第1页，共189页冲压工艺第2页，共189页目目 录录第一部分：冲压工艺介绍第二部分：冲压铸造模具/钢板模具知识第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第四部分：机械压力机基础知识第五部分：冲压新技术第3页，共189页目目 录录第一部分：冲压工艺介绍第一部分：冲压工艺介绍第二部分：冲压铸造模具/钢板模具知识第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第四部分：机械压力机基础知识第五部分：冲压新技术第4页，共189页冲压基础工艺培训冲压基础工艺培训1.1.冷冲压冷冲压：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 2.2.冷冲压的特点：冷冲压的特点： 产品尺寸稳定，精度高，重量轻，刚度好，互换性好，高效低耗，操作简单，易于实现自动化 模具冲压设备工艺条件冲压零件冲压零件影响因素第5页，共189页冲压基本工序分类冲压基本工序分类冷冲压概括起来分两大类：分离工序和成形工序 1.分离工序是使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件。2.成形工序是坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件。第6页，共189页分离工序分：落料、冲孔、切断、修边等分离工序分：落料、冲孔、切断、修边等工序名称图示特点落料用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的部分是零件。用于制造各种平板形状的零件。冲孔用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的部分是零件。用于制造各种平板形状的零件。切断用冲模沿不封闭的曲线进行分切产生分离修边将成型零件边缘切齐或者一定形状切成废料零件零件废料第7页，共189页成形工序分：拉延、翻边、整形、翻孔、弯曲等成形工序分：拉延、翻边、整形、翻孔、弯曲等工序名称图示特点拉延把板料毛坯制成各种开口空心的零件翻边将板料或半成品的边缘沿一定曲线一定曲率成形成竖立的边缘整形为了提高已成型零件的精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法翻孔在预先冲孔的板料或半成品制成竖立边缘弯曲将板料沿直线弯成各种形状RRR第8页，共189页压合工艺（压合工艺（HEMHEM）一级表面翻边相交面相交面第9页，共189页各工序名称及其代号各工序名称及其代号工序名称英文简写工序名称英文简写拉延DR修边TR成型FO冲孔PI翻边FL翻孔BUR整形RST切断SEP落料BL斜楔翻边/冲孔/修边CFL/CPI/CTR第10页，共189页基本模具结构图基本模具结构图单动双动H修边冲孔翻边整形第11页，共189页拉延方向的选择拉延方向的选择合理的拉延方向应符合以下原则：1.保证凸模能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成,不应有凸模接触不到的死区(即“倒勾”形)。2.拉延开始时，凸模与毛坯的接触状态应良好；接触面积应尽量大而靠近中心；凸模表面同时接触毛坯的点要多而分散，并尽可能分布均匀，防止毛坯窜动。3.尽可能减小拉延深度，并使各部位拉延深度趋于均匀。 尽量减小拉延深度负角负角需要额外的过程第12页，共189页工艺补充部分工艺补充部分工艺补充部分应考虑如下三方面的要求：工艺补充部分应考虑如下三方面的要求：1.拉延时的进料条件 2.压料面的形状和位置 。3.修边线的位置和修边方式 。 压料面有两种：压料面有两种：1.由工件本身的法兰面组成；2.由工艺补充部分组成；制定压料面基本原则制定压料面基本原则: :1.1.为了降低拉深深度，压料面可以设计成一定的弯曲形状，使毛坯拉深前先弯成一定的形状。但压料面的形状应尽量简单、平滑，防止毛坯在压料过程中就产生摺皱现象，并利于毛坯在拉深时材料向凹模内流动 2.压料面与凸模的形状之间，应保持一定的几何关系保证在拉深过程中毛坯处于张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹。为此，必须满足如下关系：压料面长度凸模表面展开长度第13页，共189页压料面压料面AAAA分模线BBBB分模线修边线修边线第14页，共189页拉延与成型的区别拉延与成型的区别1.当零件成形深度大于10MM时最好采用拉延方式，避免出现挤料现象，小于10的可以考虑用成型.同时成型过程中为避免叠料通常加工艺缺口. 2.拉延一般需要做出完整的工艺补充面及压料面,且是一个封闭的几何形状,但成型可以只作出局部,无需全部封闭3.同一零件相同材料牌号,采用拉延或成型工艺得到的产品,在刚性方面前者比后者强.4.零件产品接近于封闭的零件最好采用拉延,敞口的可以采用成型第15页，共189页拉延与成型的选择拉延与成型的选择 此零件可以采用成型,也可以采用拉延,下图是采用不同方式的加工数据区别成型成型模具结构简图拉延拉延模具结构简图第16页，共189页数据工艺编制例子说明数据工艺编制例子说明侧修边线侧冲孔修边线修边线翻边线侧修边线侧修边线侧翻边线第17页，共189页加落料工序的理由加落料工序的理由 A、 同一零件的不同部位宽度差别超过30%左右时考虑加落料模，否则成型困难 B、提高材料利用率 C、成型前的板料相对于成型后的零件有大面积未参与成型 第18页，共189页开卷落料与普通落料的区别开卷落料与普通落料的区别 A、产品零件较大，人工操作劳动强度大的零件尽量采用开卷落料。B、相对于普通落料模，可以提高材料利用率的零件，采用开卷落料。C、毛坯所需要的卷料宽度太小或太宽，无法采用开卷落料的，需要采用普通落料模式。D 、零件工艺路线规划在自动化线上生产的零件，其落料模最好采用开卷落料。第19页，共189页工艺文件编制工艺文件编制1.模具吨位的估算方法MNP0长度宽度高度系数吨位（T)2700190010000.3313.3Q 模具长度尺寸一般在零件（指各序工艺数型）基础上，单边加400mm， 特 殊情况放大，如大型零件，以及模具左右方向存在侧冲机构的。模具宽度尺寸一般在零件（指各序工艺数型）基础上，单边加300mm， 特 殊情况放大，如大型零件，以及模具前后方向存在侧冲机构的。模具高度尺寸需要综合考虑很多原因，如压机设备参数，拉延深度等模具吨位(T)=长度*宽度*高度*系数*7.85/1000000000第20页，共189页工艺文件编制工艺文件编制工艺文件编制工艺文件编制2.使用压机的选择方法 压力机的公称压力 压力机的工作台面 压力机的台面顶杆布置 压力机的类型（闭式/开式） 压力机的滑块行程，最大装模高度及装模高度调节量。（其中要考虑压机本身是否带垫板，四冲630T的压机，最大装模高度850mm，垫板厚度100mm，实际最大装模高度只有750mm） 第21页，共189页冲压件工艺分析冲压件工艺分析1.同一个零件的加强筋方向必须一致，且尽量和冲压方向一致,避免加强筋与模具的摩擦磨损2.在前期产品数据工艺分析时,要考虑零件的零件尺寸,核对板料尺寸是否能满足,压机工作台面是否能满足.3.对冲压件排序时之两点注意： FL+RST的同时避免冲孔，以免对压料板的强度造成影响； 在符合排序时考虑到弹簧的布置空间问题.4.有些零件从工艺上考虑,缺口不需要,但有些零件又需要增加缺口的缺口多余,且要增加侧修缺少工艺缺口,翻边开裂第22页，共189页冲压件工艺分析冲压件工艺分析5.产品出现成型负角6.成型分析开裂7.拔模角太小冲压负角成型开裂拔模角太小第23页，共189页冲压件常见缺陷冲压件常见缺陷1.开裂2.变形3.起皱4.叠料5.拉毛6.坑包7.双棱线第24页，共189页目目 录录第一部分：冲压工艺介绍第二部分：冲压铸造模具第二部分：冲压铸造模具/ /钢板模具知识钢板模具知识第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第四部分：机械压力机基础知识第五部分：冲压新技术第25页，共189页一、铸造模具的通用基本规则一、铸造模具的通用基本规则1.1.