《[精选]汽车制造工艺学422992.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精选]汽车制造工艺学422992.pptx（122页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第4章章 汽车车身制造工艺汽车车身制造工艺123 34.1汽车车身结构汽车车身结构4.2汽车车身材料汽车车身材料4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺返回4.4汽车车身装焊工艺汽车车身装焊工艺3 44.5汽车车身涂装工艺汽车车身涂装工艺3 54.1汽车车身结构汽车车身结构4.1.1轿车车身轿车车身轿车车身可按车身承载方式、外形和车身壳体结构进行分类。轿车车身可按车身承载方式、外形和车身壳体结构进行分类。1.按车身承载方式分类按车身承载方式分类轿车车身按承载方式分为承载式车身和非承载式车身两类。轿车车身按承载方式分为承载式车身和非承载式车身两类。(1)承载式车身承载式车身承载式车身
2、又称整体式车身承载式车身又称整体式车身,如如图图4-2 所示。所示。承载式车身的特点承载式车身的特点:前、后轴之间没有连接车架前、后轴之间没有连接车架,车身直接承受从地面和车身直接承受从地面和动力系统传来的力动力系统传来的力,其是承担全部载荷的刚性壳体。这类车身有利于减其是承担全部载荷的刚性壳体。这类车身有利于减轻自身质量轻自身质量,使车身结构合理化和轻量化。因此使车身结构合理化和轻量化。因此,现代轿车几乎都采用承现代轿车几乎都采用承载式车身。载式车身。下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(2)非承载式车身非承载式车身非承载式车身又称为有车架式车身非承载式车身又称为有车架式车身,如如图图4
3、-3 所示。其结构是车身下部所示。其结构是车身下部有一个足够刚度与强度的独立车架有一个足够刚度与强度的独立车架,车身通过弹性元件支撑紧固于车架车身通过弹性元件支撑紧固于车架上上,作用于汽车整体和内部的载荷基本上都由车架支撑承受作用于汽车整体和内部的载荷基本上都由车架支撑承受,车身壳体几车身壳体几乎不承载或承载很小。乎不承载或承载很小。2.按车身外形分类按车身外形分类轿车车身的外形轿车车身的外形,从适用上讲从适用上讲,主要由座椅位置与数量、车门数、顶盖要主要由座椅位置与数量、车门数、顶盖要求、发动机与备胎位置等因素来确定。求、发动机与备胎位置等因素来确定。(1)车身背部结构类型车身背部结构类型车
4、身背部结构类型分类如车身背部结构类型分类如图图4-4 所示。所示。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(2)车身厢数结构类型车身厢数结构类型图图4-4(a)图图4-4(c)为典型的三厢式轿车车身。典型的三厢式轿车车身为典型的三厢式轿车车身。典型的三厢式轿车车身为封闭的刚性结构为封闭的刚性结构,有四个或四个以上侧窗、两排或两排以上座位和一有四个或四个以上侧窗、两排或两排以上座位和一侧两个或两个以上车门侧两个或两个以上车门,因其发动机室、乘客室和行李箱分隔成相互独因其发动机室、乘客室和行李箱分隔成相互独立的三段布置而得名。立的三段布置而得名。(3)按用途及车门数分类按用途及车门数分类轿
5、车按用途及车门数可分为二门轿车、四门轿车轿车按用途及车门数可分为二门轿车、四门轿车;二门旅行车、四门旅二门旅行车、四门旅行车行车;二门敞篷车二门敞篷车;二门客货两用车二门客货两用车(又称皮卡又称皮卡)等类型。等类型。(1)开式壳体车身开式壳体车身开式壳体车身即指车壳不带顶盖的敞篷式轿车开式壳体车身即指车壳不带顶盖的敞篷式轿车,如如图图4-5(a)所示。所示。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(2)闭式壳体车身闭式壳体车身闭式壳体车身的车壳是一个由板件构成的封闭系统闭式壳体车身的车壳是一个由板件构成的封闭系统,呈现出一个由板件呈现出一个由板件结构所构成且近于平行的封闭六面体结构所构
6、成且近于平行的封闭六面体,如图如图4-5(b)所示。所示。4.1.2客车车身客车车身1.按车身用途分类按车身用途分类客车按照其用途不同可分为客车按照其用途不同可分为:城市客车车身城市客车车身;长途客车车身长途客车车身;旅游客车车旅游客车车身等结构。由于车身结构用途与要求不同身等结构。由于车身结构用途与要求不同,故其在外观和车室布置上存故其在外观和车室布置上存在一些差别。在一些差别。(1)城市客车车身城市客车车身上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(1)城市客车车身城市客车车身城市客车是指在城区内运送乘客的客车城市客车是指在城区内运送乘客的客车,其运行状态是站距短其运行状态是站距短,
