汽车冲压知识培训课件.ppt
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1、汽车冲压知识培训汽车冲压知识培训2014.5.20目目 录录 前言前言 冷冲压生产流程 冷冲压工艺冷冲压工艺 冷冲压材料冷冲压材料 冷冲压模具冷冲压模具 冷冲压设备冷冲压设备 前言前言发达国家发达国家20世纪冲压技术发展的五个阶段世纪冲压技术发展的五个阶段 第一阶段:50年代以前,采用一台双动拉伸压力机打头和数台单动压力机组成冲压流水线,手工上、下料完成大型覆盖件的冲压生产。生产效率低,人身安全环境差,冲压制件质量差;第二阶段:60年代,还是采用一台双动拉伸压力机打头和数台单动压力机组成冲压流水线。但为了降低体力劳动,减少操作人员人数,每台压力机都配备了下料机械手;第三阶段:70年代,为全自动
2、冲压生产线,即多台压力机配备拆垛装置,上、下料机器人,压机中间翻转或穿梭传送装置等,再加上电控系统,就组成了1至2人操作的全自动冲压生产线;第四阶段:80年代,由于多工位压力机的出现,采用一台双动拉伸压力机和一台多工位压力机组成冲压生产线。多工位压力机的主夹板机械穿入双动压力机的模区,同时在双动压力机与多工位压力机之间配备有相应的翻转机械,以完成工件传递;第五阶段:第五阶段:进入90年代以来,数控液压气垫出现后,不再采用双动拉伸压力机作为冲压线的打头设备,而是将数控液压气垫装入大型多工位压力机的第一工位,只有一台大型多工位压力机械形成了柔性冲压生产单元。可进行柔性冲压生产的带数控的液压气垫的大
3、型多工位压力机是大型轿车覆盖件的冲压成形发展方向,并具有最先进的技术水平,是当前世界大型轿车覆盖冲压技术的最高级发展阶段。冷冲压生产流程冷冲压生产流程毛坯准备:生产过程:原材料入库卷料开卷剪切 包料的开包表面覆盖件材料清洗(根据开卷设备)中小件剪切入毛坯库毛坯配送到生产线安装模具、调试首件合格批量生产检验入合格件库/不合格件返工冷冲压工艺1、冷冲压的定义 冷冲压是指在常温下,利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需要零件的一种压力加工方法。冷冲压工艺冷冲压工艺2 2、冷冲压的特点、冷冲压的特点v产品尺寸稳定产品尺寸稳定v精度高精度高v重量轻重量轻v刚度好刚度
4、好v互换性好互换性好v高效低耗高效低耗v操作简单操作简单v易于实现自动化易于实现自动化 冷冲压工艺冷冲压工艺3、冲裁的定义、冲裁的定义 分普通冲裁及精密冲裁分普通冲裁及精密冲裁 冲裁,在广义上讲,是分离工序的总称。冲裁,在广义上讲,是分离工序的总称。它是利用模具使板料产生分离的冲压工序,它是利用模具使板料产生分离的冲压工序,简单的说它是利用冲模在压力机上使板料分简单的说它是利用冲模在压力机上使板料分离的一种冲压工序,它包括落料、冲孔、切离的一种冲压工序,它包括落料、冲孔、切断、修边、切口等多种工序,但一般来说主断、修边、切口等多种工序,但一般来说主要是指要是指落料、冲孔及修边落料、冲孔及修边工
