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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：機械壓力機基礎(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：機械壓力機基礎(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： 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，易于實現(xiàn)自動化,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,雙動,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，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；凸模表面同時接觸毛坯的點要多而分散，并盡可能分布均勻，防止毛坯竄動。 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,工藝補充部分,工藝補充部分應(yīng)考慮如下三方面的要求： 1.拉延時的進料條件 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材料向凹模內(nèi)流動 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充面及壓料面,且是一個封閉的幾何形狀, 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. 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,,,,,,,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30%左右時考慮加落料模，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，人工操作勞動強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)劃在自動化線上生產(chǎn)的零件，其落料模最好 采用開卷落料。,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)沖機構(gòu)的。 ③模具高度尺寸需要綜合考慮很多原因，如壓機設(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.使用壓機的選擇方法 ① 壓力機的公稱壓力 ② 壓力機的工作臺面 ③ 壓力機的臺面頂桿布置 ④ 壓力機的類型（閉式/開式） ⑤ 壓力機的滑塊行程，最大裝模高度及裝模高度調(diào)節(jié)量。（其中要考慮壓機本身是否帶墊板，四沖630T的壓機，最大裝模高度850mm，墊板厚度100mm，實際最大裝模高度只有750mm）,沖壓件工藝分析,1.同一個零件的加強筋方向必須一致，且盡量和沖壓方向一致,避免加強筋與 模具的摩擦磨損 2.在前期產(chǎn)品數(shù)據(jù)工藝分析時,要考慮零件的零件尺寸,核對板料尺寸是否能滿 足,壓機工作臺面是否能滿足. 3.對沖壓件排序時之兩點注意： FL+RST的同時避免沖孔，以免對壓料板的強 度造成影響； 在符合排序時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：機械壓力機基礎(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)實際情況而定）； T 為筋厚，Min30； A、B=8T～12T；,,,筋設(shè)置的注意事項： 避免斜交叉 非直角時，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,,安全平臺,,壓板槽,壓板槽的數(shù)量,模具應(yīng)設(shè)置安全平臺,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。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)，如果壓機帶有快速夾緊的過度墊板則需要同時在上、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。 帶活動工作臺的壓機，使用定位鍵槽或定位銷孔方便，而固定工作臺的壓機，使用定位缺口方便。,二、拉延模具 拉延模又分單動拉延和雙動拉延 1. 單動拉延模 單動拉延模各部件在機床上的固定及導(dǎo)向。單動拉延模的凸模固定在壓機的下工作臺面上，壓邊圈與凸模導(dǎo)向，凹模固定在壓機的上工作臺面上，凹模與壓邊圈導(dǎo)向。 單動拉延沖壓時的動作。機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，凹模帶動壓邊圈與之一起下行。機床到達閉合高度，凸凹模墩死。拉延成形完畢。機床上滑塊上行，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．雙動拉延模 雙動拉延模各部件在機床上的固定及導(dǎo)向。 雙動拉延的凸模固定在壓機的內(nèi)滑塊上，凸模與壓邊圈導(dǎo)向，壓邊圈固定在壓機的外滑塊上，壓邊圈與凹模導(dǎo)向，凹模固定在壓機的下工作臺面上。 雙動拉延沖壓時的動作。 放上板料，定位。機床外滑塊下行，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，凸模到達閉合位置，凸凹模墩死。拉延成形完畢。機床內(nèi)滑塊上行，外滑塊上行。氣缸頂出零件，取件。,凸模,機床內(nèi)滑塊,機床外滑塊,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：在壓邊圈上通常會設(shè)計出存對角線分布的二個工作螺栓和二個安全螺栓。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。