模具防反措施模具防反措施：右后侧导柱或右侧导向腿（导板）向前侧10mm 第26页，共189页2. 2. 筋筋A、B 为减轻孔尺寸，（根据实际情况而定）；T 为筋厚，Min30； A、B=8T12T； 第27页，共189页 筋设置的注意事项： 避免斜交叉 非直角时，加大R 角第28页，共189页 筋设置避免集中交叉(T字型筋为首选) 筋厚尽量均等第29页，共189页3. 3. 压板槽和安全平台压板槽和安全平台安全平台压板槽第30页，共189页压板槽的数量压板槽的数量模具长度mm 下模压板槽上模压板槽1000 22 22 10011600 22 23 16013600 23 24 3600 24 24 模具模具应设置安全平台置安全平台 大型模具四处建议：（180180） 中型模具四处建议：（150150） 中小型模具二或四处建议：（100100） 细长模具及中小型模可以仅对角设置二处第31页，共189页 4. 4. 加工基准孔加工基准孔 基准孔设在模具中心线上，数量3个。也可以设置在坐标线上。 基准孔应设置在有效工作面范围之外。尽可能在等高面上，也可以在不等高面上将基准孔周围25 区域锪平。 尽可能使L1 等于L2。L1、L2、L3 尽可能大些。 第32页，共189页 5. 5. 模具快速安装基准模具快速安装基准 设置原则: : 一般说，只需要在下模座上设置安装基准，如果压机带有快速夹紧的过度垫板则需要同时在上、下模座上都设置安装基准。 安装基准采用定位键槽和定位缺口两种形式。 带活动工作台的压机，使用定位键槽或定位销孔方便，而固定工作台的压机，使用定位缺口方便。第33页，共189页二、拉延模具二、拉延模具 拉延模又分单动拉延和双动拉延拉延模又分单动拉延和双动拉延 1. 1. 单动拉延模单动拉延模 单动拉延模各部件在机床上的固定及导向。单动拉延模的凸模固定在压机的下工作台面上，压边圈与凸模导向，凹模固定在压机的上工作台面上，凹模与压边圈导向。 单动拉延冲压时的动作。机床气垫通过气顶杆顶起压边圈到指定高度，放上板料，定位，机床下行，凹模行至压边圈高度，凹模与压边圈压紧料，凹模带动压边圈与之一起下行。机床到达闭合高度，凸凹模墩死。拉延成形完毕。机床上滑块上行，弹簧顶销顶出零件，取件。第34页，共189页拉延模具分为三部分拉延模具分为三部分: :上模（凹模）、压边圈、下模（凸模上模（凹模）、压边圈、下模（凸模）第35页，共189页上模（凹模）上模（凹模）第36页，共189页压边圈压边圈第37页，共189页下模（凸模）下模（凸模）第38页，共189页气顶杆凸模压边圈凹模第39页，共189页双动拉延模双动拉延模 双动拉延模各部件在机床上的固定及导向。双动拉延模各部件在机床上的固定及导向。 双动拉延的凸模固定在压机的内滑块上，凸模与压边圈导向，压边圈固定在压机的外滑块上，压边圈与凹模导向，凹模固定在压机的下工作台面上。 双动拉延冲压时的动作。双动拉延冲压时的动作。 放上板料，定位。机床外滑块下行，压边圈下行至凹模高度，凹模与压边圈压紧料。内滑块下行，凸模到达闭合位置，凸凹模墩死。拉延成形完毕。机床内滑块上行，外滑块上行。气缸顶出零件，取件。 第40页，共189页凸模机床内滑块机 床外 滑块凹模气缸压边圈材料定位器导板第41页，共189页3. 3. 拉延模的结构拉延模的结构 1)、导向装置导向装置：压边圈与凸模的导向，凸凹模的导向都是靠导板来完成的。 2）、限位与安全装置：限位与安全装置：在压边圈上通常会设计出存对角线分布的二个工作螺栓和二个安全螺栓。工作螺栓来限制压边圈的工作行程，安全螺栓来保证操作的安全性。双动拉延则是在凹模的四个安全平台处设置四个行程限制器。 3）、安装定位装置安装定位装置：单动拉延模会在凸凹模的机床中心线上设计出 四个中心键槽或者V型槽用于凸凹模在机床上的定位，双动拉延模则设计在压边圈和凹模上。 第42页，共189页 4 4）、快速定位：）、快速定位：单动拉延模的凸模和双动拉延的凹模都会利用机床的气顶孔设置二处快速定位。尺寸结构如下： 机 床 气顶孔第43页，共189页 5 5）、研模用基准孔结构（）、研模用基准孔结构（CH CH 孔）孔） CH 孔应尽量设置在平面上（在斜面上最大不超过5）。 6 6）、排气孔：）、排气孔：为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设置多处排气孔，外覆盖件4-6，内覆盖件6-8。凹模的凹角处的排气孔还要套上排气弯管防止灰尘、液体等杂物进入模具型腔造成模具的损坏。 7 7）、材料定位装置）、材料定位装置：为了防止材料在模具上窜动，需要在前侧、左侧和右侧设置材料定位器，双动拉延是置于下模上；单动拉延是置于压边圈上。 8 8）、垫块：）、垫块：在拉延模的设计中，会在压边圈、凸模平台面上平均设置出平衡垫块，墩死垫块。也会在托杆承接面上设置托杆垫块。第44页，共189页9 9）、制件顶出装置：）、制件顶出装置：单动拉延的顶出一般在压边圈的拉延筋凹角处平均设置弹簧顶销，双动拉延在凹模设置气缸顶出。弹簧顶销气缸第45页，共189页1010）、到底标记销：）、到底标记销：拉延过程中一般来设置到到到底标记销来验证拉延是否到位。对于左右合并件的拉延，左右标记销可以代替到底标记销的验证。 第46页，共189页三、修边冲孔模具三、修边冲孔模具 根据成形工艺的需要，成型时需要把本来有的孔，或者二段面连接起来，这样成型完毕后要进行修边和冲孔的处理 。 修边冲孔模分为上模和下模。上模如下图：第47页，共189页下模如下图：第48页，共189页冲裁力冲裁力P P P=Ltb（N） P：冲裁力（N） L：冲裁轮廓长度（mm） t：板厚（mm） b：抗拉强度（b=350N/mm2）卸料力卸料力 卸料力因料厚、形状等的不同而各异，一般取冲裁力的26%。（常取5%）间隙选取原则间隙选取原则 落料尺寸取决于凹模尺寸（基准侧），间隙取在凸模上；冲孔尺寸取决于凸模尺寸（基准侧），间隙取在凹模上。 第49页，共189页 修边接刀修边接刀刃口材料及热处理刃口材料及热处理锻造镶块形式：Cr12MoV整体淬火HRC58-62（适用于t1.5mm 模具） 铸造镶块形式：7CrSiMnMoV火焰淬火HRC58-62（适用于t1.5mm 模具） 第50页，共189页 从刃口到圆筒凹模（凹模套）外圈为止的最小距离为从刃口到圆筒凹模（凹模套）外圈为止的最小距离为5 5，圆筒凹模，圆筒凹模下的壁厚最小距离为下的壁厚最小距离为2525： 形状孔的圆筒凹模上必须防转形状孔的圆筒凹模上必须防转第51页，共189页 倾斜面冲孔孔径与最大倾斜角倾斜面冲孔孔径与最大倾斜角 圆筒凹模形状圆筒凹模形状 第52页，共189页修边冲孔模模具结构修边冲孔模模具结构导柱汽缸导板废料刀弹簧下模上模废料盒冲头第53页，共189页1 1、修边冲孔模的导向、修边冲孔模的导向。修边模下模与上模用导柱或者导柱加导板直接导向，压料芯与上模用导板导向。2 2、限位与安全装置：、限位与安全装置：在压料芯上通常会设计出存对角线分布的二个工作侧销和二个安全侧销。对于模具尺寸比较小的则设置工作螺栓和安全螺栓。工作侧销安全侧销废料盒废料滑板 工作侧销、螺栓来限制压料芯的工作行程，安全螺栓来保证操作与维修的安全性。第54页，共189页3 3、安装定位装置：、安装定位装置：修边冲孔模的安装定位装置同拉延模。4 4、制件定位、制件定位：修边冲孔模的定位一般是靠拉延后形成的曲面来定位的。5 5、制件的取出装置：、制件的取出装置：制件的取出一般为机械杠杆顶出和气动元件顶出这二种方式。气动元件一般用汽缸。机械杠杆顶出第55页，共189页四、翻边整形模具四、翻边整形模具 在做成型类模具时侯我们为了得到好的成型件通常会采用封闭的型腔面进行拉延，在零件的边缘我们通常会建工艺台阶面，工艺包等一些工艺措施来辅助成型。成型完毕后在这些边缘处我们要进行翻边和整型工艺得到合格的覆盖件。 