎車(chē)前地板”, “轎車(chē)前后輪罩”, “轎車(chē)中立柱” 等……,,,,,,4. 提高車(chē)身碰撞安全性能,典型工件: “轎車(chē)前后縱梁”, “轎車(chē)前地板”, “轎車(chē)前后輪罩”, “轎車(chē)中立柱” 等 ……,上海大眾 “波羅” “中立柱”,激光拼焊件在車(chē)身上的分布,減少結(jié)構(gòu)件數(shù)量的案例,減少了鉸鏈加強(qiáng)板，重量有一定程度的減少。,2、高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用,隨著油價(jià)的上漲以及人們對(duì)安全需求提高，減薄增強(qiáng) 是汽車(chē)用鋼板的發(fā)展趨勢(shì)，因而，高強(qiáng)度鋼板將會(huì)得到更 加普遍的應(yīng)用。 資料表明，20世紀(jì)80年代初，美、日等國(guó)家開(kāi)始將 高強(qiáng)度鋼板用于車(chē)身的生產(chǎn)； 高強(qiáng)度鋼板可以減輕零件質(zhì)量，提高整車(chē)碰撞的安 全性，提高零件的外觀質(zhì)量和抗凹性. 目前，我公司應(yīng)用較多的雙相鋼和析出強(qiáng)化鋼。,高強(qiáng)板大量應(yīng)用的產(chǎn)品背景,碰撞安全法則的提高 特別是歐洲小型車(chē)的吸能要求 耐久性要求 油價(jià)的提升 小發(fā)動(dòng)機(jī)日受關(guān)注 輕量化趨勢(shì),高強(qiáng)板大量應(yīng)用的產(chǎn)品背景,國(guó)外高強(qiáng)板料的制造技術(shù)日趨完善； 鈑金成型技術(shù)亦有大幅度提高,,國(guó)內(nèi)超高強(qiáng)度鋼板的開(kāi)發(fā)還不成熟，鈑金分析與國(guó)外水平還存在差距。,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高強(qiáng)度鋼板的成形性能 高強(qiáng)度鋼板的定義,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高強(qiáng)度鋼板的成形性能 高強(qiáng)度鋼板的成形特點(diǎn)： 高的抗拉強(qiáng)度，成形力隨著抗拉強(qiáng)度的增加而增加； 含碳量和合金元素的增加，降低了材料的成型性能； 高的抗拉強(qiáng)度，回彈量也相應(yīng)增加； 深拉伸時(shí)，高的成形力和變形量，將增加起皺的可能性； 高的材料剪切強(qiáng)度，剪切力增加。,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高成本高耗材的長(zhǎng)周期的模具開(kāi)發(fā) 高標(biāo)號(hào)鋼特殊處理,保證模具表面的光潔度，Ra≤0.2μm； 超高強(qiáng)度鋼板變形劇烈的部位局部需鑲嵌陶瓷。,表面處理與模具使用壽命的關(guān)系,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高成本高耗材的長(zhǎng)周期的模具開(kāi)發(fā) 產(chǎn)品的特殊處理,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高成本高耗材的長(zhǎng)周期的模具開(kāi)發(fā) 特別工藝:1,熱成型,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高成本高耗材的長(zhǎng)周期的模具開(kāi)發(fā) 特別工藝:2,回彈補(bǔ)償試制,高強(qiáng)度鋼板回彈補(bǔ)償試制過(guò)程,高強(qiáng)度鋼成形機(jī)理還未出現(xiàn)重大突破，軟模試制是目前有效的手段！,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高噸位壓機(jī)及伺服壓機(jī) 增加壓邊力及成形力，控制回彈。 日韓經(jīng)驗(yàn):一點(diǎn)五倍所需壓力 伺服壓力機(jī)或油壓（保壓時(shí)間長(zhǎng)，壓邊力穩(wěn)定）,,,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),產(chǎn)品沖壓焊裝的高度合作是產(chǎn)品高質(zhì)量的保證 回彈無(wú)法補(bǔ)償產(chǎn)品無(wú)法成型 一切工藝(包括產(chǎn)品)向高耗工藝讓步,,沖焊合作是高品質(zhì)車(chē)身的保證！,,中國(guó)高強(qiáng)鋼現(xiàn)狀,板材成型特性 不穩(wěn)定(特別是高于590兆帕),寶鋼大于590兆帕的鋼板很不穩(wěn)定，給生產(chǎn)和車(chē)身質(zhì)量帶來(lái) 不確定因素?。ㄅc湖南大學(xué)的博士交流的結(jié)果也是如此。）