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文档简介

1、.车身结构:1.1车身分类:一般来讲,比较明确而又合理的分类形式是从结构和设计见解出发,按车身承载型式来分,可将车身分为:非承载式、半承载式和承载式三大类:非承载式(有车架式)一般,货车(除微型货车)、大客车、专用汽车及大部分高级轿车上都装有单独的车架,车身上的载荷主要由车架来担当,但车身仍在必然程度上承受由车架波折和扭转变形所引起的载荷。半承载式半承载式是一种过分型的结构,车身下部仍保留有车架,但是它的强度和刚度要低于非承载式的车架,一般将它称之为底架。它之所以被命名为半承载式是出于以下考虑:让车身也分担部分载荷,以此来减少车架的自重力。这种结构型式主要表现在大客车上。承载式(无车架式)承载

2、式车身无车架,车身的强度和刚度平时主要由车身下部来予以保证,一般中低档轿车车身属于承载式车身。以S11车身为例,以以下图所示:(少图)其前端由两根前纵梁、前围板,轮罩形成一刚性较强的框架;车身中部、后;.部由左、右侧围(包括顶梁、门槛梁、A柱、B柱、C柱等)和地板、顶盖及后备门框等组成的盒形结构随着立体交织道路和高速公路的普及,轿车车速不断增高,在轿车轻量化的同时,还必定从保护乘员人身安全的角度出发来认真研究车身的结构设计。一般车身结构分为刚性结构和弹性结构,若是在车身前部和后部均为弹性结构而中部为刚性结构的情况下,就能保证乘员安全。所以,在车身开发的先期阶段,CAE解析特别重要。1.2车身结

3、构:车身整体尺寸和形状以及承载的结构型式确定后,即可着手进行认真的结构解析与设计。设计车体结构大体按以下步骤进行:1)确定整个车体应由哪些主要的和次要的构件组成,使其成为一个连续的完满的受力系统;确定主要杆件采用怎样的截面型式闭式的或开式的。2)确定怎样组成这样的截面,截面与其他部件的配合关系,密封或外形的要求,壳体上内外装饰板或压条的固定方法以及组成截面的各部分的制造方法及其装置方法等。3)对各个截面的初步方案拟定今后,可以绘制由一个截面过渡到另一个截面的草图,杆件连结构造草图以及与此同时所形成的外覆盖件(壳体、蒙皮)草图。4)将车体分成几个分总成,比方S11可以分为四门两盖、底板、发动机舱

4、、侧围、顶盖、后围等;按分总成着手划分壳体;.进行分快,并在主要的大型冲压件间的接缝处划线和注明连接型式,以便与制造部门进行商讨。5)同时进行应力解析计算。6)进行详细的主图板设计,并画出部件图。车身骨架设计应满足车身刚度和强度的要求。刚度不足,将会引起车身的门框、窗框、发动机舱口及行李箱口的变形,车门卡死;低刚度必然伴有低的固有振动频率,易发生结构共振和声响,并削弱结构接头的连接强度;其他,还会影响安装在底架上底总成底相对地址。而强度不够则将引起构件出现裂纹和疲倦断裂。在进行上述详细设计前,第一要认识对车身结构设计的要求以及怎样实现这些要求,在技术还是不太成熟时期可以借鉴其他车型上的积累的经

5、验,下面以S11为例分段介绍。一:杆件的设计:在设计车身时,都要认真考虑杆件的设置。骨架杆件可分为三类:1)功能所要求设置的,如门柱(A、B、C)柱、窗柱、门槛、门框上横梁等、2)加强用的,如悬置处设置的加强板,门、盖铰链处的加强板,锁扣处的加强板等。3)为安装附件而设置的非承载件,如顶盖上为安装天窗而设置的框架等。;.显然,1)、2)类是车身的主要承载件,应有足够的刚度和强度,并组成一个连续完满的受力系统。S11车身为承载式轿车车身,其骨架见以下图(车门后面介绍),车体骨架结构分为车身下部总成1、侧围总成2及顶盖部分3等。2347516如图S11车身骨架图1车身骨架下部总成2侧围总成3顶盖部