翻边整形模通常包括单活和双活二种。单活翻边整形通常指制件一个方向的翻边整形，即上翻（整）或者下翻（整）。双活翻边整形是指制件二个方向的翻边整形，即上下都要翻（整）。 导向装置导向装置：压料芯与下模座的导向，上下模的导向都是靠导板来完成的。 限位与安全装置：限位与安全装置：在压料芯或者退件芯上通常会设计出存对角线分布的二个工作侧销和二个安全侧销。对于模具尺寸比较小的则设置工作螺栓和安全螺栓。第56页，共189页 安装定位装置：安装定位装置：修边冲孔模的安装定位装置同拉延模与修边冲孔模。 制件定位制件定位：修边冲孔模的定位一般也是靠拉延后形成的曲面来定位的，或者用型面加制件上的孔来定位的。 制件的取出装置：制件的取出装置：制件的取出一般为在不工作的部位加开空手槽、机械杠杆顶出、气动元件顶出和直接用手工方式取出这四种方式。第57页，共189页五、斜楔模具五、斜楔模具 在修边冲孔时有些边或者面因为角度不够，不能通过垂直修边、冲孔，则需要利用在斜楔上安装修边刀、冲孔冲头的方法来解决。 在翻边整形时有些边或者面因为角度不够，不能通过垂直翻边、整形的工艺来解决的话。则利用在斜楔上安装翻边、整形镶块的方法来解决。 斜楔种类斜楔种类：斜楔一般分为水平斜楔、倾斜斜楔、吊楔、双向斜楔这四种斜楔方式。 第58页，共189页 水平斜楔是最基本的斜楔形式，是将冲压件需倾斜放置冲压转化成正常放置，垂直方向加工的生产方式。 倾斜斜楔（水平斜楔不能加工时采用)。 方向倾斜较大，用倾斜斜楔不能加工时使用吊楔。 斜楔在工作完毕后靠斜楔内的回程弹簧，自动回到起始位置。 作为斜楔滑块回位力有如下几种方式 ：弹簧、聚氨酯橡胶、气缸 、氮气弹簧第59页，共189页几种斜楔的工作原理水平斜楔倾斜斜楔逆向倾斜斜楔第60页，共189页六、宝丽龙六、宝丽龙 宝丽龙是消失模的俗成，是泡末通过数控加工，切割部件，然后用胶水粘贴起来的与模具成1：（1+缩水比）模型。 通过浇铸宝丽龙来得到铸造模具实体，再经过数控加工需要配合的面来达到冲压使用要求。第61页，共189页1 1、拉延模、拉延模压板槽上模/凹模压边圈墩死块下模座顶杆腿凸模平衡块钢板模基础知识钢板模基础知识第62页，共189页2 2、成型模、成型模上模板吊耳导柱导套下模板挡料板限位器模柄成型凹模成型凸模压板槽第63页，共189页3 3、修边冲孔模、修边冲孔模下模板吊耳下模垫板导柱导套压板槽修边凸模弹簧卸料板修边凹模上模垫板上模垫板上模板第64页，共189页4 4、钢板模的技术要求、钢板模的技术要求4.1、冲孔以凸模为基准，落料以凹模为基准；4.2、模具的闭合高度由冲床的最大装模高度和装模高度调节量决定，并在设计时需给出510mm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左右的间距；4.4、上下模板的材质选用45、Q235,厚度50mm以上；4.5、定位与取件：落料冲孔模采用浮动销或固定挡料定位，成形类模具优先采用孔定位，也可以采用型面及轮廓定位，要保证板料定位准确平稳；4.6、废料排出：废料尽量排进机床中心的漏料孔中；4.7、模具装夹：一般情况下，下模不开“U”形槽，上模开“U”形槽或者模柄装夹，优先选用“U”形槽；附“U”形槽规格图：4.8、具有单侧不对称工序内容的模具要设计平衡侧向力装置；4.9、模具材料及热处理；4.10、冲裁的吃入量：冲孔凸模的吃入量按35mm，落料和修边刃口吃入量原则上吃入23mm；第65页，共189页目目 录录第一部分：冲压工艺介绍第二部分：冲压铸造模具/钢板模具知识第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第四部分：机械压力机基础知识第五部分：冲压新技术第66页，共189页冲压件常见缺陷冲压件常见缺陷毛刺过大、变形、表面划伤、冲孔带料、塌陷、尺寸不符、少孔、毛刺过大、变形、表面划伤、冲孔带料、塌陷、尺寸不符、少孔、缩颈、开裂、起皱、叠料、拉毛、波浪、鼓包、凹坑、麻点、翻缩颈、开裂、起皱、叠料、拉毛、波浪、鼓包、凹坑、麻点、翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等第67页，共189页一、落料冲孔（修边）一、落料冲孔（修边）冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法毛刺毛刺凸凹模间隙过小；刃口过钝凸凹模间隙过小；刃口过钝调整间隙，打磨刃口调整间隙，打磨刃口少边少边上料不到位；定位装置松动上料不到位；定位装置松动重新调整紧固定位重新调整紧固定位少孔少孔冲头折断；冲套堵死冲头折断；冲套堵死做好模具保养做好模具保养表面有划痕表面有划痕操作时有拖、拉等现象操作时有拖、拉等现象按规程作业按规程作业第68页，共189页质量缺陷：修边毛刺、修边带料、少孔、孔毛刺质量缺陷：修边毛刺、修边带料、少孔、孔毛刺修边毛刺：主要是由于刀口间隙过大和过小，刀口间隙不均修边毛刺：主要是由于刀口间隙过大和过小，刀口间隙不均修边带料：修边刀口间隙过紧，润滑不当造成修边带料：修边刀口间隙过紧，润滑不当造成少孔：冲头折断、冲头长度不够，冲套堵塞等少孔：冲头折断、冲头长度不够，冲套堵塞等孔毛刺：冲头或冲套崩刃、冲头与冲套间隙过大或过小孔毛刺：冲头或冲套崩刃、冲头与冲套间隙过大或过小修边（修边（TRTR ）、冲孔（）、冲孔（PI）第69页，共189页二、拉延二、拉延冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法开裂开裂/ /缩颈缩颈1. 1. 压料力太大压料力太大1. 1. 减小外滑块的压力减小外滑块的压力2. 2. 凹模口或压料筋槽的圆角半径太凹模口或压料筋槽的圆角半径太小小2. 2. 加大有关的圆角半径加大有关的圆角半径3. 3. 压料筋布置不当或间隙太小压料筋布置不当或间隙太小3. 3. 调整压料筋的数量、位置和间隙调整压料筋的数量、位置和间隙4. 4. 压料面的光洁度不够压料面的光洁度不够4. 4. 提高光洁度提高光洁度5. 5. 润滑不足润滑不足5. 5. 改善润滑条件改善润滑条件6. 6. 坯料放偏坯料放偏6. 6. 使坯料正确定位，必要时加预弯工序使坯料正确定位，必要时加预弯工序7. 7. 坯料尺寸太大坯料尺寸太大7. 7. 减小坯料尺寸减小坯料尺寸8. 8. 坯料质量不符合要求坯料质量不符合要求8. 8. 更换材料更换材料9. 9. 局部形状变形条件恶劣局部形状变形条件恶劣9. 9. 加工艺切口或工艺孔，或改变拉深件的局加工艺切口或工艺孔，或改变拉深件的局部形状部形状第70页，共189页故障现象：侧围外板故障现象：侧围外板OP10OP10门洞内三角部位出现开裂过大在后序无法切除造成制件报废门洞内三角部位出现开裂过大在后序无法切除造成制件报废A21A21侧围外板侧围外板B14B14侧围外板侧围外板S21S21侧围外板侧围外板第71页，共189页故障分析：故障分析：模具压边力不当导致板料成型中流动不均匀；针对压边力分析出以下因数：模具压边力不当导致板料成型中流动不均匀；针对压边力分析出以下因数：1.1.板料在板料在OP10OP10模具上定位后门洞内的压料边不足，造成各边的走料不平衡模具上定位后门洞内的压料边不足，造成各边的走料不平衡2.2.局部外滑块压边力太大局部外滑块压边力太大3.3.凸模内压料芯里面的氮气缸压力不足凸模内压料芯里面的氮气缸压力不足4.4.门洞的压料面上的拉深筋布置不合理门洞的压料面上的拉深筋布置不合理5.5.压料面着色差压料面着色差关键问题：关键问题：能清楚判断出两边料流的走势，知道是哪边压力相对来说小，能清楚判断出两边料流的走势，知道是哪边压力相对来说小，从而造成两边走料不均衡引起开裂。从而造成两边走料不均衡引起开裂。第72页，共189页我的理解：就如一张纸，用一只手掌压住纸的半边，另一只进行撕扯另一半边造成的撕裂。第73页，共189页解决方案：通过变相的在门洞的压料面相应位置上垫砂布进行尝试调试，解决方案：通过变相的在门洞的压料面相应位置上垫砂布进行尝试调试，发现开裂现象消除；下线对其进行焊补增高或重新增加一条拉延筋。