5、序。工序。冷冲压工艺冷冲压工艺4、拉延的定义拉延的定义 拉延是利用专门的模具将冲裁或剪裁后拉延是利用专门的模具将冲裁或剪裁后的平板坯料制成的平板坯料制成开口空心件开口空心件的一种冲压工的一种冲压工艺方法;艺方法;用拉延工序,可以制成用拉延工序,可以制成筒形筒形、阶梯形阶梯形、锥形、球形、方盒形和其他不规则形状锥形、球形、方盒形和其他不规则形状的的薄板工序。薄板工序。拉延所用的模具一般是由拉延所用的模具一般是由凸模、凹模和凸模、凹模和压边圈压边圈三部分组成三部分组成。冷冲压工艺冷冲压工艺5、成形的定义、成形的定义v 成形工艺是指用各种成形工艺是指用各种局部变形局部变形的方式来改的方式来改变变零件
6、或坯料零件或坯料的形状的各种加工工艺方法。的形状的各种加工工艺方法。v 成形工艺按塑性变形的特点,可分为压缩成形工艺按塑性变形的特点,可分为压缩类成形与拉深类成形两类。压缩类成形工艺类成形与拉深类成形两类。压缩类成形工艺主要有主要有缩口、外翻边缩口、外翻边;拉深类成形工艺主要;拉深类成形工艺主要有有翻孔、内翻边、起伏、胀形、液压成形翻孔、内翻边、起伏、胀形、液压成形等。等。冷冲压工艺冷冲压工艺v6、冲孔的定义、冲孔的定义 用冲模沿用冲模沿封闭曲线封闭曲线冲切,冲下部分是冲切,冲下部分是废料废料。用于制造各种形状的平板零件用于制造各种形状的平板零件 v7、落料的定义、落料的定义 用冲模沿用冲模沿
7、封闭曲线封闭曲线冲切,冲下部分是冲切,冲下部分是零件零件。用于制造各种形状的平板零件用于制造各种形状的平板零件 冷冲压工艺冷冲压工艺v8、切断的定义、切断的定义 用冲模沿用冲模沿不封闭曲线不封闭曲线冲切产生冲切产生分离分离 v9、修边的定义、修边的定义 将成形零件的将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状边缘修切整齐或切成一定形状v10、翻边的定义、翻边的定义 把板料或半成品的把板料或半成品的边缘边缘沿一定的沿一定的曲线曲线按一定按一定的的曲率曲率成形成成形成竖立的边缘竖立的边缘 冷冲压工艺冷冲压工艺v10、整形的定义、整形的定义 为了提高已成形零件的为了提高已成形零件的尺寸精度尺寸精度或或获得
8、小获得小的圆角半径的圆角半径而采用的成形方法而采用的成形方法 v11、翻孔的定义、翻孔的定义 在在预先冲孔预先冲孔的板料或半成品制成的板料或半成品制成竖立的边缘竖立的边缘 冷冲压工艺冷冲压工艺v12、弯曲的定义?、弯曲的定义?把板料沿把板料沿直线直线弯成各种形状,可以加弯成各种形状,可以加工形状极为复杂的零件工形状极为复杂的零件。冷冲压工艺冷冲压工艺v冲压工序名称及代号表冲压工序名称及代号表工序名称工序名称拉延拉延修边修边冲孔冲孔整形整形成形成形翻边翻边翻孔翻孔代号代号DRDRTRTRPRCPRCRSTRSTFOFOFLFLBURBUR工序名称工序名称切角切角翻口翻口压合压合落料落料弯曲弯曲切
9、开切开斜楔冲孔斜楔冲孔代号代号CTCTBUBUHEMHEMBLBLBEBESEPSEPCAM-PRCCAM-PRC冷冲压工艺冷冲压工艺v一、普通冲裁过程分析一、普通冲裁过程分析 冲裁,在广义上讲,是分离工序的总称。冲裁,在广义上讲,是分离工序的总称。冲裁过程:冲裁过程:(精密冲裁:汽车车身冲压件的生产中因精度(精密冲裁:汽车车身冲压件的生产中因精度原因不使用原因不使用,在此不做叙述在此不做叙述)冷冲压工艺冷冲压工艺v1.冲裁变形过程分析冲裁变形过程分析v1.1冲裁过程冲裁过程(1 1)弹性阶段)弹性阶段 由于凸模所施加的压力,板料产生弹性弯曲,由于凸模所施加的压力,板料产生弹性弯曲,板料与凸凹
