汽車沖壓工藝(1).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 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 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 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 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,冷沖壓概括起來分兩大類: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),各工序名稱及其代號,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)盡量簡單、平滑,防止毛坯在壓料過程中就產(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:壓料面長度﹤凸模表面展開長度,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,無需全部封閉 3.同一零件相同材料牌號,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,下面看B12-5100341,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)簡圖,拉延,拉延模具結(jié)構(gòu)簡圖,,,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,1:B12-5701201BA.CATPart,,,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,,,,,修邊線,,修邊線,,廢料刀,,整形線,,翻邊線,翻邊線,側(cè)沖孔,拉延筋,,,,,翻邊線,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,2:B12-6301101.CATPart,,,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,,,,,,,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,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,,,,3:B12-8402501.CATPart,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,修邊線,,,側(cè)修邊線,,翻邊線,,側(cè)修邊線,,側(cè)沖孔,,側(cè)翻邊,數(shù)據(jù)工藝編制例子說明,1:B12-8404806.CATPart,,,一次拉延分析結(jié)果,二次拉延分析結(jié)果,加落料工序的理由,A、 同一零件的不同部位寬度差別超過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、成型前的板料相對于成型后的零件有大面積未參與成型,開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卷落 料。 B、相對于普通落料模,可以提高材料利用率的零件,采用開卷 落料。 C、毛坯所需要的卷料寬度太小或太寬,無法采用開卷落料的, 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 采用開卷落料。,開卷落料與普通落料的區(qū)別,B12前擋板本體屬A情況,B12車身包裹架屬B情況,開卷落料與普通落料的區(qū)別,B12頂蓋內(nèi)邊梁加強(qiáng)板屬C情況,B250P1 1.4料厚,B12輪罩外板屬D/B情況,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)的類型(閉式/開式) 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 B12-5101011.CATPart 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,核對板料尺寸是否能滿 足,壓機(jī)工作臺(tái)面是否能滿足. 3.對沖壓件排序時(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.成型分析開裂 7.拔模角太小,沖壓負(fù)角,成型開裂,拔模角太小,沖壓件常見缺陷,1.開裂 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 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 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)長模具及中小型模可以僅對角設(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)孔周圍φ25 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,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。工作螺栓來限制壓邊圈的工作行程,安全螺栓來保證操作的安全性。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:單動(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:單動(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:單動(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,雙動(dòng)拉延在凹模設(shè)置氣缸頂出。,,彈簧頂銷,,氣缸,10)、到底標(biāo)記銷:拉延過程中一般來設(shè)置到到底標(biāo)記銷來驗(yàn)證拉延是 否到位。對于左右合并件的拉延,左右標(biāo)記銷可以代替到底標(biāo)記銷的驗(yàn) 證。,三、修邊沖孔模具 根據(jù)成形工藝的需要,成型時(shí)需要把本來有的孔,或者二段面連接起來,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)出存對角線分布的二個(gè)工作側(cè)銷和二個(gè)安全側(cè)銷。對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,安全側(cè)銷,廢料盒,廢料滑板,,,,,工作側(cè)銷、螺栓來限制壓料芯的工作行程,安全螺栓來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)出存對角線分布的二個(gè)工作側(cè)銷和二個(gè)安全側(cè)銷。對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定位的,或者用型面加制件上的孔來定位的。 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?,不能通過垂直翻邊、整形的工藝來解決的話。則利用在斜楔上安裝翻邊、整形鑲塊的方法來解決。 斜楔種類: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,是泡末通過數(shù)控加工,切割部件,然后用膠水粘貼起來的與模具成{1:(1+縮水比)}模型。 通過澆鑄寶麗龍來得到鑄造模具實(shí)體,再經(jīng)過數(shù)控加工需要配合的面來達(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,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)銷或固定擋料定位,成形類模具 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“U”形槽,上模開“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)不對稱工序內(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 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 第五部分:沖壓新技術(shù),,沖壓件常見缺陷,毛刺過大、變形、表面劃傷、沖孔帶料、塌陷、尺寸不符、少孔、縮頸、開裂、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大和過小,刀口間隙不均 修邊帶料:修邊刀口間隙過緊,潤滑不當(dāng)造成 少孔:沖頭折斷、沖頭長度不夠,沖套堵塞等 孔毛刺:沖頭或沖套崩刃、沖頭與沖套間隙過大或過小,修邊(TR )、沖孔(PI),二、拉延,故障現(xiàn)象:側(cè)圍外板OP10門洞內(nèi)三角部位出現(xiàn)開裂過大在后序無法切除造成制件報(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;針對壓邊力分析出以下因數(shù): 1.板料在OP10模具上定位后門洞內(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)鍵問題: 能清楚判斷出兩邊料流的走勢,知道是哪邊壓力相對來說小, 從而造成兩邊走料不均衡引起開裂。