6、分4发动机舱总成5前底板总成6后底板总成7后围板总成车体的纵向受力元件为前、后纵梁(在发动机舱及后底板总成里)、门槛(侧围总成及底板总成里)、侧围上部等,纵向受力元件是前挡板(发动机舱内)、前后底板横梁、顶盖横;.梁、后围板等。车身下部总成又可分为发动机舱、前、后底板、后围板等四块,其中发动机舱主要由前纵梁、前围板、轮罩等组成,这部分承受比较大的集中力,如发动机、散热器、发动机罩及前减震器的支撑反力等,而底板部分主要承受分别在底板上的力,如车体自己重力、乘客重力、车门重力等;以及承受油箱、备胎和行李的集中重力等,所以,车体结构中易出现载荷分配不均衡和刚度不适应载荷要求的情况,这将影响系统的总变

7、形。现在的发展趋势是扩大车身光照部分的总面积,所以必然要减小腰线以上支柱的截面;考虑到提高空气动力性能的要求,前风窗支柱后倾角更大了;所以,为加强支柱,出来采用闭口截面外,在风窗支柱和车体前围侧板之间采用了上面与风挡柱连接,下面与侧板连接的加强板;其他,还必定经过仪表板支架细风窗上横梁加强左右支柱的横向连接,S11正是这一点的表现。二:杆件截面形状与刚度的关系:薄壁杆件的截面形状对其截面特点有很大影响,与刚度有关的截面特点是波折惯性矩I,扭转惯性矩Jk等。薄壁杆件的截面形状可分为闭口和张口两类,他们的截面特点有较大差别。比方,对于闭口截面,扭转惯性矩Jk4AsAst/s,式中As为板料厚度中线

8、所围成的面积、可;.见,中线周长s必然,资料厚度t必然,抗扭惯性Jk与As的平方成正比,而截面形状无独立意义,所围面积大小则很重要。圆形截面抗衡扭最有利。矩形截面中,正方形抗扭能力最高,当矩形两边之比h/b2式,扭转刚度显然下降。下表为资料面积A相等(周边的长度s和料厚t均相等)而形状不相同的截面特点的比较示例。表中分别表示对主惯性轴y的抗弯惯性矩和抗弯断面系数,Wk为抗扭断面系数。截面形状截面尺寸AJkIyWyWk/cmh=12.810.0044110.0043b=4.8t-0.40.768b=4.8t-0.4h=7.13110.6910.6561t-0.4注:表中各截面参数的数值是归一化后

9、的数值,即分别以三种截面的最大值为1可见,在资料面积A和壁厚t保持不变的情况下,闭口截面的抗弯性能稍次于张口截面,但闭口截面的扭转惯性矩要比张口截面大多了。;.所以,从提高整个车身和构件的扭转刚度出发,宜多采用闭口截面,但是还需要考虑构件截面的其他因数,如结构功能、配合关系以及制造工艺等等,所以,实质车身骨架构件的截面形状经常是比较复杂的。以S11侧围为例截面形式以下:S11为承载式轿车车身骨架截面示例;为了提高扭转刚;.度,几乎都采用闭口截面。当对车身骨架初步设计方案进行有限元解析后,可根据计算获得的内力分布情况,合适调整构件的截面形状和尺寸。三:骨架结构中的应力集中:当受力杆件的截面发生突

10、变时,就会由于刚度突变引起截面变化处应力集中。在经常承受交应变应力的汽车车身上,应力集中可能引起进展性裂缝,以致疲倦损坏,甚至断裂。这是车身结构损坏的重要原因之一。所以,在结构设计时要防范截面急巨变化,特别是要注意加强板和接头的设计。S11就曾出现此类问题,以以下图为S11的后底板后横梁横臂板,在应力集中区由于设计了过渡台阶面且翻边正好到台阶面处,以致此处应力集中在路试过程中疲倦损坏直致断裂,应力集中区所以在今后的设计更正中更成以下图,在应力集中于减;.缓台阶面加长翻边距离且加宽件的截面宽度等等,防范产生应力集中使应力均匀写,在车身上又很多受有集中力需要使用加强板的部位,如固定车门铰链的地方、

