汽车冲压件的生产过程分析Word文件下载.docx

1、汽车工业是全球制造业的支柱产业之一，随着市场需求的变化，汽车的更新换代速度日趋加快，作为汽车车身制造的关键装备汽车覆盖件模具是制约汽车更新换代的瓶颈环节，其设计、制造速度直接制约着汽车工业的发展。本文叙述了汽车冲压件从原材料到制成成品件的过程，介绍了冲裁件的材料与生产的关系，设备的点检，调整与安装。并通过实例分析说明冲压件的生产工艺过程，使我们进一步了解了汽车冲压件的生产工艺流程。为此就要对其冲压过程进行深入研究，从而制定出合适的加工工艺路线，以适应当今社会快节奏的步伐，即所谓“敏捷制造”。文章还分析了生产过程中需要注意的问题和正确的操作方法，为正确进行冲压件的生产工艺打基础。讨论了模具调整，

2、模具试冲，与在安装生产中应注意的问题。总结得到汽车冲压件主要以车身覆盖件、车架纵梁和横梁、车厢、车轮及发动机用的覆盖件为主，覆盖件主要的指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发动机盖、水箱盖、行李箱盖等，结论以及对一般覆盖件的生产工艺的生产规律的介绍。关键词： 冲压 生产 分析一 汽车冲压件生产概况 汽车行业的飞速发展，带动了其相关的产业。其中发展势头比较强健的要属汽车冲压件的生产加工。据统计，我国汽车产业中汽车本身60%以上的零件都需要冲压加工来完成。其中小至反光镜外板（如图1.1），大至整车外壳（如图1.2），都在不同程度上需要冲压加工。冲压以

3、其高效、节能成 本低而广泛应用于汽车制造业中。 汽车工业做为我国的重点投资和发展产业，经过40多年的发展，我国汽车总产量已跃居世界第九位，汽车大型冲压配套件，是汽车整车装配中最重要的汽车零部件之一，汽车整车产业的高速发展，离不开开冲压行业的发展，而且从最近国内的市场行情来看，汽车冲压件的发展速度，远远不足汽车整车的发展速度，因此行业发展潜力非常大。近年来，随着电子工业的发展，计算机编程使得冲压工艺更加趋于完美。其独特的精密冲压，大大提升了汽车产业的制造效率，而且其造型更加流畅，成本更加低廉。为此就要对其冲压过程进行深入研究，从而制定出合适的加工工艺路线，以适应当今社会快节奏的步伐，既所谓“敏捷

4、制造”。图 1.1 汽车反光镜外板图 1.2汽车整车外壳二 汽车冲压件的生产过程2-1 汽车冲压件选材2.1.1选材众所周知在生产零件以前首先应该把生产的材料选择好。在汽车冲压件中，一部分冲压件经冲压后直接成为汽车零部件，另一部分冲压件经冲压后还需经过焊接、或机械加工、或油漆等工艺加工后才能成为汽车零部件。因此，冲压材料的选用既要符合产品使用性能的要求，也要满足冲压工艺要求及后续加工（如焊接、机械加工等）要求.汽车冲压件主要以车身覆盖件、车架纵梁和横梁、车厢、车轮及发动机用的覆盖件为主，还有一些支撑件与连接件。每个具体的汽车零部件的使用和工作条件不同，承受的负荷不同，因此对用材的要求也有很大的

5、差异。通常在选择冲压材料时应遵循以下原则：a.所选材料首先应满足零件的使用性能要求；b:所选材料要有较好的工艺性能；c.所选材料要有较好的经济性。汽车冲压件的使用性能与冲压材料性能的密切的关系，所谓使用性能，是指机械零件在服役条件下所表现出来的力学性能、物理和化学性能。使用性能是选材时要考虑的最主要因素。不同的零件所要求的使用性能也不一样，在选材时，首要的任务就是准确地判定零件所要求的主要使用性能。2.1.2 确定冲压坯料尺寸 冲压件成形前的毛坯形状和尺寸，一般可用计算或图解的方法求得。计算出来的数据要在试冲调整中经过校验和修整。特别是形状复杂的拉深件，毛坯的形状和尺寸更难精确计算，更需要在试