,日韓目前車(chē)身應(yīng)用普遍的為440～590MPa，新雅閣的高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用 48%（與M11等車(chē)型相近）； 日韓車(chē)身強(qiáng)度主要依靠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和吸能材料的應(yīng)用達(dá)到5星的NCAP； 超高強(qiáng)度鋼板的使用，沖壓工藝的要求使得制件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)弱化； 建議公司車(chē)身設(shè)計(jì)上學(xué)習(xí)日韓的模式，減少超高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用；高端細(xì) 分市場(chǎng)可以采用部分超高強(qiáng)度及熱成型，以彰顯科技，提高品牌美譽(yù)度。,建議措施,雙相鋼 Dual phase steel,組織由鐵素體和馬氏體組成，強(qiáng)度由馬氏體硬度和馬氏體的量決定。雙相鋼的強(qiáng)度可達(dá)TS450-1000MPa。 主要用于結(jié)構(gòu)件和安全件。 寶鋼牌號(hào)：B300/500DP、 B340/590DP、B400/780D等。 應(yīng)用實(shí)例J18縱梁,B340/590DP代表什么含義?,屈服強(qiáng)度一般在260-550MPa ，為低碳鋼，除通過(guò)Si、Mn固溶強(qiáng)化外，添加Nb、V、Ti等微合金化元素。優(yōu)點(diǎn)是晶粒細(xì)，好焊接。 寶鋼的牌號(hào)如：B340LA、B410LA等。J19后背門(mén)多個(gè)加強(qiáng)板。,B340LA代表什么含義?,析出強(qiáng)化鋼 precipitation strengthening,3、熱沖壓成形技術(shù),板材熱成形是將坯料加熱到再結(jié)晶溫度以上某一適當(dāng) 溫度，使板料在奧氏體狀態(tài)時(shí)進(jìn)行成形，降低板料成形時(shí) 的流動(dòng)應(yīng)力，提高板料的成形性。 該工藝其中的優(yōu)點(diǎn)有：優(yōu)化零件集成，減少零部件數(shù) 量，有非常顯著的減重效果。,熱沖壓成形技術(shù)的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)因素,輕量化 減重、節(jié)能、降耗,舒適性 BIW具有較高的強(qiáng)度 剛度和NVH特性,安全性 車(chē)型具有較高的 耐撞性能,,熱沖壓成形技術(shù),1、成形性差、容易開(kāi)裂； 2、成形精度差，回彈大， 容易產(chǎn)生各種表面缺陷； 3、所需設(shè)備噸位大； 4、超高強(qiáng)度鋼板制造困難；,高強(qiáng)度鋼板成形的 瓶頸問(wèn)題未解決,,,熱成形的工藝流程,熱沖壓成形技術(shù)的工藝流程及工作原理,1）熱成形技術(shù)的工藝流程,,冷卻階段,成形階段,加熱階段,,,,熱沖壓成形的 3個(gè)重要環(huán)節(jié),成形前常溫下高強(qiáng)度硼合金鋼板強(qiáng)度500-600MPa；成形后強(qiáng)度超過(guò)1500MPa，提高了200％-300％；稱(chēng)為沖壓硬化技術(shù),2）熱沖壓成形的工裝及設(shè)備,加熱爐,熱沖壓成形的工裝模具,壓力機(jī)及機(jī)械手,3）熱沖壓成形技術(shù)的工作原理,加熱階段: 板料均勻 奧氏體化 成形階段: 較高的成 形速度. 冷卻階段: 臨界冷卻速 度27℃/S,圖（3） 熱成形件微觀組織,圖（1） 硼鋼相變轉(zhuǎn)變圖,圖（2） 加熱過(guò)程中強(qiáng)度、延伸率示意圖,圖（4） 熱成形件,超高強(qiáng)度錳硼鋼板常溫下強(qiáng)度為500～600 MPa，加熱使之奧氏體化后，迅速送入帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，同時(shí)被模具冷卻淬火，其微觀組織由奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，發(fā)生相變強(qiáng)化，強(qiáng)度可提高3倍以上，高達(dá)1500～2000MPa，可制備出超高強(qiáng)度車(chē)身沖壓件。,熱沖壓成形件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),Roof-bows,1.零件外形特征上無(wú)需翻邊結(jié)構(gòu)；2.零件外形特征上無(wú)需加強(qiáng)筋； 3.熱成形零件的材料厚度可以減?。?.