7、乘客上下乘客上下车频繁车频繁;结构上结构上,车底板离地高度较小车底板离地高度较小,车门较多车门较多,尺寸宽大尺寸宽大;为了增大为了增大过道宽度和站立面积过道宽度和站立面积,座位分布多采用单、双排座座位分布多采用单、双排座(1+2)的布置形式的布置形式;车内高度相对较大车内高度相对较大;为扩大乘客视野为扩大乘客视野,车顶凸度一般不大车顶凸度一般不大;为提高城市客为提高城市客车内面积利用率车内面积利用率,目前双层客车也逐渐增多。目前双层客车也逐渐增多。随着高速公路建设事业的快速发展随着高速公路建设事业的快速发展,我国长途汽车客运已经显露其竞争我国长途汽车客运已经显露其竞争优势优势,这对长途客车的设
8、计与制造质量提出了极为严格甚至是异常苛刻这对长途客车的设计与制造质量提出了极为严格甚至是异常苛刻的要求。众所周知的要求。众所周知,汽车长途客运汽车长途客运,乘客乘坐时间长乘客乘坐时间长,客流量相对稳定客流量相对稳定,要求清洁卫生要求清洁卫生,舒适度高。从长途客车结构要求上讲舒适度高。从长途客车结构要求上讲,一般只有一道乘客一般只有一道乘客门门,座椅布置密集座椅布置密集,车底板下有较大的行李空间车底板下有较大的行李空间,底板离地一般底板离地一般1m以上。以上。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(3)旅游客车车身旅游客车车身旅游客车为乘客旅游和观光设计旅游客车为乘客旅游和观光设计,其
9、结构与长途客车无本质差别其结构与长途客车无本质差别,但外观、但外观、内饰要求更加豪华和讲究。旅游客车更注重旅客的舒适性内饰要求更加豪华和讲究。旅游客车更注重旅客的舒适性,如车上附设如车上附设卫生间等卫生间等,并需要充分考虑种种配套设施。并需要充分考虑种种配套设施。2.客车按车身承载形式分类客车按车身承载形式分类客车按车身承载形式可分为客车按车身承载形式可分为:承载式、半承载式和非承载式等三种客车承载式、半承载式和非承载式等三种客车车身。车身。(1)承载式车身结构承载式车身结构为减轻自重并使车身结构更加合理为减轻自重并使车身结构更加合理,有些客车采用无车架承载式结构。有些客车采用无车架承载式结构
10、。因此因此,根据客车车身上下承载程度不同根据客车车身上下承载程度不同,可将承载式结构分为整体承载式可将承载式结构分为整体承载式和基础承载式两种结构。和基础承载式两种结构。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构1.整体承载式车身。如整体承载式车身。如图图4-6 所示所示,车身上下部结构形成统一的整体车身上下部结构形成统一的整体,整整个车身均参与承载。当车身承受载荷时个车身均参与承载。当车身承受载荷时,各构件以强济弱各构件以强济弱,使得整个车身使得整个车身壳体能够达到受力稳定平衡状态。壳体能够达到受力稳定平衡状态。2.基础承载式车身。如基础承载式车身。如图图4-7 所示所示,基础承载式车
11、身视车身侧围腰线窗基础承载式车身视车身侧围腰线窗台梁以下到地板的侧壁骨架和底部结构为车身基础。车身基础是客车主台梁以下到地板的侧壁骨架和底部结构为车身基础。车身基础是客车主要承载件要承载件,其顶盖和窗柱均为非承载件。其顶盖和窗柱均为非承载件。(2)半承载式车身半承载式车身半承载式车身如半承载式车身如图图4-8 所示所示,车身下部与底架组成一整体。车身骨架的车身下部与底架组成一整体。车身骨架的立柱下端与底架纵梁两侧悬伸的横梁刚性相连立柱下端与底架纵梁两侧悬伸的横梁刚性相连,车身能承担部分弯、扭车身能承担部分弯、扭载荷载荷,故称半承载式。其目标是减少整车质量。故称半承载式。其目标是减少整车质量。(
12、3)薄壳式车身薄壳式车身上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构薄壳式车身又称为应力壳体式车身结构薄壳式车身又称为应力壳体式车身结构,是飞机机身薄壳结构地移植和运是飞机机身薄壳结构地移植和运用用,如如图图4-9所示。所示。(4)非承载式车身非承载式车身非承载式车身由底盘车架与车身骨架连接而成非承载式车身由底盘车架与车身骨架连接而成,其载荷主要由底盘车架承其载荷主要由底盘车架承担担,车身几乎不承载。目前国产客车大多采用此结构。车身几乎不承载。目前国产客车大多采用此结构。图图4-10 所示为悬伸梁与底横梁、车架连接的底盘车架结构。所示为悬伸梁与底横梁、车架连接的底盘车架结构。图图4-11