10、模接触处形成很小的圆角,随着板料与凸凹模接触处形成很小的圆角,随着凸模继续压入,材料内的应力达到弹性极限。凸模继续压入,材料内的应力达到弹性极限。冷冲压工艺冷冲压工艺(2 2)塑性变形阶段塑性变形阶段 部分材料被挤入凹模,板料内部应力部分材料被挤入凹模,板料内部应力达到屈服极限,凸、凹模刃口处出现细微达到屈服极限,凸、凹模刃口处出现细微裂纹,说明材料开始破坏,因而塑性变形裂纹,说明材料开始破坏,因而塑性变形阶段告终阶段告终。冷冲压工艺冷冲压工艺(3 3)断裂分离阶段)断裂分离阶段 材料内部应力达到强度极限,凸凹模刃口处材料内部应力达到强度极限,凸凹模刃口处的裂纹不断向材料内部扩展,在凸、凹模间
11、的裂纹不断向材料内部扩展,在凸、凹模间隙合理的情况下,上下裂纹重合,材料产生隙合理的情况下,上下裂纹重合,材料产生分离。分离。冲裁的过程中,变形是很复杂的,除了剪冲裁的过程中,变形是很复杂的,除了剪切变形外,还存在拉深、弯曲、横向挤压等切变形外,还存在拉深、弯曲、横向挤压等变形,所以,冲裁件及废料的平面不平整,变形,所以,冲裁件及废料的平面不平整,常有翘曲现象。常有翘曲现象。冷冲压工艺冷冲压工艺1.2冲裁断面与间隙冲裁断面与间隙v一般冲裁断面明显分为三个特征区:圆角带、一般冲裁断面明显分为三个特征区:圆角带、光亮带、断裂带;光亮带、断裂带;v圆角带与材料的硬度有关,软材料的圆角带圆角带与材料的
12、硬度有关,软材料的圆角带大光亮带与材料的塑性有关,塑性好的材料,大光亮带与材料的塑性有关,塑性好的材料,光亮带大断裂带与材料的塑性有关,塑性差光亮带大断裂带与材料的塑性有关,塑性差的材料,断裂带大;的材料,断裂带大;冷冲压工艺冷冲压工艺v间隙对制件断面质量的影响:冷冲压工艺冷冲压工艺 可以从图中看出:v(1)间隙过小 光亮带出现间断,且中间有毛刺出现,冲裁质量一般,严重时会在光亮带上产生撕裂;v(2)间隙过大 光亮带很窄,严重时几乎消失,而断裂带很大,毛刺很大,极易产生撕裂。冷冲压工艺冷冲压工艺冲裁件的排样冲裁件的排样 v 在冲压零件的成本中,材料费用占50以上,因此材料的经济利用是个重要问题
13、。v 冲裁件在条料或板料上的布置方法叫排样排样。排样不合理就会浪费材料,v 衡量排样经济性的标谁是材料利用率,也就是工件的实际面积A0与板料面积A的比值,即 A0 材料利用率=-100 A冷冲压工艺冷冲压工艺v其中板料面积A包括工件面积与废料面积,废料分为工艺废料和结构废料两种。搭边和余料属于工艺废料;冲孔废料属于结构废料,一般由工件的形状特点决定,不能改变。搭边:排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料称为搭边。作用是补偿定位误差,保证冲出合格的样件;搭边还可以使条料具有一定的刚度,便于送料。冷冲压工艺冷冲压工艺v废料的分类冷冲压工艺冷冲压工艺排样的种类v(1)有废料排样。我们目前的落
14、料件基本都属于此种排样。例如:S11后地板后横梁横臂板、S11后底板后横梁直臂板、S11左/右前纵梁本体、B11控制臂上/下体。v(2)少废料排样。沿工件部分外形冲裁,只局部有搭边和余料。v(3)无废料排样。无任何搭边。冷冲压工艺冷冲压工艺排样示意图排样示意图冷冲压工艺冷冲压工艺 冲裁工序易发生的主要质量缺陷v少边v少孔v毛刺长v孔边变形v孔错位v冷冲压工艺冷冲压工艺v拉延成形拉延成形 1.1 拉延拉延 用于型面复杂、质量要求高冲压件,我们用于型面复杂、质量要求高冲压件,我们车身冲压件大中件是拉延而成的。车身冲压件大中件是拉延而成的。拉延分:单动拉延分:单动 双动双动 三动三动 三种拉延形式三