,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:通過變相的在門洞的壓料面相應(yīng)位置上墊砂布進(jìn)行嘗試調(diào)試,發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象消除;下線對其進(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,原來的彎曲形狀沒有被拉直,而作為沖撞痕線而遺留下來。,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??;翻邊處形狀有突變;,在冷沖壓生產(chǎn)中,造成質(zhì)量問題的因素有很多,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)量問題,甚至造成廢品,為防止沖壓生產(chǎn)質(zhì)量問題的產(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)品部門或使用部門的認(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、互檢和專檢三方面合起來。 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 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 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,變成汽車車身的殼體。,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。,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、潤滑系 統(tǒng)、氣墊、快速換模裝置 等。,二、壓力機(jī)基本組成部分,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、一級傳動(dòng)為“M”型多契帶傳動(dòng) 主電機(jī)通過多契帶將能量傳給飛輪 2.二級傳動(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,“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)滑塊公稱力12500KN “750”代表外滑塊公稱力7500KN “B” 代表改進(jìn)代號 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 “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”代表單滑塊公稱力20000KN “E”代表改進(jìn)代號 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、公稱壓力及公稱壓力行程: 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。此特定距離稱為公稱壓力行程。 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;即公稱壓力行程為3mm ,公 稱壓力為20000KN。,2、滑塊行程 滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所經(jīng)過的距離。它的大小隨工藝用途不同和公稱壓力不同而不同。,,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,與橫梁通過四個(gè)穿過機(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)有氣墊潤滑閥、潤滑流量調(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,可以就近通過遮擋光電保護(hù)裝置、拍急停按鈕等手段來實(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)分三級減速,第一級為M型多楔帶傳動(dòng),第二級為高速級齒輪傳動(dòng),第三級為低速級齒輪傳動(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)容與專業(yè)知識比較密切。,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,接觸面有潤滑油冷卻、潤滑。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),用來方便、快速的更換模具。,工作臺(tái)開動(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。,對工作臺(tái)的臺(tái)面要求經(jīng)常清擦,對工作臺(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 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”(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)的過小時(shí),可能造成悶車。,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 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 第五部分:沖壓新技術(shù),一、同步工程(SE)的由來,所謂同步工程(Simultaneous engineering簡稱SE)對產(chǎn)品開發(fā)及其相關(guān)過程進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種工作模式。,1.同步工程(SE)簡介,同步工程,串行工程,傳統(tǒng)汽車車身開發(fā)工作一直采用串行工程的方法,造成前后脫節(jié),由于不能在過程中及早考慮工藝規(guī)劃、質(zhì)量保證及制造工藝性等問題,使一些問題到后期才能暴露出來并加以解決,導(dǎo)致設(shè)計(jì)改動(dòng)量大,產(chǎn)品開發(fā)周期長,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題及時(shí)反饋給產(chǎn)品部門,將“錯(cuò)誤”消滅在設(shè)計(jì)階段。,2、沖壓SE的在車身開發(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,在模具開發(fā)過程,模具加工完成后,使用原產(chǎn)品定義材料無法沖壓出合格制件,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,車身碰撞將無法通過; 在沖壓SE過程中,借助CAE分析軟件(Autoform,Pam-stamp) 對產(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)試和維修帶來不利因素,在沖壓SE過程中,對制件的結(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,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)品部門經(jīng)過對產(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,在汽車模具開發(fā)中,大件的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,裝配及調(diào)試周期長,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,勢必給后期生產(chǎn)及調(diào)試帶來巨大的風(fēng)險(xiǎn),沖壓SE可對大型制件成形工藝性驗(yàn)證,以減少開模的風(fēng)險(xiǎn)。,(a)產(chǎn)品簡圖,(a)模 面,(b)板料線及筋線,(c)CAE分析結(jié)果,資料表明,汽車質(zhì)量每減輕1%,燃油消耗下降 0.6%~1.0%;鋼板約占轎車材料的75%,車身質(zhì)量約占整 車質(zhì)量的25%~30%,隨著油價(jià)的上漲,車身輕量化將成 為眾多廠家追逐的目標(biāo),促使車身輕量化的技術(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)車身輕量化; ⑵減少結(jié)構(gòu)件數(shù)量; 另外,國內(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,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,從而降低整車重量 提高工件質(zhì)量 (減少累計(jì)公差) 提高車身碰撞安全性能,★激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢 之一,典型工件: “轎車前縱梁”,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 之二,典型工件: “轎車車門內(nèi)板”,2. 降低工件重量,從而降低整車重量,,,,,,,,鉸鏈安裝位置,★ 激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢 之三,3. 提高工件質(zhì)量 (減少累計(jì)公差),典型工件: “轎車前縱梁”,★ 激光拼焊板的技術(shù)優(yōu)勢 之四,4. 提高車身碰撞安全性能,典型工件: “轎車前后縱梁”, “轎車前地板”, “轎車前后輪罩”, “轎車中立柱” 等……,,,,,,,,4. 