汽车冲压工艺.docx
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汽车冲压工艺
汽车冲压工艺
第一节冲压车间工艺常识
一、冲压车间工艺流程：
原材料（板料和卷料）入库→开卷线→大件清洗涂油、小件开卷剪切→A、B、C冲压生产线→安装模具调试首件合格→投入批量生产→合格件防锈→入库
二、冷冲压的概念及特点：
1、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、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。
三、冷冲压基本工序的分类：
冷冲压概括起来分两大类：
成形工序和分离工序。
1、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。
成形工序分：
拉延、弯曲、翻边、整形等
拉延：
利用拉延模使平面坯料（工序件）变成开口空心件的冲压工序。
弯曲：
将板料、型材、管材或棒材等弯成一定的角度、一定曲率形成一定形状的冲压方法。
翻边：
是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成竖立边缘的冲压成型方法。
2、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。
分离工序分：
落料、冲孔、切角、修边等
落料：
使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料。
冲孔：
使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，称为冲孔。
四、各工序名称及其代号：
工序
名称
拉延
修边
冲孔
整形
成形
翻边
切开
落料
翻孔
斜楔
冲孔
代号
DR
TR
PRC
RST
FO
FL
SEP
BL
BUR
CAM-PRC
目前冲压车间生产的零件中，有一部分属于覆盖件，如：
发动机罩外板、顶盖、车门等。
五、对覆盖件的要求如下：
1．尺寸和形状应符合检具和经过焊装合件匹配的样件。
2、表面质量好。
外覆盖件（尤其是轿车的外覆盖件）表面不允许有波纹、皱纹、凹痕、划伤、擦伤、压痕等缺陷，棱线应清晰、平直、曲面应圆滑、过渡均匀。
3、刚性好。
覆盖件在成形过程中，材料应有足够的塑性变形，以保证零件具有足够的刚性。
4、良好的工艺性。
覆盖件应具有良好的冲压工艺性能和焊接工艺性能，以降低冲压和焊装的生产成本。
冲压工艺性，主要是看各工序，特别是拉深工序能否顺利进行、能否稳定生产。
六、一般模具的组成：
1、工作零件
包括凸模和凹模等零件。
2、定位零件
主要包括挡料销、定位销、侧刃等零件。
3、压料、卸料、顶料零件
主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等零件。
4、导向零件
包括导柱、导套、导板等零件。
5、支持零件
包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。
6、紧固零件
包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。
7、缓冲零件
包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。
7、安全零件及其它辅助零件
主要有安全侧销、安全螺钉、工作限制器、存放限制器、上下料架、废料滑槽、起重棒、吊耳等。
安全侧销：
主要作用是防止上模压料板紧固螺钉松动或断裂，导致压料板落下，造成人员、工装的重大损失。
存放限制器：
主要作用是防止模具弹性元件长期受压而失效和防止刃口长期接触影响刃口的寿命。
（一般采用聚氨脂橡胶）
工作限制器：
主要作用是限制凸凹模的吃入深度。
七、影响模具寿命的因素：
1、冲压工艺及冲模设计的影响及提高冲模寿命的措施。
（1）冷冲压用原材料的影响。
例如：
原材料厚度公差不符合要求、材料性能波动、表面质量差和不干净等