6、冲中根据变形的实际情况来修整，这就是通常说的试验决定毛坯尺寸。 试验决定毛坯尺小的工作是在理论计算的基础上进行的。其步骤大致如下：1）按图样规定的材料牌号、料厚和计算所得的毛坯形状和尺寸，做出毛坯。2）将毛坯放在变形工序（拉深、弯曲或翻边等）冲模上进行试冲（试冲前，变形工序冲模应先制造并调整好）。3）测量试冲出来的冲压件尺寸。4）根据冲压件的实际尺寸与图样要求尺寸之间的偏差，修改毛坯的形状和尺寸，再做出修整的毛坯。5）重复上述第2、3、4的内容。直至冲压件完全符合图样要求为止。最后所确定的毛坯形状和尺寸，即可作为落料（冲孔或修边）模的依据。合理的选材完成后，进行开卷分割，将原材料按零件的的大小

7、尺寸加工成半成品，然后送到生产线进行成品加工，在加工过程中会有人为原因或设备原因造成零件的报废，如零件变形和零件开裂最为严重，在被品质人员发现后进行处理，人为原因主要是人员不按正常操作生产。这是主要的人为原因，设备原因主要是由于压力机气压过大造成零件开裂，润滑不够造成零件变形等。这就要在生产前进行试模与调整2-2 冲压过程分析冲模装配后，必须要通过压力机试冲对制件的质量和模具的性能进行综合考查与检测。对试冲中出现的各种问题应作全面、认真的分析。找出其产生的原因并对冲模进行适当的调整与修正，以得到合格的成品零件。2.2.1 冲模的试冲与调整简称调试。其调试的目的主要在于鉴定制件和模具的质量。 在

8、模具生产中试模的主要目的是确定制品零件的质量和模具的使用性能好坏。这是由于成品零件从设计到批量生产需经过产品设计、工艺设计、模具设计、模具零件加工、模具组装等若干工艺过程。在这些过程中，任何一项的工作失误，都会引起模具性能不佳和难以生产出合格的成品零件来。因此，冲模组装后，必须首先经过在生产条件下的试冲，并根据试冲后的成品，按制品零件设计图检查其质量和尺寸是否符合图样规定的要求，其所制造的模具动作是否合理可靠。根据试冲时出现的问题，分析产生的原因，并设法加以修正，使所制造的模具不仅能生产出合格的零件，而且能安全稳定地投人生产使用。 2.2.2 确定制品的成形条件 冲模经过试冲制出合格样品后，可

9、在试冲中掌握模具的使用性能、制品零件的成形条件、方法及规律，从而可对模具能成批生产制品时的工艺规程制定提供可靠的依据。确保成批生产的质量。2.2.3 确定成形零件制品的毛坯形状、尺小及用料标准在冷冲模生产中，有些形状复杂或精度要求较高的弯曲、拉深、成形、冷挤压等制品零件很难在设计时精确地计算出变形前的毛坯尺小和形状。为了能得到较准确的毛坯形状和尺小及用料标准，只有通过反复的调试模具后，使之制出合格的零件才能确定。 2.2.4 确定工艺设计、模具设计中的某些设计尺寸 对于一些在模具设计和工艺设计中，难以用计算方法确定的工艺尺寸，如拉深模的复杂凸、凹模圆角、某些部位几何形状和尺寸，必须边试冲，边修

10、整，直到冲出合格零件后，此部位形状和尺寸方能最后确定。通过调试后将暴露出来的有关工艺、模具设计与制造等问题，连同调试情况和解决措施一并反馈给有关设计及生产部门，以供下次设计和制造时参考，提高模具设计和加工水平。确保成品的质量。然后，验证模具的质量和精度，以做为交付生产使用的依据。2.3 冲模调试的内容与要求2.3.1 冲模调试的主要内容 冷冲模在调试过程中，主要应包括如下内容：1）将装配后的冲模能顺利地装在指定的压力机上。2）用指定的坯料，能稳定地在模具上顺利地制出合格的制品零件来。3）检查成品零件的质量，是否符合制品零件图样要求。若发现制品零件存有缺陷，应分折其产生缺陷的原因，并设法对冲模进