13、所示为车身骨架所示为车身骨架,上下两层引出局部图示为圈点处的型钢连接方上下两层引出局部图示为圈点处的型钢连接方式。该车身骨架直接组装在底盘车架上。车架纵梁两侧的悬伸梁式。该车身骨架直接组装在底盘车架上。车架纵梁两侧的悬伸梁(俗称牛俗称牛腿腿)用螺栓与纵梁相连用螺栓与纵梁相连;底横梁支撑在悬伸梁上底横梁支撑在悬伸梁上;车厢侧立柱与底横梁焊车厢侧立柱与底横梁焊接接;为弥补悬伸梁与车架纵梁上平面平面度的误差及缓和车身的冲击和为弥补悬伸梁与车架纵梁上平面平面度的误差及缓和车身的冲击和震动震动,在底横梁及悬伸梁之间安装有橡胶缓冲垫。在底横梁及悬伸梁之间安装有橡胶缓冲垫。上一页 下一页返回4.1汽车车身结
14、构汽车车身结构4.1.3货车车身货车车身货车车身结构货车车身结构(驾驶室、货厢驾驶室、货厢)相对轿车和客车要简单相对轿车和客车要简单,可按以下方法分可按以下方法分类。类。1.按驾驶室与发动机相对位置分类按驾驶室与发动机相对位置分类货车发动机一般都是前置货车发动机一般都是前置,其中置和后置形式常用于变形车其中置和后置形式常用于变形车,而且极为少而且极为少见。见。以发动机前置为例以发动机前置为例,按与驾驶室相对位置货车车身可分为按与驾驶室相对位置货车车身可分为:长头式、短头长头式、短头式和平头式等形式。如式和平头式等形式。如图图4-12 所示。所示。(1)长头式长头式如图如图4-12(a)所示所示
15、,它有单独的发动机罩它有单独的发动机罩,发动机维修方便发动机维修方便,汽车通用性汽车通用性好。其缺点是轴距与汽车总长加大好。其缺点是轴距与汽车总长加大,视野较差。长头式多用于中型货车。视野较差。长头式多用于中型货车。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(2)短头式短头式将发动机的一部分置于驾驶室之前将发动机的一部分置于驾驶室之前,一部分伸于驾驶室内一部分伸于驾驶室内,驾驶室内外都驾驶室内外都有发动机罩有发动机罩,如图如图4-12(b)所示。其特点是轴距略微缩短所示。其特点是轴距略微缩短,驾驶室内拥挤驾驶室内拥挤,发动机维修不太方便。发动机维修不太方便。(3)平头式。驾驶室位于发动机
16、之上平头式。驾驶室位于发动机之上,发动机罩在驾驶室内发动机罩在驾驶室内,如图如图4-12(c)所示。其优点是轴距与汽车总长较短所示。其优点是轴距与汽车总长较短,机动性好机动性好,视野开阔视野开阔,承载面积利承载面积利用系数高。但夏天驾驶室内比较闷热。由于平头式货车车身在结构上不用系数高。但夏天驾驶室内比较闷热。由于平头式货车车身在结构上不断追求改进断追求改进,其优点已更为突出其优点已更为突出,且其在现代轻型、中型、重型货车及专且其在现代轻型、中型、重型货车及专用用(特种特种)汽车上的应用越来越普遍。汽车上的应用越来越普遍。2.按驾驶室与货厢的连接关系分类按驾驶室与货厢的连接关系分类货车车身几乎
17、都属于非承载式。驾驶室、货厢与车架都采用弹性连接。货车车身几乎都属于非承载式。驾驶室、货厢与车架都采用弹性连接。按驾驶室与货厢的连接关系货车车身分为分体式和连体式。按驾驶室与货厢的连接关系货车车身分为分体式和连体式。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构(1)分体式分体式绝大多数货车车身属于这种形式绝大多数货车车身属于这种形式,即驾驶室、货厢与车架各成一体。驾即驾驶室、货厢与车架各成一体。驾驶室常以三点支撑在车架上驶室常以三点支撑在车架上,其中两点多采用弹簧或橡胶垫的浮式连接。其中两点多采用弹簧或橡胶垫的浮式连接。这样可以减少驾驶室震动和车架歪扭变形对驾驶室的影响。货厢大多为这样可以
18、减少驾驶室震动和车架歪扭变形对驾驶室的影响。货厢大多为前栏板固定前栏板固定,侧栏板和后栏板可以翻转而构成栏板式货厢。栏板通常应侧栏板和后栏板可以翻转而构成栏板式货厢。栏板通常应用带料开卷后沿自动线自动滚压、切断、焊接与涂装而成。对于重型车用带料开卷后沿自动线自动滚压、切断、焊接与涂装而成。对于重型车辆辆,其货厢装载量大其货厢装载量大,特别是高边货厢特别是高边货厢,栏板几乎都用厚钢板加工并焊接栏板几乎都用厚钢板加工并焊接而成。而成。(2)连体式连体式驾驶室与货厢连为一体驾驶室与货厢连为一体,多数微型和轻型货车车身均属此结构形式多数微型和轻型货车车身均属此结构形式,多采多采用薄壳式结构。用薄壳式结