A.冲压前应对原材料的牌号、厚度、表面质量进行严格检查
B.保证材料表面质量和清洁
（2）排样和搭边的影响
排样方法与搭边值对模具寿命影响非常大，不必要的往复送料排样法和过小的搭边值往往是造成模具急剧磨损和凸凹模啃伤的重要原因。
（3）模具导向结构和导向精度的影响
必要和可靠的导向，对于减小工作零件的磨损，避免凸凹模啃伤极为有效。
（4）模具几何参数的影响
凸凹模的形状、间隙和圆角半径不仅对冲压件成形影响极大，而对模具的磨损影响也很大。
1、模具的材料的影响
模具的材料性质及热处理质量对模具寿命的影响是影响模具寿命诸因素中最重要的因素。
2、模具的热加工和表面强化的影响
3、模具加工工艺的影响
模具加工后模具的表面粗糙度对模具的寿命影响很大，所以要根据制件情况，合理的选择加工工艺。
4、压力机的精度与刚性的影响
5、模具的使用、维护和保养的影响
正确使用、维护和保管模具是提高模具寿命的重要方面。
它包括模具正确安装与调整；注意保持模具的清洁和合理的润滑；防止误送料、上双料；严格控制凸模进入凹模的深度，控制校正弯曲、整形等工序中上模的下死点位置；及时的打磨、抛光等。
八、工艺纪律检查的主要内容：
1、检查产品的图纸、标准、产品设计更改通知书等文件是否齐全，是否能满足生产需要，是否符合工艺管理方面的有关规定。
2、检查工艺文件是否齐全,是否能满足生产需要，冲压车间现场使用的工艺文件主要有作业指导书、检验指导书、金属消耗定额等。
3、检查技术文件是否正确、完整、统一。
4、检查材料、在制品、成品是否符合工艺要求的情况。
5、检查工艺设备、工装技术状况。
6、检查质量检验的正确性与及时性。
7、检查生产现场管理情况。
8、检查工艺管理工作情况。
9、检查各类人员执行作业指导书的情况。
第二节质量常识
一、冲压常见缺陷及产生原因：
1、落料冲孔（修边）
缺陷：
毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。
（1）毛刺过大→凸凹模间隙过大或过小；刃口磨损；导向精度差；凸凹模位置不同心等
（2）变形→孔距太小；压料板与凹模型面配合不好；间隙过大等
（3）表面划伤→操作时有拖、拉等现象；板料在剪切过程中划伤等
（4）尺寸不符→上料不到位；定位装置损坏或松动，位置窜动等
（5）少孔→冲头折断；冲头长度不够等
2、拉延
缺陷：
拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。
（1）拉裂→凸凹模R角半径过小；压边力过大；材料成形性能差或材料尺寸偏大；凸凹模间隙太小；润滑不当；定位不准；凸凹模R角或拉延筋不顺、拉毛等
（2）起皱→凸凹模R角半径过大；压边力过小；材料尺寸偏小；凸凹模间隙太大；润滑过甚；定位不准；拉延筋布置不良，高度不够等
（3）表面拉伤→模具工作表面有伤痕；材料表面有缺陷；润滑油中有杂质、废屑等
（4）波浪、鼓包、凹坑、麻点→压边力小；润滑不当、模具型腔脏；材料表面脏；透气孔堵塞；模具型面不平、润滑油脏等
3、翻边
缺陷：
翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等。
（1）翻边不垂直→凸凹模间隙过大
（2）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
（3）翻边拉毛→刃口有伤痕；零件表面有杂质；刃口硬度太低
（4）翻边裂→修边时毛刺大；凸凹模间隙太小；翻边处形状有突变
二、冲压车间质量控制点：
第三节模具常识
模具是冲压生产的基础，也是一种成本很高的工装。
现车间使用的SQR7160模具全部是由台湾福臻公司制造。
模具的水平直接影响到了产品的质量和企业的经济效益。
每一位冲压车间的员工都应该了解模具的相关知识，并严格遵守各项模具管理制度。
冲压车间目前生产冲压件108种，各种模具总计为299付。
一、模具日点检：
模具必须进行日点检，日点检由生产线的机台长负责，机台长负责对每天上机台的模具按日点检记录卡的要求进行检查，并填写检查记录。
1、在对模具进行日点检时必须注意：
（1）导向机构是否松动，工作是否异常。