雙動拉延則是在凹模的四個安全平臺處設(shè)置四個行程限制器。 3）、安裝定位裝置：單動拉延模會在凸凹模的機床中心線上設(shè)計出 四個中心鍵槽或者V型槽用于凸凹模在機床上的定位，雙動拉延模則設(shè)計在壓邊圈和凹模上。,4）、快速定位：單動拉延模的凸模和雙動拉延的凹模都會利用機床的氣頂孔設(shè)置二處快速定位。尺寸結(jié)構(gòu)如下：,機床氣頂孔,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，需要在前側(cè)、左側(cè)和右側(cè)設(shè)置材料定位器，雙動拉延是置于下模上；單動拉延是置于壓邊圈上。 8）、墊塊：在拉延模的設(shè)計中，會在壓邊圈、凸模平臺面上平均設(shè)置出平衡墊塊，墩死墊塊。也會在托桿承接面上設(shè)置托桿墊塊。,9）、制件頂出裝置：單動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 證。,三、修邊沖孔模具 根據(jù)成形工藝的需要，成型時需要把本來有的孔，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：在壓料芯上通常會設(shè)計出存對角線分布的二個工作側(cè)銷和二個安全側(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械杠桿頂出和氣動元件頂出這二種方式。氣動元件一般用汽缸。,機械杠桿頂出,四、翻邊整形模具 在做成型類模具時侯我們?yōu)榱说玫胶玫某尚图ǔ捎梅忾]的型腔面進行拉延，在零件的邊緣我們通常會建工藝臺階面，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設(shè)計出存對角線分布的二個工作側(cè)銷和二個安全側(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、機械杠桿頂出、氣動元件頂出和直接用手工方式取出這四種方式。,五、斜楔模具 在修邊沖孔時有些邊或者面因為角度不夠，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。 在翻邊整形時有些邊或者面因為角度不夠，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采用)。 方向傾斜較大，用傾斜斜楔不能加工時使用吊楔。 斜楔在工作完畢后靠斜楔內(nèi)的回程彈簧，自動回到起始位置。 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 、氮氣彈簧,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體，再經(jīng)過數(shù)控加工需要配合的面來達到?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?；A(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)計時需給出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：廢料盡量排進機床中心的漏料孔中； 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：機械壓力機基礎(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、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)壓料芯里面的氮氣缸壓力不足 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)位置上墊砂布進行嘗試調(diào)試，發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象消除；下線對其進行焊補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，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，隨著材料的流動由靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽Σ翣顟B(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)進行檢驗，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，建立一套及時的維修和保養(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)格的檢驗制度，一般有自檢、互檢和專檢三方面合起來。 5）堅持實行文明生產(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)計合理；制造精良、工藝設(shè)計合理和參數(shù)合適；壓力機設(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：機械壓力機基礎(chǔ)知識 第五部分：沖壓新技術(shù),一、概 述,沖壓機械壓力機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、壓力機基本組成部分,動力能源系統(tǒng) 包括電動機和飛輪。電動機提供動力 源，飛輪起著儲存和釋放能量的作用。 傳動系統(tǒng) 將電動機的運動和能量傳遞給工作機構(gòu)。 由帶傳動和齒輪傳動等機構(gòu)組成。 工作機構(gòu) 壓力機的工作執(zhí)行機構(gòu)。一般為曲柄滑塊 機構(gòu)，由曲軸、連桿、滑塊等零件組成。 支撐部件 如機身等。連接和固定零部件，保證他們 的相對位置和運動關(guān)系。工作時機身要承受全部的工 藝力。,二、壓力機基本組成部分,操作與控制系統(tǒng) 主要包括 離合器、制動器、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。