19、构。上一页 下一页返回4.1汽车车身结构汽车车身结构4.1.4汽车车身基本构件汽车车身基本构件汽车车身主要包括车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰汽车车身主要包括车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等。货车和件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等。货车和专用汽车还包括车厢和其他装备。专用汽车还包括车厢和其他装备。车身壳体是一切车身部件的安装基础车身壳体是一切车身部件的安装基础,是一个刚性的空间结构是一个刚性的空间结构,其通常由其通常由纵、横梁和支柱等主要承力元件及连接钣件组成。客车车身具有骨架结纵、横梁和支
20、柱等主要承力元件及连接钣件组成。客车车身具有骨架结构构,轿车与货车驾驶室没有明显骨架轿车与货车驾驶室没有明显骨架,但在制造中但在制造中,需要保证车身壳体具需要保证车身壳体具有隔声、绝热、防震、防腐和密封等功能。有隔声、绝热、防震、防腐和密封等功能。上一页返回4.2汽车车身材料汽车车身材料汽车车身主要依靠冲压与焊接装配成形。钢板特别是薄钢板卷料汽车车身主要依靠冲压与焊接装配成形。钢板特别是薄钢板卷料(见见图图4-13)的应用较为普遍的应用较为普遍,是汽车车身的主体材料。其性能特点是是汽车车身的主体材料。其性能特点是:强度高强度高,塑性好塑性好,屈强比屈强比(材料屈服强度与抗拉强度之比材料屈服强度
21、与抗拉强度之比)低低,具有良好的冲压成具有良好的冲压成形性能。这类适宜于冲压的钢板与薄钢板卷料一般多为低合金高强度钢形性能。这类适宜于冲压的钢板与薄钢板卷料一般多为低合金高强度钢,如如16Mn、08Al 等等,其焊接性能好其焊接性能好,且为大批量生产且为大批量生产,价格较低。对于价格较低。对于Q235 等普通碳素钢板等普通碳素钢板,一般只适用于冲压形状简单的浅拉深或弯曲件。一般只适用于冲压形状简单的浅拉深或弯曲件。1.高强度钢板高强度钢板08Al 为通过微量合金化的低碳高强度钢板为通过微量合金化的低碳高强度钢板,平均含碳量为平均含碳量为0.08%左右。左右。加入少量加入少量Al 是为了细化晶粒
22、是为了细化晶粒,抑制三次渗碳体的析出抑制三次渗碳体的析出,有助于提高抗拉有助于提高抗拉强度和塑性。其抗拉强度是普通低碳钢的强度和塑性。其抗拉强度是普通低碳钢的2 3 倍倍,深拉深性能极好深拉深性能极好,可可轧制成很薄的钢板轧制成很薄的钢板,适宜于车身覆盖件冲压适宜于车身覆盖件冲压,一般呈薄钢板卷料的形式供一般呈薄钢板卷料的形式供货货,是车身轻量化的重要材料。是车身轻量化的重要材料。下一页返回4.2汽车车身材料汽车车身材料(1)含磷高强度冷轧钢板的应用含磷高强度冷轧钢板的应用含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车蒙皮、车门、顶盖和行李箱外盖板含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车蒙皮、车门、顶盖和行李箱外盖板,
23、也用于货车驾驶的冲压件。其特点是强度较高也用于货车驾驶的冲压件。其特点是强度较高,比普通冷轧钢板高比普通冷轧钢板高15%25%,且冲压中其塑性与应变硬化指数下降甚微且冲压中其塑性与应变硬化指数下降甚微,同时具有良好的耐蚀同时具有良好的耐蚀性与焊接性能。性与焊接性能。(2)烘烤硬化冷轧钢板烘烤硬化冷轧钢板(BH 钢钢)烘烤硬化冷轧钢板经过冲压、拉深变形及烘漆烘烤热处理烘烤硬化冷轧钢板经过冲压、拉深变形及烘漆烘烤热处理,屈服强度得屈服强度得以提高。以提高。BH 钢板既薄又有足够强度钢板既薄又有足够强度,是车身板轻量化的首选材料。是车身板轻量化的首选材料。(3)双相冷轧钢板双相冷轧钢板(DP 钢钢)
24、上一页 下一页返回4.2汽车车身材料汽车车身材料双相冷轧钢板组织中同时具有马氏体和铁素体两种晶体双相冷轧钢板组织中同时具有马氏体和铁素体两种晶体,具有连续屈服、具有连续屈服、屈强比低、加工硬化高及高强度与高塑性的综合优点。屈强比低、加工硬化高及高强度与高塑性的综合优点。DP 钢板经烘漆钢板经烘漆烘烤还可进一步提高强度烘烤还可进一步提高强度,适用于形状复杂且要求强度高的车身材料适用于形状复杂且要求强度高的车身材料,如如车门加强板和金属保险杠等。车门加强板和金属保险杠等。(4)超低碳高强度超深冲压冷轧钢板超低碳高强度超深冲压冷轧钢板(IF 钢钢)超低碳高强度超深冲压冷轧钢板主要用来冲压乘用车车身内
25、、外覆盖件超低碳高强度超深冲压冷轧钢板主要用来冲压乘用车车身内、外覆盖件,要求具有高强度与良好成形性和贴模性。其合金成分与晶体结构特点是要求具有高强度与良好成形性和贴模性。其合金成分与晶体结构特点是:(5)镀锌钢板镀锌钢板镀锌钢板的特点在于通过钢板表面镀锌镀锌钢板的特点在于通过钢板表面镀锌,既美观又具有良好的耐腐蚀能既美观又具有良好的耐腐蚀能力。从力。从20 世纪世纪70 年代到现在年代到现在,轿车车身材料广泛采用镀锌薄钢板轿车车身材料广泛采用镀锌薄钢板,主要主要用于车身内、外板。用于车身内、外板。上一页 下一页返回4.2汽车车身材料汽车车身材料奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板奥迪轿车的