11、行修正和调试，直到能生产出一批完全符合图样要求的零件为止。4）根据设计要求，进步确定出某些模具经试验后所决定的形状和尺寸，并修整这些尺寸，直到符合要求。 5）经试模后，为工艺部门提供编制模具生产批量制品的工艺规程的依据。6）在试模时，应排除影响生产、安全、质量和操作等各种不利因素，使模具能达到稳定、批量生产的目的。2.3.2 冲模调试的要求1冲模的外观要求 冲模在试模前，要经外观和空载检验合格后才能进行安装，在机床上试模，其检验方法，应按冲模技术条件对外观的技术要求进行全面检验。2试模材料的要求 在试模前，被冲材料必须要经过质检部门检验，并符合技术协议（供货合同）的规定要求，尽可能不采用代用材

12、料。3试冲设备要求试模时所采用的设备，必须符合工艺规定，其设备（压力机）吨位、精度等级，必须要符合工艺要求4试冲制品数量 模具在试冲时，要根据用户（使用部门）要求来定试冲数量。一般情况下小型冲模应50件；硅钢片200件；自动冲模连续时间应3min;贵重金属材料的制品，由需方自定。5冲件质量要求 试冲后的制品，其断面光亮带分布要均匀，不允许有夹层及局部脱落和裂纹现象。试模毛刺不得超过所规定的数值；尺寸公差及表面质量应符合图样要求。6模具交付要求 冲模经调试后交付使用的冲模应能达到下述要求1）能顺利地安装到指定压力机上2）能稳定地冲出合格制品来；3）能安全地进行操作使用。 冲模达到上述要求时，即可

13、交付使用或入库进行保管。但入库保管的新冲模，要附带有检验合格证以及试冲后的制品冲件。在无规定的情况下，试冲件至少应是310件。2.3.3 冲模调试与设计、工艺、制造、质检的关系前述已知：冲压制品零件从产品设计到能批量生产一般要经过产品零件的设计、冲压工艺设计、冲模设计、冲模制造等若干过程。在上述过程中，任何一项工作中的疏忽，都会造成冲模难以生产出合格的冲压件。因此，冲模在装配完毕后的调试工作，就显得尤为重要。般说来，调试工作是冲模制造中关键环节，它与冲模的设计、冲模的制造及冲模的最终检验有很密切的关系。2.4 冲模的安装与试冲2.4.1冲模安装前的技术准备工作冲压模在安装调试前，必须做好如下技

14、术准备工作：1熟悉冲模的结构及动作原理 在安装调试冲模前，调试工必须首先要熟悉所要制零件的形状、尺寸精度和技术要求；掌握所冲零件的工艺流程和各工序要点；熟悉所要调试的冲模结构特点及动作原理；了解冲模的安装方法及应注意的事项。2.检查冲模的安装条件1）冲模的闭合高度必须要与压力机的装模高度相符。冲模在安装前，冲模的闭合高度必须要经过测定，其值要满足下式关系： H1-5H模H2+10式中 Hl压力机最大装模高度（mm）； H2压力机最小装模高度（mm）； H模冲模的闭合高度（mm）。当多套冲模联合安装在同一台压力机上实现多工位冲压时，其各套冲模的闭合高度应相同。2）压力机的公称压力应满足冲模工艺力

15、的要求。即所选用的压力机吨位，必须要大于模具的工艺力的1213倍。3）冲模的各安装槽（孔）位置必须与压力机各安装槽孔相适应。4）压力机工作台面的漏料孔尺寸应大于或能通过制品及废料尺寸。并且，压力机的工作台尺寸，滑块底面尺寸应能满足冲模的正确安装，即工作台面和滑块下平面的大小应是以安装冲模并要留有一定的余地。一般情况下冲床的工作台面应大于冲模模板尺寸5070以上。5）冲模打料杆的长度与直径应与压力机上的打料机构相适应。3检查压力机的技术状态1）压力机的刹车、离合器及操作机构应工作正常。2）压力机上的打料螺钉应调整到合适的位置。3）压力机上的压缩空气垫操作要灵活、可靠。4）压力机的工作形式应与冲模

16、结构形式相吻合。例如，开式冲床（压力机）适用于左、右方向送、出料的冲压作业；自动冲床可保证较高的生产率。5）压力机滑块行程大小要满足冲模的冲压要求，即压力机的行程应满足制品高度尺寸要求，并保证冲压后制品能顺利地从冲模中取出（弯曲、拉深、冷挤压模）；其行程次数（滑块每分钟冲压次数）应符合生产率和材料变形速度的要求。6）压力机的电动机功率应大于冲模冲压时所计算的功率值。7）压力机应能保证使用的方便和安全性。4检查冲模的表面质量1）根据冲模图样检查冲模零件是否齐全。2）检查冲模表面是否符合技术要求。3）检查冲模的工作部位（凸、凹模）、定位卸料部位是否符合图样要求。4）检查导向部位是否工作灵活。5）检