,滑塊,齒輪機構(gòu),立柱,底座,橫梁,移動工作臺,,,三、壓力機的傳動,壓力機的主傳動系統(tǒng)布置在橫梁內(nèi)： 1、一級傳動為“M”型多契帶傳動 主電機通過多契帶將能量傳給飛輪 2.二級傳動為人字齒輪傳動 飛輪旋轉(zhuǎn)將能量傳給高速軸再傳給人字齒輪 3.三級傳動為人字齒或直齒輪傳動 人字齒輪傳給直齒或人字齒，使偏心輪通過連桿傳給滑 塊進行直線往復(fù)運動,四、壓力機工作原理,電動機,飛輪,離合器,,人字齒+直齒= 齒輪系,導(dǎo)柱、導(dǎo)套,滑塊,,曲柄連桿機構(gòu),圓周運動 直線運動 高速 低速 電能 機械能,,,,五、壓力機的常用術(shù)語,“L”字母代表多連桿 “D”字母代表雙動 數(shù)字“4”代表四點的意思 “1250”代表內(nèi)滑塊公稱力12500KN “750”代表外滑塊公稱力7500KN “B” 代表改進代號 4700、2500代表滑塊、移動工作臺面尺寸,LD4-1250/750B-4700-2500,LS4-2000E-4600-2600 ？？？,題目,,LD4-1250/750B-4700-2500閉式四點雙動拉伸壓力機,LS4-2400閉式四點單動壓力機,JE39-1000 J36- J31-,“J”字母代表機械式壓力機 “E”字母代表改進代號 “3”數(shù)字代表閉式框架 “9”數(shù)字代表四點 “6”數(shù)字代表雙點 “1”數(shù)字代表單點,LS4-2000E-4600-2600,“S”字母代表單動 “2000”代表單滑塊公稱力20000KN “E”代表改進代號 4600、2600代表滑塊、移動工作臺面尺寸,,,六、壓力機的主要參數(shù),壓力機的技術(shù)參數(shù)反映了壓力機的工藝能力、應(yīng)用范圍、生 產(chǎn)率等指標(biāo)，是正確選用壓力機的主要依據(jù)。 1、公稱壓力及公稱壓力行程： 壓力機在結(jié)構(gòu)上能夠完全地承受的最大容許沖壓能力；即， 滑塊離下死點到某一特定距離時，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型壓力機滑塊在距離下死點13mm時，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 滑塊從上死點到下死點所經(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,滑塊下死點,1,2,3,4,四連桿機構(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到下死點，然后再回 到上死點所往復(fù)的次數(shù)。單位為：spm，每分鐘的沖程次數(shù)。,七、壓力機的組成詳解,壓力機大致有以下幾個部分 組成: 1、橫梁； 2、主傳動系統(tǒng)； 3、離合器、制動器； 4、滑塊、滑塊調(diào)整機構(gòu)； 5、立柱； 6、底座； 7.移動工作臺； 8.氣墊、閉鎖； 9.電氣系統(tǒng)； 10.氣動、液壓系統(tǒng)； 11.潤滑系統(tǒng)。,,機身 機身由一個底座、四個立柱組成，與橫梁通過四個穿過機身四角的拉緊螺栓予緊后組成一個足夠承受沖擊力的剛性整體。 底座上面安裝移動工作臺及其定位裝置、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，每條線的第一臺還配備有噸位顯示器。是整個壓力機操作與控制的樞紐。,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）、平衡器管路、橫梁回油管，滑塊回油裝置等。,部分壓力機在右后立柱內(nèi)，也有一些需要操作人員調(diào)整的閥。,部分壓力機右后立柱內(nèi)有氣墊快速進氣、平衡器增壓泵進氣管路，工作臺氣源閥等,部分壓力機左后立柱內(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 每個立柱上都有一個急停按鈕。 若要壓機緊急停止，可以就近通過遮擋光電保護裝置、拍急停按鈕等手段來實現(xiàn)。急停設(shè)施是操作者人身安全的保障，“大家要象愛護自己的眼睛一樣保護它！”,,,急停,,光電保護,光電保護,橫梁主傳動 橫梁安裝在立柱上面，壓力機的主傳動齒輪、軸、偏心體、連桿、導(dǎo)柱等封閉在橫梁體內(nèi)。 主傳動共計分三級減速，第一級為M型多楔帶傳動，第二級為高速級齒輪傳動，第三級為低速級齒輪傳動。 橫梁主傳動是壓力機的動力，其壓力機設(shè)計制造的精髓部分。其涉及的內(nèi)容與專業(yè)知識比較密切。,橫梁頂部(俯視圖),制動器本體,主左分油器,離合器制動器氣包,微調(diào)制動器,液壓螺母,離合器.制動器 壓力機離合器和制動器是用于電動機和飛輪連續(xù)轉(zhuǎn)動情況下，使壓力機曲柄連桿機構(gòu)運動或者停止。因此離合器和制動器是保證壓力機正常工作不可缺少的傳動部件，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)的運動。,部分壓力機滑塊內(nèi)有上氣墊。 部分壓力機滑塊內(nèi)還有模具夾緊裝置。 部分壓力機還有上模快速夾緊裝置。,,,上墊板,,上墊板夾緊裝置,,滑塊內(nèi)有液壓保護裝置。液壓保護是設(shè)備的重要保護裝置。液壓保護裝置由液壓墊、油箱、管路及調(diào)壓閥、壓力表組成。,液壓保護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 運動時，因其自重而 迅速下降，使傳動系 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) 整機構(gòu)的功率消耗； 可以防止因制動器失 靈或連桿折斷時，滑 塊墜落而產(chǎn)生事故。,平衡器,,,,,,工作臺 模具的下模固定在工作臺上。壓力機的工作臺可以移動，用來方便、快速的更換模具。,工作臺開動時，應(yīng)看著隨行電纜或隨行氣管！,為了保證沖壓件的精度，工作臺面與滑塊的下平面的平行度要求很高。