发现开裂现象消除；下线对其进行焊补增高或重新增加一条拉延筋。增高原有拉延筋在原有拉延筋的前面重新增加一条拉延筋第74页，共189页冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法起皱起皱1. 1. 压料力不够压料力不够1 1、加大压料力、加大压料力2. 2. 压料面压料面“里松外紧里松外紧”2. 2. 修磨压料面，消除修磨压料面，消除“里松外紧里松外紧”现现象象3. 3. 凹模口圆角半径太大凹模口圆角半径太大3. 3. 减小圆角半径减小圆角半径4. 4. 压料筋太小或布置不当压料筋太小或布置不当4. 4. 增加压料筋，或改变其位置增加压料筋，或改变其位置5. 5. 润滑油次数太频，或涂刷位置不当润滑油次数太频，或涂刷位置不当5. 5. 适当减小润滑油，并注意操作适当减小润滑油，并注意操作6. 6. 坯料尺寸太小坯料尺寸太小6. 6. 加大坯料尺寸加大坯料尺寸7. 7. 坯料定位不稳定坯料定位不稳定7. 7. 改善定位，必要时加预弯工序改善定位，必要时加预弯工序8. 8. 压料面形状不当压料面形状不当8. 8. 修改压料面形状修改压料面形状第75页，共189页制件外边缘起皱严重，影响产品质量第76页，共189页冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法划伤划伤1. 1. 压料面的光洁度不够压料面的光洁度不够1. 1. 提高光洁度提高光洁度2. 2. 凹模圆角的光洁度不够凹模圆角的光洁度不够2. 2. 提高光洁度提高光洁度3. 3. 镶块的接缝间隙太大镶块的接缝间隙太大3. 3. 消除镶块的间隙消除镶块的间隙4. 4. 坯料表面有划痕坯料表面有划痕4. 4. 更换材料更换材料5. 5. 润滑剂质量低润滑剂质量低5. 5. 改善润滑条件改善润滑条件第77页，共189页冲击线：上模下降，使材料与压边圈保持接触状态。接着，当材料开始流入时，模具与材冲击线：上模下降，使材料与压边圈保持接触状态。接着，当材料开始流入时，模具与材料的摩擦状态从静摩擦转移。材料刚刚开始流入之前的静摩擦力很大，材料弯曲部分引起料的摩擦状态从静摩擦转移。材料刚刚开始流入之前的静摩擦力很大，材料弯曲部分引起加工硬化和使料厚减薄，但这一部分，随着材料的流动由静摩擦转变为动摩擦状态，摩擦加工硬化和使料厚减薄，但这一部分，随着材料的流动由静摩擦转变为动摩擦状态，摩擦阻力大幅度减小，因此，原来的弯曲形状没有被拉直，而作为冲撞痕线而遗留下来。阻力大幅度减小，因此，原来的弯曲形状没有被拉直，而作为冲撞痕线而遗留下来。冲压件冲压件缺陷缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法冲击线冲击线1. 1. 由于凹模圆角半径由于凹模圆角半径（rdrd）产生的冲撞痕）产生的冲撞痕线。线。进行阶梯形拉深时，进行阶梯形拉深时，rdrd要尽可能大。为了防止冲撞痕线和要尽可能大。为了防止冲撞痕线和拉深伤痕，拉深伤痕，rdrd要认真进行研磨，能同时进行镀硬铬，要认真进行研磨，能同时进行镀硬铬，TDTD处处理（丰田扩散法）等表面硬化处理，效果更佳。理（丰田扩散法）等表面硬化处理，效果更佳。 要求：要求：rd/t8rd/t82020如果要把修边后的凸缘去掉，凹模内壁应制成锥形。如果要把修边后的凸缘去掉，凹模内壁应制成锥形。将冲撞痕线从制品重要表面避开。将冲撞痕线从制品重要表面避开。2. 2. 由于凸模圆角半径由于凸模圆角半径（rprp）而引起的冲撞）而引起的冲撞痕线痕线不使凸模底部材料流动。使材料流入均衡，不使凸模下面不使凸模底部材料流动。使材料流入均衡，不使凸模下面材料流动。材料流动。将凸模圆角半径（将凸模圆角半径（rprp）增大。）增大。 将凸模圆角半径尽可能增将凸模圆角半径尽可能增大，冲撞痕线就会变浅。要求大，冲撞痕线就会变浅。要求rp/t20rp/t20。第78页，共189页冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决方法解决方法拉毛拉毛模具硬度不够模具硬度不够对模具进行表面处理对模具进行表面处理模具型面有沙眼模具型面有沙眼仔细检查铸件仔细检查铸件型面不顺过渡不圆滑型面不顺过渡不圆滑抛光模具表面抛光模具表面第79页，共189页三、翻边三、翻边冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决方法解决方法翻边不垂直翻边不垂直凹凸模间隙过大凹凸模间隙过大调整间隙调整间隙翻边开裂翻边开裂凹凸模间隙过小；形状有突变凹凸模间隙过小；形状有突变调整间隙；前期工艺考虑调整间隙；前期工艺考虑翻边拉毛翻边拉毛刃口有伤痕；表面有杂物刃口有伤痕；表面有杂物检查模具状态检查模具状态翻边高度不一致翻边高度不一致凹凸模间隙不均；定位不稳凹凸模间隙不均；定位不稳调整间隙，紧固定位调整间隙，紧固定位第80页，共189页 翻边（翻边（FLFL）、整形（）、整形（RSTRST）缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等 (1)(1)翻边不垂直翻边不垂直凸凹模间隙过大凸凹模间隙过大(2)(2)翻边高度不一致翻边高度不一致凸凹模间隙不均匀；定位不准；落料件尺寸不准凸凹模间隙不均匀；定位不准；落料件尺寸不准(3)(3)翻边拉毛翻边拉毛刃口有伤痕；零件表面有杂质；刃口硬度太低刃口有伤痕；零件表面有杂质；刃口硬度太低(4)(4)翻边裂翻边裂修边时毛刺大；凸凹模间隙太小；翻边处形状有突变；修边时毛刺大；凸凹模间隙太小；翻边处形状有突变； 第81页，共189页 在冷冲压生产中，造成质量问题的因素有很多，如冲压设备故障或在冷冲压生产中，造成质量问题的因素有很多，如冲压设备故障或维修不当、冲模安装与调整产生问题、违反操作规程、原材料的质量低劣维修不当、冲模安装与调整产生问题、违反操作规程、原材料的质量低劣和工艺安排不当都可能出现质量问题，甚至造成废品，为防止冲压生产质和工艺安排不当都可能出现质量问题，甚至造成废品，为防止冲压生产质量问题的产生，应采取以下措施：量问题的产生，应采取以下措施：1 1）原材料必须与制件规定的技术要求相符合，对于坯料尺寸和表面质量要）原材料必须与制件规定的技术要求相符合，对于坯料尺寸和表面质量要求比较高的制件，应进行检验，使用代用材料一定要得到产品部门或使用求比较高的制件，应进行检验，使用代用材料一定要得到产品部门或使用部门的认可，绝不可自作主张。部门的认可，绝不可自作主张。2 2）工艺规程中规定的各个环节必须严格遵守，不可随意更改工序顺序和遗）工艺规程中规定的各个环节必须严格遵守，不可随意更改工序顺序和遗漏某些辅助工序，做到严格执行工艺纪律；漏某些辅助工序，做到严格执行工艺纪律；3 3）全部工艺装备应保证在完好正常的状态下工作，特别是应经常观察冲模）全部工艺装备应保证在完好正常的状态下工作，特别是应经常观察冲模磨损和安装的状况，根据生产批量大小和生产经验，建立一套及时的维修磨损和安装的状况，根据生产批量大小和生产经验，建立一套及时的维修和保养制度。和保养制度。四、保证冷冲生产质量的措施四、保证冷冲生产质量的措施第82页，共189页4 4）生产中应建立严格的检验制度，一般有自检、互检和专检三方面合）生产中应建立严格的检验制度，一般有自检、互检和专检三方面合起来。起来。5 5）坚持实行文明生产制度，如工件和毛坯的传输应有合适的工位器具，）坚持实行文明生产制度，如工件和毛坯的传输应有合适的工位器具，以免压撞制件表面，从而保证制件的表面质量和维持应有的制造精度。以免压撞制件表面，从而保证制件的表面质量和维持应有的制造精度。此外，在冲压生产过程中应始终保持模具内部的清洁。此外，在冲压生产过程中应始终保持模具内部的清洁。 总之，在冲压生产中质量问题会经常发生，总之，在冲压生产中质量问题会经常发生，应严格贯彻预防为主的方针。为了保证冷冲压生产的应严格贯彻预防为主的方针。