提高車身碰撞安全性能,典型工件: “轎車前后縱梁”, “轎車前地板”, “轎車前后輪罩”, “轎車中立柱” 等 ……,上海大眾 “波羅” “中立柱”,激光拼焊件在車身上的分布,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。,,奇瑞采用激光拼焊工藝的案例,M11前縱梁,與普通焊接方式相比,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)的上漲以及人們對安全需求提高,減薄增強(qiáng) 是汽車用鋼板的發(fā)展趨勢,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、日等國家開始將 高強(qiáng)度鋼板用于車身的生產(chǎn); 高強(qiáng)度鋼板可以減輕零件質(zhì)量,提高整車碰撞的安 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,國外高強(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,高強(qiáng)板大量應(yīng)用的產(chǎn)品背景,,國內(nèi)超高強(qiáng)度鋼板的開發(fā)還不成熟,鈑金分析與國外水平還存在差距。,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),高成本高耗材的長周期的模具開發(fā) 高標(biāo)號鋼特殊處理,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),高成本高耗材的長周期的模具開發(fā) 產(chǎn)品的特殊處理,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高成本高耗材的長周期的模具開發(fā) 特別工藝:1,熱成型,高強(qiáng)板成型的特點(diǎn),高成本高耗材的長周期的模具開發(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,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 回彈無法補(bǔ)償產(chǎn)品無法成型 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)車身的保證!,,中國高強(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)和車身質(zhì)量帶來 不確定因素!(與湖南大學(xué)的博士交流的結(jié)果也是如此。),日韓目前車身應(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等車型相近); 日韓車身強(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: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。 寶鋼的牌號如:B340LA、B410LA等。J19后背門多個(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1500MPa,提高了200%-300%;稱為沖壓硬化技術(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需翻邊結(jié)構(gòu);2.零件外形特征上無需加強(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,熱沖壓成形件,冷沖壓成形件,得到超高強(qiáng)度的車身零件; 減輕車身重量(零件減薄和加強(qiáng)板數(shù)量的減少); 提高車身安全性(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比,1)應(yīng)用熱沖壓成形件的優(yōu)勢,瑞典APT熱沖壓成形生產(chǎn)線,生產(chǎn)節(jié)拍相對要慢一些; 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,用于熱沖壓成形的材質(zhì)成分及性能變化對比,熱沖壓成形件在車身上的分布,熱沖壓成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及國內(nèi)的應(yīng)用情況,超高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù)已成為國外汽車制造業(yè)的熱門技術(shù),發(fā)展非常迅速。德國、法國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家走在前列,開發(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。法國的阿塞洛(Arcelor)公司、德國的蒂森-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,阿塞洛公司為德國大眾(Volkswagen)汽車公司提供了6條生產(chǎn)線用于新型帕薩特(Passat)轎車高強(qiáng)度鋼沖壓件的生產(chǎn)。在美國,通用(GM)、福特(Ford)等汽車公司的多款高檔轎車也在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)來制造超高強(qiáng)度沖壓件。日本本田(Honda)公司運(yùn)用該技術(shù)使其Honda Civic車型的白車身減輕質(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),各國大汽車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,汽車制造商要求新車生產(chǎn)中必須使用這種超高強(qiáng)度沖壓件。,國內(nèi)各車型熱沖壓成形件的應(yīng)用情況,寶來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; 海馬福美來的防撞桿; 長安福特focus、volvo、Mondeo等車的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,奇瑞公司熱沖壓成形件的先期推廣應(yīng)用部件(建議),前、后保險(xiǎn)杠,防撞梁,奇瑞公司推廣應(yīng)用熱成形件的思路,1、與鋼廠、高校合作開發(fā)熱沖壓成形技術(shù);,2、解決熱沖壓成形件與其他制件的焊接工藝問題;,3、逐步建立起熱沖壓成形的CAE分析能力;,B柱加強(qiáng)板,S12的B柱本體,奇瑞應(yīng)用熱成形件的案例,3、鋁鎂合金的應(yīng)用,汽車輕量化的要求推動(dòng)了鋁合金和鎂合金等輕金屬 的應(yīng)用;與普通鋼板制造車身相比,用鋁制造車身,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的全鋁車身結(jié)構(gòu),鋁鎂合金的應(yīng)用案例2,寶馬5系的車身結(jié)構(gòu),鋼制車身和鋁制車首,二)沖壓設(shè)備的新技術(shù),現(xiàn)代汽車工業(yè)具有生產(chǎn)規(guī)?;?、車型批量小、品種變化 快、多車型共線生產(chǎn)的特點(diǎn);同時(shí),車身覆蓋件呈現(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,這些與車型批量大,品種變化快的發(fā)展趨勢的矛盾將會(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,滿足了汽車工業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。,,2、德國舒勒的伺服壓力機(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,同時(shí),它在沖壓過程中實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)和沖裁力的無級調(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) 的簡稱, 1972年由日本(株)豐田中央研究所開發(fā)出來的 1973年日本TOYOTA及美國的其它汽車公司開始將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于汽車模具中 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( 在我國有人稱: 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 TD 處理的汽車模具性能大幅提高, 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 TD 處理的。,TD覆層與基體組織的對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(外觀有無缺陷、測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 處理后汽車模具的壽命提高幾倍, 甚至幾十倍; (4)TD 處理后汽車模具的抗腐蝕性、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 TD 處理的 (2)、TD 處理的成本相對還比較高,國內(nèi)還未普通應(yīng)用。,The End 謝謝,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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