17、查各紧固螺钉、销钉安装的是否紧固。2.4.2 冲模的安装方法1）调整压力机，使之工作正常。 安装冲模的压力机必须要有足够的刚性、强度和精度。在冲模安装前，须将压力机事先调整好，使之能在工作状态下正常运转。即压力机的制动器、离合器及操纵机构工作要灵活可靠，其调整检查的方法是，先开启电源，踩一下脚踏板或按手柄，看滑块是否有不正常的连冲现象动作是否平稳，若发现异常应在排除故障后再安装冲模。2）清除压力机工作台面及冲模上、下底面异物，不得有任何污物及金属渣屑存在。3）准备好安装冲模用的紧固螺栓、螺母、压板、垫块、垫板及冲模所需要的顶杆、推杆等附件。4）用手搬动压力机飞轮（中、大型压力机用微动电按钮）将

18、压力机滑块调节到压力机的上止点（滑块运行最高位置）。5）转动压力机的调节螺杆，将其调节到最短长度。6）将冲模放在压力机工作台上。对于无导柱的冲模，可用木块将上模托起；有导柱的冲模，直接放在工作台面上。7）用手搬动压力机飞轮，使滑块慢慢靠近上模并将模柄对准滑块孔，然后再使滑块缓慢下移，直至滑块下平面贴紧上模的上平面后，拧紧紧固螺钉，将上模固紧在滑块上。8）将压力机滑块上调35，开动压力机，使滑块停在上止点。擦净导柱、导套及滑块各部位，加上润滑油再开动压力机空行程23次，将滑块停于下止点，井依靠导柱和导套的自动词节把上、下模导正。然后将下模的压扳螺钉紧固。 用压块（压板）将下模紧固在工作台面上时，

19、其紧固用的螺栓拧入螺孔中的长度应大于螺栓直径的152倍。压块的位置应摆放正确。9）放上条料进行试冲。根据试冲情况，可调节上滑块的高度，直至能冲下合格的零件后，再锁紧调节螺杆。10）如上模有顶杆时（打料杆），则应调整压力机上的卸料螺栓到需要的高度；如冲模需要使用气垫，则应调节压缩空气到适当的压力。2.5 实例分析覆盖件的一般拉深过程如图4.1.1所示，拉深过程包括 坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向下弯曲; 通过压边装置压边，同时压制拉深筋; 凸模继续下移，板料与凸模接触，随着接触区域的扩大，板料逐步与凸模贴合; 凸模继续下移，材料不断被拉入模具型腔，并使侧壁成形; 凸、凹模合模，材料被压

20、制成模具型腔形状; 继续加压使工件定型，凸模到达死点; 卸载图 覆盖件的拉深过程示意图 a） 坯料放入b） 压边c） 板料与凸模接触d） 材料拉入 e） 压型 f） 下死点g） 卸模 由于覆盖件有形状复杂、表面质量要求等特点，与普通冲压加工相比有如下成形特点：成形工序多。覆盖件的冲压工序一般要4-6道工序，多的有近10道工序。要获得一个合格的覆盖件，通常要经过下料、拉深、修边（或有冲孔）、翻边（或有冲孔）、冲孔等工序才能完成。拉深、修边和翻边是最基本的3道工序，其中拉深工序是比较关键的一道工序。覆盖件拉深往往不是单纯的拉深，而是拉深、胀形、弯曲等的复合成形。不论形状如何复杂，常用一次拉深成形。

21、由于覆盖件多为非轴对称、非回转体的复杂曲面形状零件，拉深时变形不均匀，主要成形障碍是起皱和拉裂（图 4.12）。为此，常采用加入工艺补充面和拉深筋等控制变形的措施。对大型覆盖件的拉深，需要较大和较稳定的压边力，所以其拉深广泛采用又动压力机。为易于拉深成形，材料多采用如08钢等冲压性能好的钢板，且要求钢板表面质量好、尺寸精度高。制定覆盖件的拉深工艺和设计模具时，要以覆盖件图样和主模型为依据。三 冲压件生产中问题的讨论3.1 调试的注意事项 冲模在调试过程中，应注意以下几点：1）试模时所用的板材其牌号与力学性能制品图样上所规定的各项要求，一般不得代用。2）试模所用的条料宽度应符合工艺规程所规定的要