26、车身部件绝大部分采用镀锌钢板(部分用铝合金板部分用铝合金板);上海帕萨上海帕萨特车身的外覆盖件采用电镀锌工艺特车身的外覆盖件采用电镀锌工艺,内覆盖件内部采用热镀锌工艺。这样内覆盖件内部采用热镀锌工艺。这样可让车身防腐蚀保质期长达可让车身防腐蚀保质期长达11 年。年。(6)轻量化迭层钢板轻量化迭层钢板迭层钢板是在两层薄钢板之间压入一层塑料的复合材料。表层钢板为厚迭层钢板是在两层薄钢板之间压入一层塑料的复合材料。表层钢板为厚0.2 0.3mm;塑料层的厚度占总厚度的塑料层的厚度占总厚度的25%65%;与单层等厚钢板相比与单层等厚钢板相比,迭层钢板只有单层等厚钢板质量的迭层钢板只有单层等厚钢板质量的
27、57%,而且隔热防震性能良好。这种而且隔热防震性能良好。这种复合钢板主要用于发动机罩、行李箱盖和车身底板等部件。复合钢板主要用于发动机罩、行李箱盖和车身底板等部件。2.铝、镁合金与钛合金铝、镁合金与钛合金在前面第在前面第1 章、第章、第3 章有关汽车发动机零件毛坯与车轮制造中章有关汽车发动机零件毛坯与车轮制造中,都结合产都结合产品使用要求介绍了铝、合金等材料的应用。现在就汽车车身制造中有关品使用要求介绍了铝、合金等材料的应用。现在就汽车车身制造中有关铝、镁、钛合金等轻型合金材料的应用进行对比分析。铝、镁、钛合金等轻型合金材料的应用进行对比分析。上一页 下一页返回4.2汽车车身材料汽车车身材料3
28、.非金属材料非金属材料汽车车身所用非金属材料主要是工程塑料和玻璃纤维增强树脂基或碳纤汽车车身所用非金属材料主要是工程塑料和玻璃纤维增强树脂基或碳纤维增强树脂基的复合材料。维增强树脂基的复合材料。这里的其他新材料指的是泡沫合金板、蜂窝夹芯复合板和以金属为基体这里的其他新材料指的是泡沫合金板、蜂窝夹芯复合板和以金属为基体的复合材料。的复合材料。泡沫合金板由粉末合金烧结制成。其特点是密度小泡沫合金板由粉末合金烧结制成。其特点是密度小,仅为仅为0.4 0.7g/cm3,弹性好弹性好,当受力压缩变形后当受力压缩变形后,可凭其自身弹性恢复至原来形状。泡沫合金可凭其自身弹性恢复至原来形状。泡沫合金的种类主要
29、有泡沫铝合金、泡沫锌合金、泡沫锡合金和泡沫钢板材等。的种类主要有泡沫铝合金、泡沫锌合金、泡沫锡合金和泡沫钢板材等。由于泡沫合金板的特殊性能由于泡沫合金板的特殊性能,特别是出众的低密度、良好的隔热吸震性能特别是出众的低密度、良好的隔热吸震性能,深受汽车制造商的青睐。目前深受汽车制造商的青睐。目前,用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。行李箱盖等。上一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺4.3.1车身覆盖件的结构与质量要求车身覆盖件的结构与质量要求1.车身覆盖件的结构特点车身覆盖件的结构特点车身覆盖件形状及尺寸有以下特点车身覆盖件形
30、状及尺寸有以下特点:(1)材料薄材料薄,相对厚度小相对厚度小板料厚度一般为板料厚度一般为0.3 1.0mm,相对厚度相对厚度t/L(板厚与坯料最大长度之比板厚与坯料最大长度之比)最小值可达最小值可达0.000 3。(2)轮廓尺寸大轮廓尺寸大如驾驶室顶盖的坯料尺寸可达如驾驶室顶盖的坯料尺寸可达2 800mm2 500mm。(3)形状复杂形状复杂大多数为三维空间曲面大多数为三维空间曲面,且形状和轮廓不规则且形状和轮廓不规则,难以建立比较简单的数学难以建立比较简单的数学模型或几何方程来描述。模型或几何方程来描述。下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(4)轮廓内部常带有局部孔洞
31、、弯曲等不规则形状轮廓内部常带有局部孔洞、弯曲等不规则形状(见见图图4-14)车身覆盖件一般带有窗口、局部凸起或凹陷等形状。这些形状特征会对车身覆盖件一般带有窗口、局部凸起或凹陷等形状。这些形状特征会对整个冲压件的成形带来较大影响。整个冲压件的成形带来较大影响。2.车身覆盖件的质量要求车身覆盖件的质量要求(1)优异的表面质量优异的表面质量对于车身覆盖件对于车身覆盖件,尤其是外覆盖件的可见表面尤其是外覆盖件的可见表面,一般都有严格的外观装饰一般都有严格的外观装饰性要求性要求,不允许有任何波纹、皱纹、凹痕、擦伤和边缘拉痕等有损表面不允许有任何波纹、皱纹、凹痕、擦伤和边缘拉痕等有损表面完美的缺陷完美