（2）用于板料定位的定位销是否松动。
（3）模具卸料螺栓是否松动、变形。
（4）模具型面是否存在拉毛、生锈、杂物。
（5）冲头、冲套、镶块是否存在崩刃、松动、变形。
（6）模具安装螺栓是否松动、变形。
（7）导向机构润滑是否正常
（8）废料排除是否正常。
（9）模具用于连接的螺栓、定位销是否松动、脱落。
（10）模具用于顶起的各种气动元件是否有漏气现象。
（11）工作完毕模具是否清洁干净，废料盒、孔中的废料是否清除干净。
（12）需要留存的尾件是否放入模腔中。
（13）无须修理的模具的导向机构是否涂抹润滑脂。
（14）拿下的废料盒、滑料槽是否物归原位。
（15）用于卸料或退料的弹性元件是否存在失效现象。
检查完毕，检查人员必须及时填写《工装日点检记录》，反馈有关信息。
二、模具事故的分类及处理：
模具非正常损坏均属于模具事故，根据损失程度分为大、中、小事故。
1、大事故
（1）造成大中型模具底板裂开
（2）模具修理费用大型模具在900元以上，中型模具在500元以上，小型模具在150元以上。
（3）模具损坏导致生产间断两昼夜以上。
2、中事故
（1）小型模具底板裂开
（2）模具修理费用，大型模具在450元以上，中型模具在225元以上，小型模具在90元以上。
3、小事故
模具修理费用，大型模具在450元以下，中型模具在225元下，小型模具在90元以下。
事故的处理：
1、事故发生后应保留现场并立即通知模具维修人员、模具工艺员、车间领导、厂领导和公司领导进行处理。
2、对事故责任者根据情节严重和态度好坏，分别给予批评教育和赔偿经济损失处理。
3、对因严重违反操作规程而造成事故者，除赔偿经济损失外视情节轻重给予必要的行政处分直至追究刑事责任。
4、操作者不合理使用模具，经劝说不改者线长有权对其所造成的损失按事故处理。
冲压车间生产中模具操作注意事项
谈到模具在生产操作中所要注意的问题，我们可以分工序来谈，可分为拉延、修边冲孔、落料、斜楔修边冲孔、翻边整形等。
一、拉延工序
1、生产前操作人员要对模具进行检查，内容主要有：
型面或型腔内是否有异物、模具的安装螺栓是否已经锁紧、压力机的闭合高度是否与模具的装模高度相同、板料的尺寸与牌号是否与工艺要求统一、模具的定位装置是否有松动现象,模具维修或清理废料后，工具是否及时带出冲模区域，生产过程中上模容易卡料的，操作一定要注意取件的及时性，精力高度集中，生产此类件时不准随意更换操作人员，或者是随意打扰操作人员。
2、模具的润滑状态是否良好，主要是导向部位。
3、在拉延工序生产时，操作人员可以根据操作指导书对模具进行涂油。
4、生产人员在操作过程中一定要注意以下几点：
●撬料用的物品或磁铁一定要注意不要带入模具型腔内。
●涂油时一定要注意不要将油涮、滚轮特别是滚轮上的安装螺母不要掉入模具型腔内。
●模具导向板基槽内不应放置任何物品，如模具调试的平衡块等。
如下图：
●另外模具的顶料装置也会弹起掉入模具型腔内，如右侧外板-侧围后部OP10的顶料装置掉入模具型腔内，造成凹模开裂。
二、修边冲孔工序
1、生产前的检查工作主要有：
模具的安装模螺栓是否紧死、压机的闭合高度是否与模具的装模高度统一、模具的废料道是否通畅。
2、保证模具的工作型面上没有异物，如通废料的工作等。
3、模具导向部分的润滑情况。
4、模具的存放限置器是否已经拿下。
因为我们目前大部分模上采用的都是弹性存放限置器，所以没有引起什么安全事故，如果是刚性的限置器，就比较容易出现问题，在工作是要养成良好的习惯是很重要的。
二车间生产的S11四门外板就刚性存放限制器就打坏了很多。
5、生产中要定期对模具的刀口部分涂油，以有利于模具的卸料及提高模具的使用寿命。
（一般每生产100件左/右涂一次就可以了，对拉延时涂油量很大的模具，此项工作就没有必要了，如左/右侧外板-侧围后部等模具）
6、冲孔模废料道的检查工作，特别是冲小孔的废料道，一定要定期检查。
7、修边废料一定要每件清理，不可留在废料刀上，特别是刀背上，冲压二车间就因废料清理不及时打坏了很多底盘件的模具，具体如下图：
8、在清理修边冲孔废料时，一定要注意不要将废料合或废料随便乱放，如以下案例：