22、求。如连续模其试模所用的条料宽度要比两导料板之间的间隔距离小01015为宜。3）试模所用的条料，在长度方向上应保持平直无杂质。4）试模时，冲模应在所要求的指定设备上使用。在安装冲模时，一定要安装牢固，决不可松动。5）冲模在调试前，首先要对冲模进行一次全面检查。检查无误后方可安装在压力机上。6）冲模的各活动部位，在试模前或试模过程中要首先加注润滑剂以进行良好的润滑。7）试模前的冲模刃口，一定要加以刃磨与修整，要事先检查一下间隙的均匀性，确认合适后再安装于压力机上。8）试模开始前应检查一下卸料及顶出器是否动作灵活。9）试模开始的首件，最好要仔细进行检查。若发现模具动作不正常或首件不合格应立即停机进

23、行调整。10）试模后的制品零件，一般应不少于20件，并妥善保存，以便做为交付模具的依据。3.2 冲模试冲的注意事项如前所述：冲模制造的最终目的，是能够使它生产出符合技术要求的产品（冲压件）。所以，在制造冲模时尽管是用已检验合格的零件将冲模组装起来，但仍必须要在符合于生产条件下进行试验（试模），这样才能保证所制造的冲模质量。在冲模试验过程中，如发现所冲试件不符合产品图的技术要求或冲模使用出现故障，不管它是因制造的毛病或是因设计工艺的缺陷，均应立即纠正和改进。在一般情况下，制造者应在凹、凸模没有淬硬前用纸板进行一次或多次试模。在试切过程中，若发现问题，应边试边修，直到产品合格后再将其淬硬组装到冲模

24、上，然历再通过压力机正式试模。 试模时， 一定要按技术规程和要求进行，以防将冲模损坏。冲模在装配后，必须根据其冲裁力的大小将其安装在相适应吨位的压力机上进行试冲和调整，通过试冲才能发现所制造冲模的各种缺陷，并给以适当的调整后，冲出合格的制品零件来才能交付使用.试冲是为了确保零件能正常的安全生产，避免出现品质问题。将半成品放进压力机，用寸动压出零件，当零件制成后有品质人员检查，确保安全生产后在生产。四 总结通过对汽车冲压件生产过程的分析和讨论，得到以下几个方面的结论：1. 模具的调整应注意：冲模组装后，必须首先经过在生产条件下的试冲，并根据试冲后的成品，按制品零件设计图检查其质量和尺寸是否符合图

25、样规定的要求，其所制造的模具动作是否合理可靠。2. 模具的试冲应注意：在冲模试验过程中，如发现所冲试件不符合产品图的技术要求或冲模使用出现故障，不管它是因制造的毛病或是因设计工艺的缺陷，均应立即纠正和改进。3. 模具的安装应注意：在安装调试冲模前，调试工必须首先要熟悉所要制零件的形了解冲模的安装方法及应注意的事项为保证冲压件生产的质量，还需要在模具选取、材料选取等方面做进一步的完善。参考文献1. 陈楠 现代冲压技术手册 中国科技出版社 1997.52. 李明翰 冷冲压工艺要点及冲压模具使用技术手册 中国科技文化出版社 2001.63. 曾仕强 冲压新工艺新技术实务全书 中国科学技术出版社 2006.84. 中国机械工程学会 冲压模具设计/中国模具设计大典 江西科学技术出版社 2003. 致谢本论文是在指导教师王文明的悉心指导下完成的。王文明老师严谨治学的态度我树立了榜样，使我受益匪浅。在此特向指导教师的关心和帮助表示诚挚的敬意和衷心的感谢！在论文工作的过程中，长城汽车股份有限公司单位为我的课题研究提供了良好的条件，使我顺利完成了论文的工作，在此向他们致以崇高的谢意！向在论文完成过程中给予我支持和帮助的老师、同学、以及我的工作单位表示谢意。