32、的缺陷;覆盖件上的装饰棱线和装饰肋条覆盖件上的装饰棱线和装饰肋条,要求清晰、平整、光滑、要求清晰、平整、光滑、左右对称并过渡均匀。两个覆盖件的衔接处要求吻合一致左右对称并过渡均匀。两个覆盖件的衔接处要求吻合一致,不允许参差不允许参差不齐。不齐。上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(2)较高的尺寸精度和形状精度较高的尺寸精度和形状精度车身覆盖件具有较高的轮廓尺寸、孔位尺寸、局部形状尺寸等精度要求车身覆盖件具有较高的轮廓尺寸、孔位尺寸、局部形状尺寸等精度要求,以保证焊装或组装时的准确性和互换性以保证焊装或组装时的准确性和互换性,便于实现车身冲压与焊接的自便于实现车身
33、冲压与焊接的自动化动化,保证车身外观形状的一致性和观赏性。保证车身外观形状的一致性和观赏性。(3)良好的结构工艺性良好的结构工艺性(4)足够的刚度足够的刚度覆盖件刚度不够会使汽车行驶时车身会产生震动与噪声覆盖件刚度不够会使汽车行驶时车身会产生震动与噪声,使覆盖件提前使覆盖件提前损坏损坏,缩短车身使用寿命。由此必须通过塑性变形后的加工硬化和合理缩短车身使用寿命。由此必须通过塑性变形后的加工硬化和合理的结构设计予以保证车身的足够刚度。的结构设计予以保证车身的足够刚度。4.3.2车身覆盖件的冲压工艺车身覆盖件的冲压工艺上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺为了有利于冲压
34、成形为了有利于冲压成形,简化冲压工序与模具结构简化冲压工序与模具结构,根据汽车车身外形特点根据汽车车身外形特点(主要是覆盖件本体的对称性主要是覆盖件本体的对称性)和拉深复杂程度和拉深复杂程度.2.覆盖件冲压基本工序覆盖件冲压基本工序覆盖件形状复杂覆盖件形状复杂,轮廓尺寸大轮廓尺寸大,不可能简单地经过一两道冲压工序就能制不可能简单地经过一两道冲压工序就能制成。成。(1)剪板和拉深剪板和拉深覆盖件冲压成形一般先从剪板和拉深开始。剪板一般在开卷覆盖件冲压成形一般先从剪板和拉深开始。剪板一般在开卷剪板自动剪板自动线上完成。拉深工序是汽车覆盖件冲压的基本成形工序。覆盖件的形状线上完成。拉深工序是汽车覆盖
35、件冲压的基本成形工序。覆盖件的形状主要通过板料毛坯在拉深模中拉深成形。拉深件需进行整形和修边。主要通过板料毛坯在拉深模中拉深成形。拉深件需进行整形和修边。(2)落料落料上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺落料工序一般安排在拉深、翻边后再进行落料工序一般安排在拉深、翻边后再进行,要通过落料才知后续拉深工序要通过落料才知后续拉深工序所需要的坯料形状和尺寸。因为在生产技术准备时所需要的坯料形状和尺寸。因为在生产技术准备时,覆盖件形状复杂覆盖件形状复杂,不不可能事先计算出其准确的坯料尺寸可能事先计算出其准确的坯料尺寸,所以必须在拉深工艺试冲成功后才能所以必须在拉深工艺试
36、冲成功后才能确定坯料的形状和尺寸。确定坯料的形状和尺寸。(3)整形整形整形工序主要是将拉深工序中尚未完全成形的覆盖件形状成形出来。其整形工序主要是将拉深工序中尚未完全成形的覆盖件形状成形出来。其变形性质一般是胀形或局部成形变形性质一般是胀形或局部成形,通常和修边或翻边工序一同复合完成。通常和修边或翻边工序一同复合完成。胀形或局部成形一般均保持覆盖件整体形状与尺寸不变胀形或局部成形一般均保持覆盖件整体形状与尺寸不变,只是通过局部面只是通过局部面积增大、壁厚减薄而成形局部积增大、壁厚减薄而成形局部,如压制加强筋和标牌字样等。如压制加强筋和标牌字样等。(4)修边修边上一页 下一页返回4.3汽车车身覆
37、盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(5)翻边翻边翻边主要是根据需要将覆盖件的边缘进行翻边翻边主要是根据需要将覆盖件的边缘进行翻边,一般安排在修边之后。一般安排在修边之后。(6)冲孔冲孔冲孔用以加工覆盖件上的各种孔冲孔用以加工覆盖件上的各种孔,一般安排在拉深或翻边之后进行。若一般安排在拉深或翻边之后进行。若先冲孔先冲孔,会造成在拉深或翻边时孔的位置、尺寸、形状精度发生变化会造成在拉深或翻边时孔的位置、尺寸、形状精度发生变化,影影响以后覆盖件的安装与连接。响以后覆盖件的安装与连接。3.车身覆盖件的拉深工艺车身覆盖件的拉深工艺前已说明前已说明,车身覆盖件冲压成形工序多车身覆盖件冲压成形工序多,一般需