11、悬挂控制踏板处等。但是应合理设计加强板的大小和厚度。加强板太小,则不足以将集中载荷经过加强板分别到较大的面积上;加强板太大,则会增加质量,一般加强板的厚度比加强件的板料为厚,但厚度不宜相差悬殊,否则,不但咱加强板边缘由于刚度突变会引起集中而出现裂纹,而且对焊接强度也是不利的。如S11安装前门铰链部分外板为0.75mm安装板为0.9mm,加强板为1.5mm在设计车身时,承载杆件上需要开一些孔洞,以便安装各种导线、管路和机构等。显然,由于这些孔洞将产生应力集中,应尽可能将孔位选在应力较小的部位。其他,开一个大孔比开数个小孔应力集中更严重。在设计S11车身初期,犯了一个较为严重的错误,可是借鉴其他车

12、的现有的经验,未对车身骨架设计方案进行有限元解析,所以有部分车身件在路试过程中出现问题,如左;.悬置支架的断力,上面所说的后底板后横梁横臂板断裂等。所以在对车身骨架设计方案进行有限元解析后,能得到内力分布情况,合适调整构件的截面形状和尺寸。四:门、及盖的说明2断面图:(可以在门、盖里说明)重要性:车身断面图是车身设计人员不可以缺少的必修课,从断面图可以很清楚的反响车身各个部分的结构,件与件之间的搭接关系,怎样才能正确的画出车身断面图(认真的观察车身结构及多练,熟能生巧),哪几部分的断面图是重要的(四门两盖压合边,四门与侧围,两盖与顶盖、侧围等等,其实车身各个部分的断面图都是很重要的),S11冲

13、压用资料3.1冲压资料的主要力学性能指标(一)信服强度信服强度小,资料易于变形,当压缩变形时,不易起皱,对波折变形,会弹性小,即贴模性和定型性好。(二)屈强比屈强比越小,即资料易于塑性变形而不易拉裂。(三)伸长率伸长率表示板料产生均匀变形的或牢固的塑性能力,直接决定伸长类变形中的冲压成型能力。伸长率是影响翻孔或扩孔成型性能最主要的参数。(四)应变加强指数n值越高,表示钢材在成型加工过程中高变形区强度较高,变形较易流传到领近的低变形区,从而应变分布较为均匀,减少局部变形集中的现象。n值对于拉胀成形特别重要。(五)塑性应变比r值由于冷轧钢板各方项性能不相同,r值代表钢板拉伸时,宽度方向和厚度方向应

14、变比值。R越大,表示资料越不易在厚度方向发展变形,深冲性能越好。除了以上几种主要的力学性能,常有的还有杯突值(IE)和烘烤硬化值(BH)。杯突值用于议论板料的拉胀形能。杯突值越大,拉胀形能越好。烘烤硬化值是指试样进行拉深后170温度下保持20分钟时信服强度的上升量,是烘烤硬化钢的主要性能之一。;.3.2S11冲压件用的资料(六)深冲钢板,又称深冲级一般强度冷轧钢,包括ST12,ST13,ST14ST1405,ST14F,ST14HF)。ST12又称铝沉着钢,拥有必然的强度随和的塑性。用于汽车水箱外壳等一般成形加工。ST13和ST14又称特别沉着钢,即非时效钢。这种钢与ST12对照较,冲压成形后

15、,部件表面不产生滑移线,即冲压件表面质量较好。ST13常用于汽车门窗等冲压成形的加工。ST14常用于汽车油箱等深冲压成形加工,ST1405中05表示钢的表面质量较好,没有划痕等弊端,而ST14(F/HF),F表示复杂拉延级,HF表示很复杂拉延级。(七)高强度钢板,又称深冲级含磷高强度超低碳沉着钢,包括B170P1和B210P1。由于该钢板中加入磷,由于磷拥有很强的加强能力,约是硅的7倍,锰的10倍,所以要获得相同强度,只需加入少量的磷即可,同时还防范由于加入大量的硅与锰而带来塑性和延伸率的降低。另一方面,该钢中的碳含量很低,提高了钢的塑性和延伸率。所以该类钢拥有优异的冲压性能和高的强度以及拥有