为了保证冷冲压生产的质量，可以归纳为：制件结构合理、材料性能、尺寸质量，可以归纳为：制件结构合理、材料性能、尺寸和形状合格；模具设计合理；制造精良、工艺设计合和形状合格；模具设计合理；制造精良、工艺设计合理和参数合适；压力机设备完好并操作合理。理和参数合适；压力机设备完好并操作合理。第83页，共189页目目 录录第一部分：冲压工艺介绍第二部分：冲压铸造模具/钢板模具知识第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第四部分：机械压力机基础知识第四部分：机械压力机基础知识第五部分：冲压新技术第84页，共189页一、概一、概 述述冲压机械压力机是汽车制造四大工艺中冲压工艺最主要、最常用的设备之一。它主要是依靠压力机的压下能量作功于模具中的钢板，使之成形，变成汽车车身的壳体。第85页，共189页二、压力机基本组成部分二、压力机基本组成部分动力能源系统 包括电动机和飞轮。电动机提供动力源，飞轮起着储存和释放能量的作用。传动系统 将电动机的运动和能量传递给工作机构。由带传动和齿轮传动等机构组成。工作机构 压力机的工作执行机构。一般为曲柄滑块机构，由曲轴、连杆、滑块等零件组成。支撑部件 如机身等。连接和固定零部件，保证他们的相对位置和运动关系。工作时机身要承受全部的工艺力。第86页，共189页二、压力机基本组成部分二、压力机基本组成部分操作与控制系统 主要包括离合器、制动器、电子电器检测控制装置等。辅助系统与附属装置 包括气路系统、液压、润滑系统、气垫、快速换模装置等。滑块齿轮机构立柱底座横梁移动工作台第87页，共189页 第88页，共189页三、压力机的传动三、压力机的传动压力机的主传动系统布置在横梁内：1、一级传动为“M”型多契带传动主电机通过多契带将能量传给飞轮2.二级传动为人字齿轮传动飞轮旋转将能量传给高速轴再传给人字齿轮3.三级传动为人字齿或直齿轮传动人字齿轮传给直齿或人字齿，使偏心轮通过连杆传给滑块进行直线往复运动第89页，共189页第90页，共189页第91页，共189页四、压力机工作原理四、压力机工作原理电动机飞轮离合器人字齿+直齿=齿轮系导柱、导套滑块曲柄连杆机构圆周运动 直线运动高速 低速电能 机械能第92页，共189页五、压力机的常用术语五、压力机的常用术语“L”字母代表多连杆“D”字母代表双动数字“4”代表四点的意思“1250”代表内滑块公称力12500KN“750”代表外滑块公称力7500KN“B” 代表改进代号4700、2500代表滑块、移动工作台面尺寸LD4-1250/750B-4700-2500LD4-1250/750B-4700-2500LS4-2000E-4600-2600 LS4-2000E-4600-2600 LS4-2000E-4600-2600 LS4-2000E-4600-2600 ？题目第93页，共189页LD4-1250/750B-4700-2500LD4-1250/750B-4700-2500闭式四闭式四点双动拉伸压力机点双动拉伸压力机LS4-2400LS4-2400闭式四点单动压力机闭式四点单动压力机第94页，共189页JE39-1000 J36- J31-“J”字母代表机械式压力机“E”字母代表改进代号“3”数字代表闭式框架“9”数字代表四点“6”数字代表双点“1”数字代表单点第95页，共189页LS4-2000E-4600-2600 LS4-2000E-4600-2600 “S”字母代表单动“2000”代表单滑块公称力20000KN“E”代表改进代号4600、2600代表滑块、移动工作台面尺寸第96页，共189页第97页，共189页 六、压力机的主要参数六、压力机的主要参数 压力机的技术参数反映了压力机的工艺能力、应用范围、生产率等指标，是正确选用压力机的主要依据。 1 1、公称压力及公称压力行程：、公称压力及公称压力行程： 压力机在结构上能够完全地承受的最大容许冲压能力；即，滑块离下死点到某一特定距离时，滑块所容许承受的最大作用力。此特定距离称为公称压力行程。 例如：LS4-2000E型压力机滑块在距离下死点13mm时，允许滑块承受20000KN的作用力；即公称压力行程为3mm ，公称压力为20000KN。第98页，共189页 2 2、滑块行程、滑块行程 滑块从上死点到下死点所经过的距离。它的大小随工艺用途不同和公称压力不同而不同。滑块滑块上死点滑块下死点1234四连杆机构第99页，共189页3 3、滑块行程次数、滑块行程次数 滑块行程次数是指滑块每分钟从上死点到下死点，然后再回到上死点所往复的次数。单位为：spm，每分钟的冲程次数。 第100页，共189页七、压力机的组成详解七、压力机的组成详解压力机大致有以下几个部分压力机大致有以下几个部分组成组成: :1、横梁；2、主传动系统；3、离合器、制动器；4、滑块、滑块调整机构；5、立柱；6、底座；7.移动工作台；8.气垫、闭锁；9.电气系统；10.气动、液压系统；11.润滑系统。第101页，共189页机身机身 机身由一个底座、四个立柱组成，与横梁通过四个穿过机身四角的拉紧螺栓予紧后组成一个足够承受冲击力的刚性整体。 底座上面安装移动工作台及其定位装置、固定制子、导轨板。底座内部有拉伸垫（气垫闭锁）、拉伸垫顶冠。立立柱柱滑滑块块第102页，共189页立柱的通常布置立柱的通常布置 右前立柱装有操作按钮站、触摸屏，每条线的第一台还配备有吨位显示器。是整个压力机操作与控制的枢纽。吨位显示器吨位显示器参数铭牌参数铭牌触摸屏触摸屏操作按钮站操作按钮站第103页，共189页立柱的通常布置立柱的通常布置 左前立柱装有组合阀控制板及空气管路，总气源的压缩空气经组合控制阀控制板分成若干支路到各执行部位；另外，在立柱的正面，有显示总气源压力的压力表调压阀调压阀压力表压力表总气源压力表总气源压力表第104页，共189页立柱的通常布置立柱的通常布置 左后立柱装有间歇润滑控制板（有拉伸垫时）、平衡器管路、横梁回油管，滑块回油装置等。第105页，共189页 部分压力机在右后立柱内，也有一些需要操作人员调整的阀。部分压力机右后立柱内有气垫快速进气、平衡器增压泵进气管路，工作台气源阀等部分压力机左后立柱内有气垫润滑阀、润滑流量调节阀等立柱的通常布置立柱的通常布置第106页，共189页警示警示每个立柱上都有一每个立柱上都有一个个急停按钮。若要压机紧急停止，若要压机紧急停止，可以就近通过可以就近通过遮挡光电保护装置、拍急停按钮等手段来等手段来实现。急停设施是实现。急停设施是操作者人身安全的操作者人身安全的保障，保障，“大家要象爱护自己的眼睛一样保护它！”急停急停光电保护光电保护光电保护光电保护第107页，共189页横梁主传动横梁主传动 横梁安装在立柱上面，压力机的主传动齿轮、轴、偏心体、连杆、导柱等封闭在横梁体内。 主传动共计分三级减速，第一级为M型多楔带传动，第二级为高速级齿轮传动，第三级为低速级齿轮传动。 横梁主传动是压力机的动力，其压力机设计制造的精髓部分。其涉及的内容与专业知识比较密切。第108页，共189页横梁顶部横梁顶部( (俯视图俯视图) )制动器本体主左分油器离合器制动器气包微调制动器液压螺母第109页，共189页离合器离合器. .制动器制动器 压力机离合器和制动器是用于电动机和飞轮连续转动情况下，使压力机曲柄连杆机构运动或者停止。因此离合器和制动器是保证压力机正常工作不可缺少的传动部件，而两者又必须是密切地配合和协调地工作。 离合器制动器离制气包第110页，共189页滑块滑块 模具上模就是固定在滑块上。在冲压行程中，滑块上下平稳的运动。滑块固定上模第111页，共189页部分压力机滑块内有上气垫。部分压力机滑块内还有模具夹紧装置。部分压力机还有上模快速夹紧装置。上垫板上垫板夹紧装置第112页，共189页 滑块内有液压保护装置。液压保护是设备的重要保护装置。液压保护装置由液压垫、油箱、管路及调压阀、压力表组成。液压保护油箱是由操作人员检查加油的，加油一定要小心！油箱在这里面第113页，共189页滑块与立柱之间是导轨接触，接触面有润滑油冷却、润滑。立柱上在每个导轨的下面都有接油盒，接油盒回油到主油箱。