滿足成形性要求；,應(yīng)用熱沖壓成形件的優(yōu)劣勢(shì),熱沖壓成形件,冷沖壓成形件,得到超高強(qiáng)度的車(chē)身零件； 減輕車(chē)身重量（零件減薄和加強(qiáng)板數(shù)量的減少）； 提高車(chē)身安全性（特別是側(cè)碰性能）、舒適性； 改善沖壓成形性； 控制回彈、提高零件尺寸精度； 零件外形設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單； 提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蝕性能； 降低壓機(jī)噸位要求；,熱冷沖壓件的斷面對(duì)比,1）應(yīng)用熱沖壓成形件的優(yōu)勢(shì),瑞典APT熱沖壓成形生產(chǎn)線,生產(chǎn)節(jié)拍相對(duì)要慢一些； 熱沖壓模具價(jià)格較高、能耗較大； 采用非鍍層鋼板進(jìn)行熱沖壓時(shí)，工作環(huán)境相對(duì)惡劣； 熱沖壓生產(chǎn)線的投資較大； 作為一個(gè)新興技術(shù)，存在技術(shù)封鎖和壟斷；,2）應(yīng)用熱沖壓成形件的劣勢(shì),用于熱沖壓成形的材質(zhì)成分及性能變化對(duì)比,熱沖壓成形件在車(chē)身上的分布,熱沖壓成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況,超高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù)已成為國(guó)外汽車(chē)制造業(yè)的熱門(mén)技術(shù)，發(fā)展非常迅速。德國(guó)、法國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家走在前列，開(kāi)發(fā)出多種熱成形超高強(qiáng)鋼，如Usibor1500、DB200等，并率先推出商品化生產(chǎn)線。法國(guó)的阿塞洛（Arcelor）公司、德國(guó)的蒂森-克虜伯（Thyssen-Krupp）、本特勒（Benteler）公司都擁有該項(xiàng)技術(shù)及成套生產(chǎn)線。2005年，阿塞洛公司為德國(guó)大眾(Volkswagen)汽車(chē)公司提供了6條生產(chǎn)線用于新型帕薩特（Passat）轎車(chē)高強(qiáng)度鋼沖壓件的生產(chǎn)。在美國(guó)，通用（GM）、福特（Ford）等汽車(chē)公司的多款高檔轎車(chē)也在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)來(lái)制造超高強(qiáng)度沖壓件。日本本田(Honda)公司運(yùn)用該技術(shù)使其Honda Civic車(chē)型的白車(chē)身減輕質(zhì)量20%。為滿足2004年以后歐洲更為嚴(yán)格的碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)（NCAP）和歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)大汽車(chē)制造商都在大量使用熱成形超高強(qiáng)度沖壓件，尤其在歐洲和北美，汽車(chē)制造商要求新車(chē)生產(chǎn)中必須使用這種超高強(qiáng)度沖壓件。,國(guó)內(nèi)各車(chē)型熱沖壓成形件的應(yīng)用情況,寶來(lái)A5前、后保險(xiǎn)杠、A柱、B柱； 途安前、后保險(xiǎn)杠； B6中通道、A柱、B柱、前保險(xiǎn)杠、前門(mén)防撞梁 Golf A4后保險(xiǎn)杠; POLO的前后保險(xiǎn)杠、B柱； 速騰B柱、A柱和前后保險(xiǎn)杠骨架； M6的防撞桿; 斯柯達(dá)防撞桿、B柱； 海馬福美來(lái)的防撞桿； 長(zhǎng)安福特focus、volvo、Mondeo等車(chē)的A柱、B柱、保險(xiǎn)杠、防撞桿；,熱沖壓成形技術(shù)發(fā)展的瓶頸,①如熱成形在加工過(guò)程，材料的性能隨溫度變化而變化，因此，必須獲得不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線以及不同溫度下材料參數(shù)， 才能保證熱沖壓成形模擬分析的準(zhǔn)確性。,②必須研究不同應(yīng)變速率下熱成形材料應(yīng)力應(yīng)變曲線，以便提高碰撞安全分析準(zhǔn)確性。,③當(dāng)前熱成形技術(shù)應(yīng)用成本較高，必須深入研究如何通過(guò)提高生產(chǎn)節(jié)拍、 控制好加工成形的熱處理降低廢品率。,圖（1）不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線,3、鋁鎂合金的應(yīng)用,汽車(chē)輕量化的要求推動(dòng)了鋁合金和鎂合金等輕金屬 的應(yīng)用；與普通鋼板制造車(chē)身相比，用鋁制造車(chē)身,不但 重量減輕了一半，抗腐蝕性及回收性能也更優(yōu)于鋼。但 是，鋁鎂合金的應(yīng)用目前還面臨著很多技術(shù)瓶頸未解 決 ，因而還未能得到普遍應(yīng)用。,鋁鎂合金的應(yīng)用案例1,奧迪A8的全鋁車(chē)身結(jié)構(gòu),鋁鎂合金的應(yīng)用案例2,寶馬5系的車(chē)身結(jié)構(gòu)，鋼制車(chē)身和鋁制車(chē)首,二）沖壓設(shè)備的新技術(shù),現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)具有生產(chǎn)規(guī)?；?