16、烘烤硬化性能。(八)超深冲钢板,又称超深冲高强度超低碳IF钢,指ST16,ST1605。由于该钢中加入了强碳,氮化活物,固定了钢中的碳氮原子,故该钢又称无间隙原子钢。该钢拥有特别好的冲压性能以及拥有好的烘烤硬化性能。(九)烘烤硬化板,又称超低碳烘烤硬化钢,指B140H1,B180H1。该钢在冷轧退火时,碳氮原子以缝隙固溶存在,当预变形后高温时效办理时,碳氮原子向位错处齐聚钉扎,提高了资料的信服强度。故该类钢拥有优异烘烤硬化性能。钢板在冲压成形前既有较低的信服强度,经拉深变形或冲压成形后,并进行涂漆烘烤,信服强度获得必然的提高,即抗凹性能获得提高。(十)酸洗钢板,包括SPHC,SPHE,SAPH

17、370。该类钢拥有生产流程短,成本低,以及较高的强度和较好的延伸率,用于制造汽车车架,车轮等部件。公司赞同资料,一下代用资料:BLC低信服点冷连轧钢带信服点低,冲压可塑性地域广,形状牢固性好。BLD抗时效性低信服点冷连轧钢带冲压性能较BLC更好,且不易产生滑移线。BUSDBUFD非时效性超深冲冷连轧钢带优异的冲压成形性能,可减少冲压道次。3.3资料的力学性能信服强度抗拉强度延伸率钢类钢号rnBH(MPa)(MPa)(MPa)(%);.ST12280270-41028深冲钢板ST13240270-37034ST14210270-35038超深冲钢ST16190270-350411.80.22板高

18、强度钢B170P1170-26034036-401.4板B210P1210-31039032-361.4烘烤硬化B140H1140-23027041-451.130板B180H1180-28034035-391.1SPHC27027-31酸洗钢板SPHE27031-41SAPH37022537032-37BLC140-26027036-41冲压用冷BLD110-23027039-44R901.2R90连轧钢0.19带.BUSD110-21026041-461.40.26BUFD100-19025043-481.60.213.4资料在S11资料中的应用钢类钢号应用;.小加强板,左右后安全带下支点

19、加强板,前挡板横梁中间加强板,前挡板横梁左加强板,前围上横梁左/右支撑板,左/右底梁前支撑板,后门所安装板本体,副仪表板后安装支架,后座椅安装板,左右前悬控制臂座后支架,前挡板安全板本体,仪表台左/右上安装支架,暖风器左/右下安装支架,保险丝盒安装支架,侧围缓冲器安装板,左右后门玻璃前导轨连接板,高尾刹车灯安装板,仪表板左/右下安装板支架,洗涤液罐前支架,左/右后安全带下支点安装板,左右后纵梁内加强板,油箱前安装支架,发动罩支杆支架,左/右后纵梁外侧支架,转向柱固定支架安装板,轮罩护板安装支架,排气管掉臂支架,左右侧固定扶手加强板,前门玻璃后导轨连接板,左/右后门玻璃前导轨连接板,后底板中间横

20、梁托板,左右前纵梁后下底板加强板,手制动固定支架,左右前悬控制臂座前支架,电瓶前安装支架、电瓶后安装支架、空滤器安装支架、雨刮器电机安装板本体、左右前门锁加强板、后背门缓冲器安装ST12板、雨刮器电机安装板、左右前纵梁后下底板前支撑板、左右前纵梁后下底板后支撑板、悬置安装帽、左右前下支板本体、左右前门上铰链安装板、油箱前安装支架加强板、后纵梁前下支板加强板、油箱右安装支架、前围上横梁左加强板、左右后门上铰链安装板、左右翼子板安装支架、左右B柱铰链安装板、左右前纵梁后下板、左右前座椅安全带加强板、后底板中横梁安全带固定板、前围上横梁右加强板、后端板本体、发动机悬置左右支架、发动机后悬置左支架加强

21、板、左右前减振器座上加强板、左右前减振器座下加强板、右前纵梁加强板螺母板、雨刮臂安深冲装加强板、左右前门上铰链安装板、左右前门下铰链安装板、左右后门钢板上铰链安装板、左右后门下铰链安装板、后背门锁安装板、后背门铰链左右安装板、保险丝盒前支架,换挡手柄固定座,左右后流水槽下部本体,后门栏外板加强板,螺母盒,油箱口盖板本体,油箱口盖加强板本体,油箱口盖锁扣,油箱口盖连接板本体,左右后纵梁端板前围上横梁下盖板本体,后顶横梁加强板,左右前门外板窗框加强板,中顶横梁,后顶横梁,左右后流水槽上部本体,左右后门外板窗框加强板,后底板前横梁本体,后底板中横梁本体,后底板后横梁本体,左/右后视镜外安装板,前拖沟