滑块导轨接油盒接油盒里不允许放手套、接油盒里不允许放手套、饮料瓶、刷子！饮料瓶、刷子！第114页，共189页滑块与横梁、立柱之间，有平衡器。可以防止当滑块向下 运动时，因其自重而 迅速下降，使传动系 统中的齿轮反向受力而造成冲击和噪音； 可以消除连杆与滑块 间的间隙，减少受力 零件的冲击和磨损；可以降低装模高度调 整机构的功率消耗；可以防止因制动器失 灵或连杆折断时，滑 块坠落而产生事故。平衡器第115页，共189页工作台工作台模具的下模固定在工作台上。压力机的工作台可以移动，用来方便、快速的更换模具。工作台开动时，应看着随行电缆或随行气管！第116页，共189页 为了保证冲压件的精度，工作台面与滑块的下平面的平行度要求很高。 对工作台的台面要求经常清擦，对工作对工作台的台面要求经常清擦，对工作台的下面的轨道要经常认真的清擦。（一点台的下面的轨道要经常认真的清擦。（一点点废料垫在工作台的下面，都可能对冲压件点废料垫在工作台的下面，都可能对冲压件的精度产生影响）的精度产生影响）第117页，共189页 工作台有夹紧装置固定在压力机的底座上。夹紧状态放松状态夹紧器里进废料啦！第118页，共189页电气 压力机的电柜大都放在电柜平台上。电柜是压力机控制的核心部分，操作人员不允许动电柜里的任何元器件。但电柜平台一定要保持清洁。第119页，共189页 机械压力机的闷车 机械压力机传动系统的突出特点是带有一个惯量很大的飞轮。这与机械压力机的工作特性有关。与一个行程相比，真正冲压制件的时间是很短的，而所付出的能量却很大。这部分能量大部分靠飞轮的速降来付出。此时，电动机的作用就是使飞轮在非工作区间内恢复转速，储备能量以便继续工作。 在惯量的飞轮付出能量作功。但是，当压机由于某种原因发生“闷车”（超载）时，这部分能量的瞬时释放，如果处理不当，又会给整个压机造成损害。为减小飞轮尺寸，机械压力机中飞轮均安装在高速小齿轮轴上。 当压力机的装模高度调的过小时，可能造成闷车。注意第120页，共189页目目 录录第一部分：冲压工艺介绍第二部分：冲压铸造模具/钢板模具知识第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第四部分：机械压力机基础知识第五部分：冲压新技术第五部分：冲压新技术第121页，共189页一、同步工程（一、同步工程（SESE）的由来）的由来 所谓同步工程(Simultaneous engineering简称SE)对产品开发及其相关过程进行并行、一体化设计的一种工作模式。1.1.同步工程（同步工程（SESE）简介）简介同步工程同步工程第122页，共189页串行工程串行工程 传统汽车车身开发工作一直采用串行工程的方法，造成前后脱节,由于不能在过程中及早考虑工艺规划、质量保证及制造工艺性等问题，使一些问题到后期才能暴露出来并加以解决，导致设计改动量大，产品开发周期长，产品成本高；在产品寿命周期中，错误发现的愈晚，造成的损失就愈大，冲压SE将工艺规划和制造工艺性等问题及时反馈给产品部门，将“错误”消灭在设计阶段。 第123页，共189页2 2、冲压、冲压SESE的在车身开发中的作用的在车身开发中的作用2.12.1实现产品材料的合理定义实现产品材料的合理定义 （a）产品简图 （b）材质为B170P1的分析结果 （c）材质为B340LA的分析结果 在模具开发过程,模具加工完成后,使用原产品定义材料无法冲压出合格制件,增加了模具调试周期,甚至导致模具报废,如果此时更换材料,车身碰撞将无法通过；在冲压SE过程中,借助CAE分析软件(Autoform,Pam-stamp)对产品材料定义的合理性进行验证 。第124页，共189页2.2 2.2 实现产品结构的合理定义实现产品结构的合理定义 （a）SE前整体制件形状 （b）SE后分件制件形状 （c）SE后分件制件形状 目前，大部分企业的产品设计人员对冲压工艺考虑较少，导致很多产品结构设计不合理，造成材料利用率下降，成本上升；同时，会造成模具结构的复杂，给模具调试和维修带来不利因素，在冲压SE过程中，对制件的结构合理性进行分析，将信息反馈给产品设计部门,实现产品结构的合理定义。 第125页，共189页2.3 2.3 冲压冲压SESE以实现产品的合理定义来提高材料的利用率以实现产品的合理定义来提高材料的利用率 （a） SE前制件形状 （b）SE后制件形状 图（a）产品分块不合理影响了材料利用率的提升，在我们建议下，产品部门经过对产品分块的重新优化，改为图（b），材料利用率提高了3% 。第126页，共189页2.4 2.4 冲压冲压SESE可实现产品成形工艺性的验证可实现产品成形工艺性的验证 在汽车模具开发中，大件的模具结构复杂，装配及调试周期长，如果大件的成形工艺性在未得到验证前便投入模具的设计与制造，势必给后期生产及调试带来巨大的风险，冲压SE可对大型制件成形工艺性验证，以减少开模的风险。 （a）产品简图 （a）模 面 （b）板料线及筋线 （c）CAE分析结果确定工艺方案制作模面确定分模线确定拉延筋线确定板料线板料线CAE分析第127页，共189页 资料表明，汽车质量每减轻1%，燃油消耗下降0.6%1.0%；钢板约占轿车材料的75%，车身质量约占整车质量的25%30%，随着油价的上涨，车身轻量化将成为众多厂家追逐的目标，促使车身轻量化的技术将会得到突飞猛进的发展。 二、冲压现代化生产新技术二、冲压现代化生产新技术一）车身轻量化的技术一）车身轻量化的技术第128页，共189页1 1、激光拼焊板技术的应用、激光拼焊板技术的应用 激光拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。该工艺其中的优点有： 减少了结构件质量以实现车身轻量化； 减少结构件数量； 另外，国内首家生产激光拼板的蒂森克虏伯公司在武汉成立，一汽宝友公司是目前国内最大的激光拼焊板加工企业。第129页，共189页 激光拼焊板的技术优势激光拼焊板的技术优势1.1.1.1.减少工件数量，减少工件数量，减少工件数量，减少工件数量， 从而：从而：从而：从而：减少加工环节减少加工环节减少加工环节减少加工环节降低生产成本降低生产成本降低生产成本降低生产成本2.2.2.2.降低工件重量，从而降低整车重量降低工件重量，从而降低整车重量降低工件重量，从而降低整车重量降低工件重量，从而降低整车重量3.3.3.3.提高工件质量提高工件质量提高工件质量提高工件质量 ( ( ( (减少累计公差减少累计公差减少累计公差减少累计公差) ) ) )4.4.4.4.提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能第130页，共189页激光拼焊板的技术优势激光拼焊板的技术优势 之一之一典型工件典型工件: : “轿车前纵梁轿车前纵梁”1. 1. 1. 1. 减少工件数量，减少工件数量，减少工件数量，减少工件数量， 从而：从而：从而：从而：减少加工环节减少加工环节减少加工环节减少加工环节降低生产成本降低生产成本降低生产成本降低生产成本传统工生产工艺传统工生产工艺(9 个冲压件，经过120个焊点装焊而成)采用激光拼焊板后的工艺采用激光拼焊板后的工艺(3 张料片拼焊成一张拼焊板，然后冲压成形)第131页，共189页 激光拼焊板的技术优势激光拼焊板的技术优势 之二之二典型工件典型工件: : “轿车车门内板轿车车门内板”2. 2. 降低工件重量，从而降低整车重量降低工件重量，从而降低整车重量降低工件重量，从而降低整车重量降低工件重量，从而降低整车重量铰链安装位置铰链安装位置第132页，共189页 激光拼焊板的技术优势激光拼焊板的技术优势 之三之三3. 3. 3. 3. 提高工件质量提高工件质量提高工件质量提高工件质量 ( ( ( (减少累计公差减少累计公差减少累计公差减少累计公差) ) ) )典型工件典型工件: : “轿车前纵梁轿车前纵梁”传统传统工生产工艺工生产工艺(9 个冲压件，经过120个焊点装焊而成)采用激光拼焊板后的工艺采用激光拼焊板后的工艺(3 张料片拼焊成一张拼焊板，然后冲压成形)第133页，共189页 激光拼焊板的技术优势激光拼焊板的技术优势 之四之四4. 