A、B线在生产后围上内板OP20模具因操作人员在清理废料时将废料放在了下模的导向基座上，造成模具上模的导向板基座断裂的重大工装事故。
分析：
模具导板之间的间隙要求小于0.05mm，试想一下将多块0.8mm的废料放在上下导板之间，结果会是怎样？
导向部位损坏
三、斜楔修边冲孔
为什么要把斜楔修边冲孔单独列出来说？
主要是说一下关于斜楔方面的知识。
四、翻边整形模
翻边整形工序通常是一个件的最后一道工序，也是分关键的一道工序。
1、装模高度准确
2、拉毛
3、翻边平度
4、整形面的保护
第四节冲压车间设备常识
设备压力机属于精、大、稀设备。
一、冲压车间设备简介：
现冲压车间使用的都是济南第二机床厂生产的闭式四点压力机，其中有：
A线：
1600T双动压力机1台；900T单动压力机6台
B线：
1300T双动压力机1台；800T单动压力机4台；630T单动压力机1台
C线：
1000T双动压力机1台；630T单动压力机5台。
10线：
2000T双动压力机1台；1000T单动压力机4台。
20线：
1300T双动压力机1台；630T单动压力机4台。
30线：
1300T双动压力机1台；630T单动压力机4台。
40/50线：
630T压力机4台；400T单动压力机4台。
主要设备压力机为立式上传动全钢结构。
主要由机身、滑块、移动工作台、气垫、微调系统、传动系统、润滑系统、空气管路系统、电气控制系统等部分组成。
双动压力机适用于大型薄板件的压延、成形、压弯等工序，单动压力机适用于薄板件的浅拉深、成形、弯曲、校正、冲裁等各种冷冲压工艺。
压力机电气控制系统采用日本欧姆龙生产的PC机，昭和公司生产的电子凸轮开关。
实现双回路控制。
电气安全技术采用了光电保护、设备的安全性和可靠性达到了国内先进水平。
桁车主要由大车运行机构、小车运行机构、起升机构（卷扬）等组成。
带空调的驾驶室，操纵控制实现了联动控制。
其中50/10T行车变速系统为变频调速（4台），3台10T桁车，1台电磁吸盘、吊钩两用10T桁车同叉车、电动平车一起共同负担冲压车间模具及货物的起吊、运输、转移工作。
开卷校平剪切线由上料小车、开卷机、引料直头机、十七辊矫直机、活塞、定尺送料装置、剪切机（定尺剪）、皮带运输机、垛板台及其输出机构、液压站等。
该线采用现代控制技术、先进的控制装置及可靠的检测系统，能对全线实现手动、自动生产，满足高速、高精度的剪切要求。
钢板清洗涂油机（1台）解决了车身覆盖件的清洗涂油问题，为车身覆盖件的质量的提高奠定了可靠的基础。
二、主要设备压力机操作步骤及注意事项：
1、查看交接班记录
2、合上总电源开关，将控制面板上的“电源控制”旋钮打到“通”位置。
（接通压机电源）
3、进行压机润滑操作，开动油泵电机。
注意润滑正常指示灯亮后，才能正常操作下面步骤。
4、进行“液压保护”重调，视滑块位置开动微调。
（注意：
根据滑块位置选择正反转）将滑块开到上死点进行补压，正常后旋钮复位。
5、检查压力机离合器-制动器性能。
用“寸动”检查，听其声判断。
6、开动主电机。
待主电机运行平稳后观察主电机电流是否正常。
7、检查各气路空气压力是否符合工艺参数要求，特别是平衡器气压调整规范。
8、空车运行（用“寸动”）观察压机正常运转情况，填写点检表。
三、设备使用维护保养细则：
1、日常维护保养：
由操作工每天进行的例行保养。
主要内容有：
清洁、润滑，检查零部件完整状况和紧固已松动零件；班前15分钟对设备各部分进行检查，规定的点检项目在检查后，记录在点检表上，确认正确后，才能使用设备；下班前15分钟，认真清扫、擦拭设备，并将设备状态记录在交接班登记簿上，办理交接班手续。
2.设备一级保养：
设备的一级保养是须在专职检修人员指导下，机台长负责由操作工进行的设备维护工作。
要求做到整齐、清洁、润滑、安全。
其主要内容有：
（1）拆卸指定的零部件、箱盖及防护罩等，彻底清洗擦拭设备内外；
（2）紧固松动部位，更换个别易损件；
（3）按设备润滑要求定期给设备添加润滑油和脂。
清洗设备表面油污，检查调整润滑油路，保证畅通不泄露；
（4）清扫电器箱、电动机、电气装置，做到固定整齐，安全防护装置牢靠；
（5）按《设备日常维护保养标准》进行设备保养。