38、要一般需要4 6 道甚至道甚至10 道以上道以上工序才能完工。因此工序才能完工。因此,在车身覆盖件的拉深成形中在车身覆盖件的拉深成形中,需要特别注意以下技需要特别注意以下技术要点术要点:上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(1)拉深工艺设计要为后续工序坯料的定位创造有利条件拉深工艺设计要为后续工序坯料的定位创造有利条件如如图图4-15 所示所示,拉深序充分考虑了修边时的定位要求。其中图拉深序充分考虑了修边时的定位要求。其中图4-15(a)表示模具左边设置了工件边定位槽表示模具左边设置了工件边定位槽;图图4-15(b)所示设计了为工件定位所示设计了为工件定位用的工
39、艺孔和导正销。用的工艺孔和导正销。(2)反向拉深的应用反向拉深的应用(3)非拉深工序主要靠胀形或局部成形来实现非拉深工序主要靠胀形或局部成形来实现(4)两覆盖件间衔接与配合要求严格两覆盖件间衔接与配合要求严格两覆盖件间衔接与配合要求严格两覆盖件间衔接与配合要求严格,即相连装饰棱线、装饰肋条、凹坑等即相连装饰棱线、装饰肋条、凹坑等要尽量吻合一致要尽量吻合一致,光滑过渡光滑过渡,间隙要小间隙要小,不影响外观。不影响外观。上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(5)覆盖件凸缘的内圆角半径的控制覆盖件凸缘的内圆角半径的控制其凸缘的内圆角半径一般取其凸缘的内圆角半径一般取8
40、 10mm,当小于当小于5mm 时可增加整形工序。时可增加整形工序。(a)两产品两产品;(b)成双拉深法示意图成双拉深法示意图(6)“成双拉深法冶的应用成双拉深法冶的应用(7)选用冲压性能好的材料选用冲压性能好的材料覆盖件材料要求有良好的塑性变形能力覆盖件材料要求有良好的塑性变形能力,一般多为一般多为08 或或08Al 等高强度镀等高强度镀锌钢板。锌钢板。(8)对于浅拉深件对于浅拉深件,要注意控制好回弹要注意控制好回弹上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺4.3.3车身覆盖件冲压工艺实例车身覆盖件冲压工艺实例轿车车身外覆盖件主要由门轿车车身外覆盖件主要由门(左左右
41、前、后门右前、后门)、盖、盖(发动机罩盖、顶盖、发动机罩盖、顶盖、行李舱盖行李舱盖)、两翼、两翼(左左右前、后翼子板右前、后翼子板)及两侧及两侧(左左右侧围外板右侧围外板)等组成。等组成。这些覆盖件形状、结构各有特点这些覆盖件形状、结构各有特点,其冲压成形工艺也各有不同。下面举其冲压成形工艺也各有不同。下面举例分述。例分述。1.发动机罩内板冲压发动机罩内板冲压(1)结构工艺性分析结构工艺性分析发动机罩内板实际上是一个整体方形加强件发动机罩内板实际上是一个整体方形加强件,其四面梁与中间两斜弯梁其四面梁与中间两斜弯梁都具有不同深度的曲折截面都具有不同深度的曲折截面,靠中部三个三角形孔形成两斜弯梁靠
42、中部三个三角形孔形成两斜弯梁,四面梁四面梁上分布有不少小孔。该工件与发动机罩外板通过点焊而成发动机罩整体。上分布有不少小孔。该工件与发动机罩外板通过点焊而成发动机罩整体。上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(2)发动机罩内板冲压工艺流程发动机罩内板冲压工艺流程发动机罩内板冲压工艺流程为发动机罩内板冲压工艺流程为:下料下料(剪板或落料剪板或落料)寅一次拉深寅切边寅寅一次拉深寅切边寅分步冲孔寅弯曲整形。如分步冲孔寅弯曲整形。如图图4-18 所示。所示。2.轿车顶盖冲压轿车顶盖冲压轿车顶盖是一头弯曲并需要冲制安装玻璃孔的浅拉深件轿车顶盖是一头弯曲并需要冲制安装玻璃孔的
43、浅拉深件,其四周需要翻其四周需要翻边边,面积比较大面积比较大,形状较简单形状较简单,为典型的覆盖件。为典型的覆盖件。图图4-19 所示为轿车顶盖的冲压工艺过程所示为轿车顶盖的冲压工艺过程,即即:落料寅拉深、两侧切边寅落料寅拉深、两侧切边寅修边、冲孔寅整形、翻边寅翻边、冲孔、整形。修边、冲孔寅整形、翻边寅翻边、冲孔、整形。3.轿车左轿车左/右侧围外板冲压右侧围外板冲压上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺轿车左轿车左/右侧围外板是轿车车身上尺寸最大的两个覆盖件。其工艺过程为右侧围外板是轿车车身上尺寸最大的两个覆盖件。其工艺过程为:下料并落料下料并落料(1 340mm
44、 3 175mm)寅拉深寅修边、冲孔寅翻边、修边、寅拉深寅修边、冲孔寅翻边、修边、整形寅翻边、整形、冲孔寅修边、冲孔寅修边、冲孔、整形整形寅翻边、整形、冲孔寅修边、冲孔寅修边、冲孔、整形(见见图图4-20)。4.3.4车身覆盖件冲压模具车身覆盖件冲压模具车身覆盖件冲压模具主要有三种车身覆盖件冲压模具主要有三种,即即:拉深模、修边模和翻边模。其中拉拉深模、修边模和翻边模。其中拉深模是直接影响汽车覆盖件成形质量和生产效率的关键。冲压模具的设深模是直接影响汽车覆盖件成形质量和生产效率的关键。冲压模具的设计、制造和调整是汽车覆盖件冲压生产中最重要的环节之一。计、制造和调整是汽车覆盖件冲压生产中最重要的