,對工作臺的臺面要求經(jīng)常清擦，對工作臺的下面的軌道要經(jīng)常認(rèn)真的清擦。（一點點廢料墊在工作臺的下面，都可能對沖壓件的精度產(chǎn)生影響）,工作臺有夾緊裝置固定在壓力機的底座上。,夾緊狀態(tài),放松狀態(tài),,夾緊器里進廢料啦！,,電氣 壓力機的電柜大都放在電柜平臺上。電柜是壓力機控制的核心部分，操作人員不允許動電柜里的任何元器件。但電柜平臺一定要保持清潔。,,機械壓力機的悶車 機械壓力機傳動系統(tǒng)的突出特點是帶有一個慣量很大的飛輪。這與機械壓力機的工作特性有關(guān)。與一個行程相比，真正沖壓制件的時間是很短的，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，電動機的作用就是使飛輪在非工作區(qū)間內(nèi)恢復(fù)轉(zhuǎn)速，儲備能量以便繼續(xù)工作。 在慣量的飛輪付出能量作功。但是，當(dāng)壓機由于某種原因發(fā)生“悶車”（超載）時，這部分能量的瞬時釋放，如果處理不當(dāng)，又會給整個壓機造成損害。為減小飛輪尺寸，機械壓力機中飛輪均安裝在高速小齒輪軸上。 當(dāng)壓力機的裝模高度調(diào)的過小時，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：機械壓力機基礎(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)過程進行并行、一體化設(shè)計的一種工作模式。,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)計改動量大，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反饋給產(chǎn)品部門，將“錯誤”消滅在設(shè)計階段。,2、沖壓SE的在車身開發(fā)中的作用,2.1實現(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)致模具報廢,如果此時更換材料,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行驗證 。,2.2 實現(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)計不合理，造成材料利用率下降，成本上升；同時，會造成模具結(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)合理性進行分析，將信息反饋給產(chǎn)品設(shè)計部門,實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理定義。,2.3 沖壓SE以實現(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可實現(xiàn)產(chǎn)品成形工藝性的驗證,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證前便投入模具的設(shè)計與制造，勢必給后期生產(chǎn)及調(diào)試帶來巨大的風(fēng)險，沖壓SE可對大型制件成形工藝性驗證，以減少開模的風(fēng)險。,（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)將會得 到突飛猛進的發(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)點有： ⑴減少了結(jié)構(gòu)件質(zhì)量以實現(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,減少了鉸鏈加強板，重量有一定程度的減少。,2、高強度鋼板的應(yīng)用,隨著油價的上漲以及人們對安全需求提高，減薄增強 是汽車用鋼板的發(fā)展趨勢，因而，高強度鋼板將會得到更 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 高強度鋼板用于車身的生產(chǎn)； 高強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化鋼。,高強板大量應(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 油價的提升 小發(fā)動機日受關(guān)注 輕量化趨勢,高強板大量應(yīng)用的產(chǎn)品背景,國外高強板料的制造技術(shù)日趨完善； 鈑金成型技術(shù)亦有大幅度提高,,國內(nèi)超高強度鋼板的開發(fā)還不成熟，鈑金分析與國外水平還存在差距。,高強板成型的特點,高強度鋼板的成形性能 高強度鋼板的定義,高強板成型的特點,高強度鋼板的成形性能 高強度鋼板的成形特點： 高的抗拉強度，成形力隨著抗拉強度的增加而增加； 含碳量和合金元素的增加，降低了材料的成型性能； 高的抗拉強度，回彈量也相應(yīng)增加； 深拉伸時，高的成形力和變形量，將增加起皺的可能性； 高的材料剪切強度，剪切力增加。,高強板成型的特點,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,高強板成型的特點,高成本高耗材的長周期的模具開發(fā) 產(chǎn)品的特殊處理,高強板成型的特點,高成本高耗材的長周期的模具開發(fā) 特別工藝:1,熱成型,高強板成型的特點,高成本高耗材的長周期的模具開發(fā) 特別工藝:2,回彈補償試制,高強度鋼板回彈補償試制過程,高強度鋼成形機理還未出現(xiàn)重大突破，軟模試制是目前有效的手段！,高強板成型的特點,高噸位壓機及伺服壓機 增加壓邊力及成形力，控制回彈。 日韓經(jīng)驗:一點五倍所需壓力 伺服壓力機或油壓（保壓時間長，壓邊力穩(wěn)定）,,,高強板成型的特點,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?。