4. 4. 4. 提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能典型工件典型工件: : “轿车前后纵梁轿车前后纵梁”, , “轿车前地板轿车前地板”, , “轿车前后轮罩轿车前后轮罩”, , “轿车中轿车中立柱立柱” 等等第134页，共189页4. 4. 4. 4. 提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能提高车身碰撞安全性能典型工件典型工件: : “轿车前后纵梁轿车前后纵梁”, , “轿车前地板轿车前地板”, , “轿车前后轮罩轿车前后轮罩”, , “轿车中立轿车中立柱柱” 等等 上海大众上海大众 “波罗波罗” “中立柱中立柱”第135页，共189页激光拼焊件在车身上的分布激光拼焊件在车身上的分布第136页，共189页减少结构件数量的案例减少结构件数量的案例减少了铰链加强板，重量有一定程度的减少。第137页，共189页2 2、高强度钢板的应用、高强度钢板的应用 随着油价的上涨以及人们对安全需求提高，减薄增强是汽车用钢板的发展趋势，因而，高强度钢板将会得到更加普遍的应用。 资料表明，20世纪80年代初，美、日等国家开始将高强度钢板用于车身的生产； 高强度钢板可以减轻零件质量，提高整车碰撞的安全性，提高零件的外观质量和抗凹性. 目前，我公司应用较多的双相钢和析出强化钢。第138页，共189页高强板大量应用的产品背景高强板大量应用的产品背景碰撞安全法则的提高特别是欧洲小型车的吸能要求耐久性要求油价的提升小发动机日受关注轻量化趋势第139页，共189页高强板大量应用的产品背景高强板大量应用的产品背景国外高强板料的制造技术日趋完善；钣金成型技术亦有大幅度提高国内超高强度钢板的开发还不成熟，钣金分析与国外水平还存在差距。第140页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高强度钢板的成形性能高强度钢板的定义第141页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高强度钢板的成形性能高强度钢板的成形特点： 高的抗拉强度，成形力随着抗拉强度的增加而增加；含碳量和合金元素的增加，降低了材料的成型性能；高的抗拉强度，回弹量也相应增加；深拉伸时，高的成形力和变形量，将增加起皱的可能性；高的材料剪切强度，剪切力增加。第142页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高成本高耗材的长周期的模具开发高标号钢特殊处理保证模具表面的光洁度，Ra0.2m；超高强度钢板变形剧烈的部位局部需镶嵌陶瓷。表面处理与模具使用寿命的关系第143页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高成本高耗材的长周期的模具开发产品的特殊处理第144页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高成本高耗材的长周期的模具开发特别工艺:1,热成型第145页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高成本高耗材的长周期的模具开发特别工艺:2,回弹补偿试制高强度钢板回弹补偿试制过程 高强度钢成形机理还未出现重大突破，软模试制是目前有效的手段！第146页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点高吨位压机及伺服压机增加压边力及成形力，控制回弹。日韩经验:一点五倍所需压力伺服压力机或油压（保压时间长，压边力稳定）第147页，共189页高强板成型的特点高强板成型的特点产品冲压焊装的高度合作是产品高质量的保证回弹无法补偿产品无法成型一切工艺(包括产品)向高耗工艺让步冲焊合作冲焊合作是高品质是高品质车身的保车身的保证！证！第148页，共189页中国高强钢现状中国高强钢现状板材成型特性不稳定(特别是高于590兆帕)宝钢大于590兆帕的钢板很不稳定，给生产和车身质量带来 不确定因素！（与湖南大学的博士交流的结果也是如此。）第149页，共189页 日韩目前车身应用普遍的为440590MPa，新雅阁的高强度钢板的应用 48%（与M11等车型相近）；日韩车身强度主要依靠结构设计和吸能材料的应用达到5星的NCAP；超高强度钢板的使用，冲压工艺的要求使得制件结构设计弱化；建议公司车身设计上学习日韩的模式，减少超高强度钢板的应用；高端细分市场可以采用部分超高强度及热成型，以彰显科技，提高品牌美誉度。建议措施建议措施第150页，共189页双相钢双相钢Dual phase steelDual phase steel组织由铁素体和马氏体组成，强度由马氏体硬度和马氏体的量决定。双相钢的强度可达TS450-1000MPa。主要用于结构件和安全件。宝钢牌号：B300/500DP、B340/590DP、B400/780D等。应用实例J18纵梁B340/590DP代表什么含义?第151页，共189页 屈服强度一般在260-550MPa ，为低碳钢，除通过Si、Mn固溶强化外，添加Nb、V、Ti等微合金化元素。优点是晶粒细，好焊接。 宝钢的牌号如：B340LA、B410LA等。J19后背门多个加强板。B340LA代表什么含义?析出强化钢析出强化钢precipitation strengtheningprecipitation strengthening第152页，共189页3 3、热冲压成形技术、热冲压成形技术 板材热成形是将坯料加热到再结晶温度以上某一适当温度，使板料在奥氏体状态时进行成形，降低板料成形时的流动应力，提高板料的成形性。 该工艺其中的优点有：优化零件集成，减少零部件数量，有非常显著的减重效果。第153页，共189页热冲压成形技术的应用驱动因素热冲压成形技术的应用驱动因素轻量化减重、节能、降耗舒适性BIW具有较高的强度刚度和NVH特性安全性车型具有较高的耐撞性能热冲压成形技术1、成形性差、容易开裂；2、成形精度差，回弹大， 容易产生各种表面缺陷；3、所需设备吨位大；4、超高强度钢板制造困难；高强度钢板成形的瓶颈问题未解决第154页，共189页落料预成形加热冲压成形去氧化皮激光切边冲孔涂油（防锈处理）保压（使零件形状稳定）热成形的工艺流程热成形的工艺流程热冲压成形技术的工艺流程及工作原理热冲压成形技术的工艺流程及工作原理1）热成形技术的工艺流程冷却阶段冷却阶段冷却阶段冷却阶段 成形阶段成形阶段成形阶段成形阶段加热阶段加热阶段加热阶段加热阶段热冲压成形的3个重要环节第155页，共189页成形前常温下高强度硼合金钢板强度500-600MPa；成形后强度超过1500MPa，提高了200-300；称为冲压硬化技术第156页，共189页2）热冲压成形的工装及设备加热炉热冲压成形的工装模具压力机及机械手第157页，共189页3）热冲压成形技术的工作原理加热阶段加热阶段:板料均匀奥氏体化成形阶段成形阶段:较高的成形速度.冷却阶段冷却阶段:临界冷却速度27/S第158页，共189页图（图（3 3） 热成形件微观组织热成形件微观组织图（图（1 1） 硼钢相变转变图硼钢相变转变图图（图（2 2） 加热过程中强度、延伸率示意图加热过程中强度、延伸率示意图图（图（4 4） 热成形件热成形件 超高强度锰硼钢板常温下强度为500600 MPa，加热使之奥氏体化后，迅速送入带有冷却系统的模具内冲压成形，同时被模具冷却淬火，其微观组织由奥氏体转变成马氏体，发生相变强化，强度可提高3倍以上，高达15002000MPa，可制备出超高强度车身冲压件。第159页，共189页热冲压成形件的结构特点热冲压成形件的结构特点Roof-bows1.零件外形特征上无需翻边结构；2.零件外形特征上无需加强筋；3.热成形零件的材料厚度可以减薄；4.