45、环节之一。1.汽车覆盖件冲压模具特点汽车覆盖件冲压模具特点汽车覆盖件冲压模具与一般薄板冲压模具相比汽车覆盖件冲压模具与一般薄板冲压模具相比,具有如下特点具有如下特点:(1)模具形状和结构更复杂模具形状和结构更复杂,质量更大质量更大上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(2)模具制造难度更大模具制造难度更大,精度和表面粗糙度要求更高精度和表面粗糙度要求更高(3)一个汽车覆盖件需要数套模具配套一个汽车覆盖件需要数套模具配套,且各模具间的依赖关系大且各模具间的依赖关系大(4)模具调试更加重要和复杂模具调试更加重要和复杂2.覆盖件拉深模覆盖件拉深模覆盖件拉深模具与使用的压
46、力机有密切关系。因拉深使用的压力机目前覆盖件拉深模具与使用的压力机有密切关系。因拉深使用的压力机目前有单动和双动两类有单动和双动两类,所以拉深模也相应有单动和双动之分。双动拉深模因所以拉深模也相应有单动和双动之分。双动拉深模因压边力大、拉深深度深、卸料板为刚性等优点而应用更多。压边力大、拉深深度深、卸料板为刚性等优点而应用更多。(1)单动倒装拉深模结构单动倒装拉深模结构(见见图图4-22)(2)双动正装拉深模结构双动正装拉深模结构(图图4-23)上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺(3)覆盖件拉深模典型结构覆盖件拉深模典型结构拉深模主要由凸模、凹模、压料圈组成。
47、凹模有两种结构拉深模主要由凸模、凹模、压料圈组成。凹模有两种结构:闭口式凹模闭口式凹模和通口式凹模和通口式凹模,目前绝大多数采用闭口式凹模。目前绝大多数采用闭口式凹模。1)闭口式拉深凹模闭口式拉深凹模闭口式凹模的凹模底部是整体封闭结构闭口式凹模的凹模底部是整体封闭结构(铸有下通出气口铸有下通出气口),在凹模型腔在凹模型腔上直接加工出型面上直接加工出型面(加强肋与凹槽等加强肋与凹槽等)或做成局部独立的凹模结构兼作顶或做成局部独立的凹模结构兼作顶出器出器,这种结构称为带有活动顶出器的闭口式凹模结构。这种结构称为带有活动顶出器的闭口式凹模结构。图图4-24 所示为所示为车身顶盖成形闭口式拉深凹模结构
48、。车身顶盖成形闭口式拉深凹模结构。2)通口式拉深凹模通口式拉深凹模图图4-25 所示为带有凹模芯的通口式拉深凹模结构。通口式拉深凹模的型所示为带有凹模芯的通口式拉深凹模结构。通口式拉深凹模的型腔四周跟随凸模和压料圈贯通腔四周跟随凸模和压料圈贯通,下面加装凹模底板。下面加装凹模底板。上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺通口式拉深凹模的优势体现在模具制造工艺上通口式拉深凹模的优势体现在模具制造工艺上,其便于在凹模的支撑面上其便于在凹模的支撑面上划线。待凹模贯通孔加工后划线。待凹模贯通孔加工后,可以分别依靠贯通孔和凹模型面安装凸模和可以分别依靠贯通孔和凹模型面安装凸模
49、和顶出器来实现数控或仿形加工。顶出器来实现数控或仿形加工。(4)拉深模主要工作零件拉深模主要工作零件拉深模工作零件主要指凸模、凹模和局部成形的凸、凹模镶块等。由于拉深模工作零件主要指凸模、凹模和局部成形的凸、凹模镶块等。由于车身覆盖件拉深凸模、凹模轮廓尺寸大车身覆盖件拉深凸模、凹模轮廓尺寸大,所以其常采用高强度模具合金铸所以其常采用高强度模具合金铸铁铁,并用实型铸造方法铸造毛坯。并用实型铸造方法铸造毛坯。3.覆盖件修边模覆盖件修边模(1)覆盖件修边模的功能特征覆盖件修边模的功能特征(2)覆盖件修边模结构覆盖件修边模结构上一页 下一页返回4.3汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺覆盖件修
50、边模可分为垂直修边模、带斜楔机构的修边模和组合修边模等覆盖件修边模可分为垂直修边模、带斜楔机构的修边模和组合修边模等类型。类型。图图4-26 所示为车身覆盖件的垂直修边模典型结构。所示为车身覆盖件的垂直修边模典型结构。图图4-27 所示为水平斜楔修边模结构。所示为水平斜楔修边模结构。图图4-28 所示为两侧同时带斜楔的水平和倾斜修边模。所示为两侧同时带斜楔的水平和倾斜修边模。4.覆盖件翻边模覆盖件翻边模翻边是车身覆盖件冲压成形的最后工序翻边是车身覆盖件冲压成形的最后工序;翻边质量的好坏将直接影响汽翻边质量的好坏将直接影响汽车整车的装配精度和质量车整车的装配精度和质量;翻边工序除满足覆盖件装配尺