3.设备二级保养：
设备的二级保养以专职维修人员为主，设备操作操作人员协助，对设备的规定部分进行分解检查和修理。
其主要内容有：
（1）根据设备使用情况，对设备进行部分解体检查和清洗；
（2）对各种油箱清洗换油，油质油量符合要求，保证正常润滑；
（3）修复、更换易损件；
（4）检修电器箱、电动机及线路；
（5）检查、调整、修复精度，校正水平。
四、设备事故管理：
设备事故：
使设备失去原有的精度、性能，不能正常运行造成停工的现象。
1．设备事故按起因不同分为三类：
（1）责任事故：
属人为事故，是由于操作人员违反操作规程或擅自离开岗位及超负荷运转等原因致使设备受到损坏的；
（2）质量事故：
是设备先天性不足或安装过程有问题造成设备损坏的；
（3）自然事故：
是人类不可抗拒的自然灾害使设备受到损坏的。
2．设备事故按损失大小分为三类：
（1）一般事故：
500—10000元，精大稀设备1000—30000元；
（2）重大事故：
10000—30000元，精大稀设备在30000元以上；
（3）特大事故：
500000元以上。
3.设备事故处理要做到“三不放过”即：
事故原因未查清楚的不放过；事故责任人未受到处理的不放过；没有防范措施的不放过。
4.设备事故处罚：
凡是造成责任事故的员工本人和所在部门都必须接受公司的处罚，依照公司有关规定执行。
对造成重大经济损失的要追究责任人和有关人员的刑事责任。
第五节冲压车间材料常识
一、板材的分类和名称：
板材是指各种形状的半成品，如：
薄板、中板、厚板、窄带材、带材等。
按厚度分：
厚板（4MM以上）、中板（3-4MM）、薄板（3MM以下）
按轧制状态分：
热轧钢板、冷轧钢板
二、板料对冷冲压的影响：
1、钢板的厚度公差
钢板厚度公差超差是指钢板的实际厚度超过标准允许的偏差，它不仅影响零件冲压开裂，表面起皱，零件回弹，甚至可能造成重大的模具事故。
这是影响冲压成败三要素之一。
钢板厚度公差波动的大小，实际上影响模具对零件施加压力的大小，金属流动的难易，从而影响零件冲压开裂和起皱。
2、钢板的表面缺陷
按规定，热轧钢板的表面不得有裂纹、结疤、折叠、气泡、分层和夹层等对使用有害的缺陷。
但允许有深度（或高度）不超过厚度公差一半的麻点、凹陷、划痕等轻微、局部的缺陷，并保证钢板的最小厚度。
冷轧和热轧钢板的任何表面缺陷的存在，特别是超出标准允许的表面缺陷，都会成为影响零件冲压开裂、涂漆质量和车身外观质量的直接原因。
3、钢板的化学成分
（1）碳。
碳是钢中的一种最基本的元素，它提高钢板的强度，特别是抗拉强度。
（2）硅。
硅能提高冷轧钢板的强度。
（3）锰。
可防止钢过氧化和冷轧钢板边部避免产生龟裂的有利作用。
（4）磷。
具有良好的冷轧退火功能。
但磷有冷脆性，对焊接性能也有不利影响。
（5）硫。
对冲压有害无益的元素。
（6）铝。
防止钢板时效、作为强脱氧剂、有利于深冲性能。
三、汽车冲压用钢板应具有以下三方面的基本质量要求：
1、良好的表面质量。
材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。
2、严格的厚度尺寸公差。
材料的厚度公差应符合国家规定标准。
3、优异的深冲性能。
材料应具有：
良好的塑性、屈强比小、板厚方向性系数大、材料的屈服极限与弹性模量的
四、冷冲压用钢板：
冷冲压过程中所用的板料大多为冷轧薄板。
冷轧薄板因具有板面平整、尺寸精度高而受到冷冲压的青睐。
因国家和地区而异，薄板的称谓（或牌号）大相径庭，但其组织结构及物化性能却大同小异。
目前，冲压车间所用的牌号均为St系列，例如：
St13、St14、St16等。
相同牌号的材料也会因为冲压性能的不同，继续细分。
大体可分为F级，HF级，ZF级；F，H，Z分别为汉语拼音复杂级，很复杂级，最复杂级的第一个字母，一目了然。
分别用于复杂级冲压件，很复杂级冲压件及最复杂级冲压件的制件。
以上的St系列板与我国的08AL系列板材性能大体是相同的，从本质上来讲都是08Al系列超低碳合金钢。
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