、車(chē)型批量小、品種變化 快、多車(chē)型共線生產(chǎn)的特點(diǎn)；同時(shí)，車(chē)身覆蓋件呈現(xiàn)大型 化、一體化的特征，因而要求沖壓設(shè)備向柔性化和自動(dòng)化 及高效率的方向發(fā)展。,傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備采用單機(jī)連線的生產(chǎn)方式,缺乏靈活性是這一生產(chǎn)方式明顯缺陷,另外，壓力機(jī)的工作曲線不可變化，這些與車(chē)型批量大,品種變化快的發(fā)展趨勢(shì)的矛盾將會(huì)日漸突顯。,1、大型多工位壓力機(jī),大型多工位壓力機(jī)集機(jī)械、電子、控制和檢測(cè)技術(shù)為一體，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、智能化，操作安全，生產(chǎn)率高，制件質(zhì)量高，綜合成本低，滿足了汽車(chē)工業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。,,2、德國(guó)舒勒的伺服壓力機(jī),采用伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的伺服壓力機(jī)將液壓力機(jī)的靈活性與機(jī)械壓力機(jī)的高效率結(jié)合起來(lái)，同時(shí)，它在沖壓過(guò)程中實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)和沖裁力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，使壓力機(jī)的工作曲線與各種不同應(yīng)用機(jī)匹配.,圖2 曲張式橫桿輸送系統(tǒng)示意圖,圖1 最簡(jiǎn)單的輸送系統(tǒng)示意圖,圖3 快速橫桿式輸送系統(tǒng)示意圖,3、自動(dòng)化線設(shè)備,三、模具表面強(qiáng)化技術(shù)-TD表面覆層處理技術(shù),1、TD表面覆層處理技術(shù)的概述,TD表面覆層處理技術(shù)是熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理 (Thermal Diffusion Coating Process) 的簡(jiǎn)稱(chēng), 1972年由日本(株)豐田中央研究所開(kāi)發(fā)出來(lái)的 1973年日本TOYOTA及美國(guó)的其它汽車(chē)公司開(kāi)始將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)模具中 TD 表面覆層處理技術(shù)是熔鹽浸鍍法、電解法以及粉末法進(jìn)行表面硬化處理技術(shù)的總稱(chēng)( 在我國(guó)有人稱(chēng): 熔鹽鍍金屬處理)。其原理是: 將工件置于硼砂(或其他) 熔鹽的混合物中, 通過(guò)高溫?zé)釘U(kuò)散作用, 在工件表面形成一層數(shù)微米至數(shù)十微米的金屬碳化物覆層。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的是碳化釩 (VC) 覆層，由于這些碳化物具有很高的硬度 (HV=2800～3200)和更嚴(yán)密的組織, 所以經(jīng)過(guò) TD 處理的汽車(chē)模具性能大幅提高, 具有極高的耐磨性、抗咬合性( 拉傷)、耐蝕性；據(jù)資料統(tǒng)計(jì): 日本大批量生產(chǎn)的模具, 85%以上是經(jīng)過(guò) TD 處理的。,TD覆層與基體組織的對(duì)比及覆層厚度示意圖,TD處理工藝和其它處理工藝的硬度對(duì)比圖,2、TD表面覆層處理技術(shù)的工藝流程,外觀及尺寸檢查(外觀有無(wú)缺陷、測(cè)量鑲塊尺寸便于吊裝）→打磨、拋光（打磨缺陷、有特殊時(shí)進(jìn)行拋光）→脫脂及裝吊（去除工件表面油脂、將工件裝到工件架上）→零件預(yù)熱（改變基體組織結(jié)構(gòu)及減少工件的變形）→TD 覆層處理（處理溫度850℃- 1100℃ 、采用硼砂鹽?。慊穑ㄌ岣呋w的力學(xué)性能、獲得必要的硬度）→回火（消除工件的應(yīng)力）→清理(洗)（去除工件表面的硼砂鹽）→拋光（去除工件表面的氧化物及粘附物）→檢驗(yàn)。,3、TD處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),(1)TD 處理后的汽車(chē)模具表面具有高硬度、低摩擦系數(shù)； (2)TD 處理的覆層是冶金結(jié)合, 有優(yōu)異的抗咬合、抗拉傷性能； (3)TD 處理后汽車(chē)模具的壽命提高幾倍, 甚至幾十倍； (4)TD 處理后汽車(chē)模具的抗腐蝕性、抗氧化性也大幅度提高； 4、應(yīng)用狀況 (1) 、日本大批量生產(chǎn)的模具, 85%以上是經(jīng)過(guò) TD 處理的 (2)、TD 處理的成本相對(duì)還比較高，國(guó)內(nèi)還未普通應(yīng)用。,The End 謝謝,