ㄅc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，新雅閣的高強度鋼板的應(yīng)用 48%（與M11等車型相近）； 日韓車身強度主要依靠結(jié)構(gòu)設(shè)計和吸能材料的應(yīng)用達到5星的NCAP； 超高強度鋼板的使用，沖壓工藝的要求使得制件結(jié)構(gòu)設(shè)計弱化； 建議公司車身設(shè)計上學(xué)習(xí)日韓的模式，減少超高強度鋼板的應(yīng)用；高端細(xì) 分市場可以采用部分超高強度及熱成型，以彰顯科技，提高品牌美譽度。,建議措施,雙相鋼 Dual phase steel,組織由鐵素體和馬氏體組成，強度由馬氏體硬度和馬氏體的量決定。雙相鋼的強度可達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)用實例J18縱梁,B340/590DP代表什么含義?,屈服強度一般在260-550MPa ，為低碳鋼，除通過Si、Mn固溶強化外，添加Nb、V、Ti等微合金化元素。優(yōu)點是晶粒細(xì)，好焊接。 寶鋼的牌號如：B340LA、B410LA等。J19后背門多個加強板。,B340LA代表什么含義?,析出強化鋼 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)時進行成形，降低板料成形時 的流動應(yīng)力，提高板料的成形性。 該工藝其中的優(yōu)點有：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)動因素,輕量化 減重、節(jié)能、降耗,舒適性 BIW具有較高的強度 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、超高強度鋼板制造困難；,高強度鋼板成形的 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個重要環(huán)節(jié),成形前常溫下高強度硼合金鋼板強度500-600MPa；成形后強度超過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,壓力機及機械手,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） 加熱過程中強度、延伸率示意圖,圖（4） 熱成形件,超高強度錳硼鋼板常溫下強度為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)生相變強化，強度可提高3倍以上，高達1500～2000MPa，可制備出超高強度車身沖壓件。,熱沖壓成形件的結(jié)構(gòu)特點,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,得到超高強度的車身零件； 減輕車身重量（零件減薄和加強板數(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)計簡單； 提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蝕性能； 降低壓機噸位要求；,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； 熱沖壓模具價格較高、能耗較大； 采用非鍍層鋼板進行熱沖壓時，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)達國家走在前列，開發(fā)出多種熱成形超高強鋼，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)用該項技術(shù)來制造超高強度沖壓件。日本本田(Honda)公司運用該技術(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、后保險杠、A柱、B柱； 途安前、后保險杠； B6中通道、A柱、B柱、前保險杠、前門防撞梁 Golf A4后保險杠; POLO的前后保險杠、B柱； 速騰B柱、A柱和前后保險杠骨架； M6的防撞桿; 斯柯達防撞桿、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,3、鋁鎂合金的應(yīng)用,汽車輕量化的要求推動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；同時，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)備向柔性化和自動化 及高效率的方向發(fā)展。,傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備采用單機連線的生產(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)展趨勢的矛盾將會日漸突顯。,1、大型多工位壓力機,大型多工位壓力機集機械、電子、控制和檢測技術(shù)為一體，可實現(xiàn)全自動、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,采用伺服驅(qū)動技術(shù)的伺服壓力機將液壓力機的靈活性與機械壓力機的高效率結(jié)合起來，同時，它在沖壓過程中實現(xiàn)沖壓運動和沖裁力的無級調(diào)節(jié)，使壓力機的工作曲線與各種不同應(yīng)用機匹配.,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、自動化線設(shè)備,三、模具表面強化技術(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: 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、有特殊時進行拋光）→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℃ 、采用硼砂鹽浴）→淬火（提高基體的力學(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。,3、TD處理技術(shù)的優(yōu)點,(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,