15、种拉延形式 双动:侧围、内板、门外板等覆盖件双动:侧围、内板、门外板等覆盖件 单动:加强板等中小件单动:加强板等中小件 三动:三动:S11后地板等复杂形状件;后地板等复杂形状件;冷冲压工艺冷冲压工艺v1.2拉延变形的特点(对轴对称的零件)拉延变形的特点(对轴对称的零件)(1)其凸模、凹模与冲裁时不同,它们工作部其凸模、凹模与冲裁时不同,它们工作部分没有锋利的刃口,而是做成一定的圆角半分没有锋利的刃口,而是做成一定的圆角半径,并且其间隙也稍大于板料的厚度。在凸径,并且其间隙也稍大于板料的厚度。在凸模的作用下,毛坯在凹模两端面和压边圈之模的作用下,毛坯在凹模两端面和压边圈之间的缝隙中变形,并被拉入
16、凸凹模之间的间间的缝隙中变形,并被拉入凸凹模之间的间隙里形成开口空心零件。隙里形成开口空心零件。所以拉延时毛坯的外部环形部分是变形所以拉延时毛坯的外部环形部分是变形区,而底部通常是不参加变形的不变形区。区,而底部通常是不参加变形的不变形区。冷冲压工艺冷冲压工艺(2)毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下,产生切向压缩与径向伸长的变形。用下,产生切向压缩与径向伸长的变形。(3)变形程度主要受毛坯传力区的承载能力的限变形程度主要受毛坯传力区的承载能力的限制。制。(4)厚度的变化,侧壁变厚,底部变薄。厚度的变化,侧壁变厚,底部变薄。冷冲压工艺冷冲压工艺v拉延
17、成形示意图冷冲压工艺冷冲压工艺拉延工序易产生的质量缺陷:1、外覆盖件:拉延不到底、起皱、缩颈、开裂、变形、叠料、棱线不清晰、冲击痕、划伤、拉毛、双棱线、压痕、反弹、刚度不足;2、内覆盖件及一般件:拉延不到底、起皱、缩颈、开裂、叠料、拉毛、少料、反弹;冷冲压工艺冷冲压工艺 翻边(孔)成形翻边(孔)成形v翻边是将坯料上的孔或曲线外缘翻出凸缘的成形方法,可以分为翻孔和外缘翻边两种形式,这两种形式在变形性质,应力状态及生产上的应用都有所不同。v孔的翻边是在预先冲好孔的基础上,依靠材料的拉伸沿一定的曲线翻成竖立凸缘的冲压方法。v外缘翻边是沿毛坯曲边,借材料的拉伸或压缩,形成高度不一的竖边 冷冲压工艺冷冲
18、压工艺 1.翻孔工艺变形特点翻孔工艺变形特点v在翻孔过程中,材料沿切线方向伸长,材料厚度变薄,孔口处的纤维拉伸变形程度最大,变形最明显。2翻孔间隙翻孔间隙v翻孔过程中,材料沿周向伸长,其厚度沿翻孔的高度方向逐渐变薄,翻孔模凸、凹模之间的间隙应大于材料厚度,一般圆孔翻边凸、凹模之间的间隙(单边)可控制在(0.75-0.85)t,使直壁稍微变薄,以保证竖边成为直壁。冷冲压工艺冷冲压工艺 3外缘翻边外缘翻边 外缘翻边分为外凸轮廓和内轮廓的翻边,外凸轮廓轮廓的翻边也叫压缩类的翻边,其变形性质和应力状态类似于不用压边圈的浅拉深,内轮廓的翻边也叫伸长类的翻边和孔的翻边类似。4、翻边的常见的质量缺陷:翻边角
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