满足成形性要求；第160页，共189页应用热冲压成形件的优劣势应用热冲压成形件的优劣势热冲压成形件冷冲压成形件得到超高强度的车身零件；减轻车身重量（零件减薄和加强板数量的减少）；提高车身安全性（特别是侧碰性能）、舒适性；改善冲压成形性；控制回弹、提高零件尺寸精度；零件外形设计简单；提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性能；降低压机吨位要求；热冷冲压件的断面对比1）应用热冲压成形件的优势第161页，共189页瑞典瑞典APTAPT热冲压成形生产线热冲压成形生产线生产节拍相对要慢一些；热冲压模具价格较高、能耗较大；采用非镀层钢板进行热冲压时，工作环境相对恶劣；热冲压生产线的投资较大；作为一个新兴技术，存在技术封锁和垄断；2）应用热冲压成形件的劣势第162页，共189页用于热冲压成形的材质成分及性能变化对比USIBOR1500USIBOR1500的化学成分的化学成分(%)(%)CMnCrB0.221.20.150.002USIBOR1500USIBOR1500热冲压前后的抗拉特性热冲压前后的抗拉特性强度屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)延伸率(%)数值39461526130015308低碳硼合金钢低碳硼合金钢22MnB522MnB5的化学成分的化学成分(%)(%)CMnSiTiCrB0.221.200.200.030.150.002热冲压成形件在车身上的分布热冲压成形件在车身上的分布第163页，共189页热冲压成形技术的发展现状及国内的应用情况热冲压成形技术的发展现状及国内的应用情况 超高强度钢板热成形技术已成为国外汽车制造业的热门技术，发展非常迅速。德国、法国等工业发达国家走在前列，开发出多种热成形超高强钢，如Usibor1500、DB200等，并率先推出商品化生产线。法国的阿塞洛（Arcelor）公司、德国的蒂森-克虏伯（Thyssen-Krupp）、本特勒（Benteler）公司都拥有该项技术及成套生产线。2005年，阿塞洛公司为德国大众(Volkswagen)汽车公司提供了6条生产线用于新型帕萨特（Passat）轿车高强度钢冲压件的生产。在美国，通用（GM）、福特（Ford）等汽车公司的多款高档轿车也在应用该项技术来制造超高强度冲压件。日本本田(Honda)公司运用该技术使其Honda Civic车型的白车身减轻质量20%。为满足2004年以后欧洲更为严格的碰撞安全标准（NCAP）和欧IV排放标准，各国大汽车制造商都在大量使用热成形超高强度冲压件，尤其在欧洲和北美，汽车制造商要求新车生产中必须使用这种超高强度冲压件。第164页，共189页国内各车型热冲压成形件的应用情况国内各车型热冲压成形件的应用情况宝来A5前、后保险杠、A柱、B柱；途安前、后保险杠；B6中通道、A柱、B柱、前保险杠、前门防撞梁Golf A4后保险杠;POLO的前后保险杠、B柱；速腾B柱、A柱和前后保险杠骨架；M6的防撞杆;斯柯达防撞杆、B柱；海马福美来的防撞杆；长安福特focus、volvo、Mondeo等车的A柱、B柱、保险杠、防撞杆；第165页，共189页热冲压成形技术发展的瓶颈热冲压成形技术发展的瓶颈如热成形在加工过程，材料的性能随温度变化而变化，因此，必须获得不同温度下的应力应变曲线以及不同温度下材料参数， 才能保证热冲压成形模拟分析的准确性。 必须研究不同应变速率下热成形材料应力应变曲线，以便提高碰撞安全分析准确性。 当前热成形技术应用成本较高，必须深入研究如何通过提高生产节拍、 控制好加工成形的热处理降低废品率。 图（图（1 1）不同温度下的应力应变曲线）不同温度下的应力应变曲线第166页，共189页3 3、铝镁合金的应用、铝镁合金的应用 汽车轻量化的要求推动了铝合金和镁合金等轻金属的应用；与普通钢板制造车身相比，用铝制造车身,不但重量减轻了一半，抗腐蚀性及回收性能也更优于钢。但是，铝镁合金的应用目前还面临着很多技术瓶颈未解决 ，因而还未能得到普遍应用。第167页，共189页铝镁合金的应用案例铝镁合金的应用案例1 1奥迪A8的全铝车身结构第168页，共189页铝镁合金的应用案例铝镁合金的应用案例2 2宝马5系的车身结构，钢制车身和铝制车首第169页，共189页二）冲压设备的新技术二）冲压设备的新技术 现代汽车工业具有生产规模化、车型批量小、品种变化快、多车型共线生产的特点；同时，车身覆盖件呈现大型化、一体化的特征，因而要求冲压设备向柔性化和自动化及高效率的方向发展。传统的冲压设备采用单机连线的生产方式,缺乏灵活性是这一生产方式明显缺陷,另外，压力机的工作曲线不可变化，这些与车型批量大,品种变化快的发展趋势的矛盾将会日渐突显。第170页，共189页1、大型多工位压力机大型多工位压力机大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体，可实现全自动、智能化，操作安全，生产率高，制件质量高，综合成本低，满足了汽车工业大批量生产的需要。第171页，共189页2、德国舒勒的伺服压力机德国舒勒的伺服压力机采用伺服驱动技术的伺服压力机将液压力机的灵活性与机械压力机的高效率结合起来，同时，它在冲压过程中实现冲压运动和冲裁力的无级调节，使压力机的工作曲线与各种不同应用机匹配.第172页，共189页 图图2 2 曲张式横杆输送系统示意图曲张式横杆输送系统示意图 图图1 1 最简单的输送系统示意图最简单的输送系统示意图 图图3 3 快速横杆式输送系统示意快速横杆式输送系统示意图图 3、自动化线设备自动化线设备第173页，共189页三、模具表面强化技术三、模具表面强化技术-TD-TD表面覆层处理技术表面覆层处理技术1 1、TDTD表面覆层处理技术的概述表面覆层处理技术的概述 TD表面覆层处理技术是热扩散法碳化物覆层处理 (Thermal Diffusion Coating Process) 的简称, 1972年由日本(株)丰田中央研究所开发出来的 1973年日本TOYOTA及美国的其它汽车公司开始将这项技术应用于汽车模具中 TD 表面覆层处理技术是熔盐浸镀法、电解法以及粉末法进行表面硬化处理技术的总称( 在我国有人称: 熔盐镀金属处理)。其原理是: 将工件置于硼砂(或其他) 熔盐的混合物中, 通过高温热扩散作用, 在工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层。目前国内外应用最广的是碳化钒 (VC) 覆层，由于这些碳化物具有很高的硬度 (HV=28003200)和更严密的组织, 所以经过 TD 处理的汽车模具性能大幅提高, 具有极高的耐磨性、抗咬合性( 拉伤)、耐蚀性；据资料统计: 日本大批量生产的模具, 85%以上是经过 TD 处理的。 第174页，共189页TD覆层与基体组织的对比及覆层厚度示意图第175页，共189页TDTD处理工艺和其它处理工艺的硬度对比图处理工艺和其它处理工艺的硬度对比图 第176页，共189页2 2、TDTD表面覆层处理技术的工艺流程表面覆层处理技术的工艺流程 外观及尺寸检查(外观有无缺陷、测量镶块尺寸便于吊装）打磨、抛光（打磨缺陷、有特殊时进行抛光）脱脂及装吊（去除工件表面油脂、将工件装到工件架上）零件预热（改变基体组织结构及减少工件的变形）TD 覆层处理（处理温度850- 1100 、采用硼砂盐浴）淬火（提高基体的力学性能、获得必要的硬度）回火（消除工件的应力）清理(洗)（去除工件表面的硼砂盐）抛光（去除工件表面的氧化物及粘附物）检验。第177页，共189页3 3、TDTD处理技术的优点处理技术的优点(1)TD 处理后的汽车模具表面具有高硬度、低摩擦系数；(2)TD 处理的覆层是冶金结合, 有优异的抗咬合、抗拉伤性能；(3)TD 处理后汽车模具的寿命提高几倍, 甚至几十倍；(4)TD 处理后汽车模具的抗腐蚀性、抗氧化性也大幅度提高； 4 4、应用状况、应用状况 (1) 、日本大批量生产的模具, 85%以上是经过 TD 处理的 (2)、TD 处理的成本相对还比较高，国内还未普通应用。 第178页，共189页The End谢谢