22、板本体,锁板安装板,水箱上横梁左/右加强板,左右前门窗框后加强板,左右前支撑板,左/右后视镜内安装板,ST13左/右后门玻璃后导轨上安装板,仪表台横梁左右安装板,前挡板横梁,左右门锁加强板,冷却液罐安装支架,左右后梁加强板前部本体,转向机安装加强板,左/右前纵梁加强板,散热器左/右安装支架,前横梁左/右安装板本体,后拖钩安装板-左右/翼子板,左/右后门外板,左/右前门外板,后背门外板前风挡横梁本体,后背门内板,后底板本体,前底板本体,前后侧围内ST14板后部本体,前座椅安装板,左/右后纵梁悬挂加强板,左/右后纵梁本HF体,前座椅后内支座,左/右前轮罩内板,左右前门铰链加强板,碳罐加强板,左/右

23、前纵梁后底加强板,换挡手柄固定座(赞同代用ST12)超深ST16左/右侧围外板(ST1605),发动机罩内板,左/右后门内板,左/右前门;.冲钢内板,加油口盒,左/右尾灯安装板,前后椅外支座,转向机左/右安装板支架,左右B柱加强板前顶横梁、前挡板本体、后门栏外板本体、左右前轮罩外板、左右轮罩内板、左右大灯内安装支架、左右底梁加强板候补本体、左右前门内板窗框加强板、左右后内板窗框加强板、左右A柱加强板本体、左右C柱B170P1加强板、左右前轮罩外加强板、前座椅横梁本体、左右前竖板本体、水箱上横梁本体、左右前纵梁本体1、左右前纵梁本体11左右A柱内板、左右A柱加强板、左右前底版连接板、备胎安装支架

24、本体、蒸发器安装支架、后门栏上内板本体、水箱上横梁右下支架、左右前轮罩后下支板、左右侧上梁内板加强板、排气管吊架、前挡板左右外高强加强板、前挡板左右内支板、仪表板下安装支板、保险杠左右安装板支度钢架、水箱上横梁左下支架、前挡板下加强板、前底版后支板、仪表板固板定座固定板、左右大灯外安装板支架、左右后座椅上支架、左右安全带安装板、底梁支撑板、左右前轮罩前支板、左右前轮罩后下支板、动力B210P1转向液罐固定支架、左右轮罩加强板、暖风气上安装支架、左右前大灯上安装支架、左右C柱加强板支架、左右安全带上支点加强板、左右尾灯室内支板、踏脚板上安装支架、踏脚板下安装支架、前保险杠中支撑板、前保险杠支撑板

25、、前保险杠横梁加强板、前保险杠本体、后底板后横梁横臂板、后底板后横梁直臂板烘烤B140H1硬化发动机罩外板,顶盖B180H1板前座椅后内支座安装板、前座椅后外支座安装板、手制动后安装板、后座椅固定支架、中横梁排气管吊臂板、排气管吊臂板、前横梁左右安装板加强板、后纵梁排气管吊臂板、后底板后横梁加强板、左右前刹车管SPHC安装支架、左右后刹车管安装支架、左右千斤顶加强板、换挡拉线安装支架、后纵梁前下支板前加强板、发动机舱内横梁安装左右支架、左右酸洗铰链安装板、拖车支架、螺纹板钢板悬置安装座、左右前悬置控制臂座、前横梁左右安装板本体、发动机后SPHE悬置支座外板、左悬置支座内板SAPH370;.小加

26、强板,左右后安全带下支点加强板,前挡板横梁中间加强板,前挡板横梁左加强板,前围上横梁左/右支撑板,左/右底梁前支撑板,后门所安装板本体,副仪表板后安装支架,后座椅安装板,左右前悬控制臂座后支架,前挡板安全板本体,仪表台左/右上安装支架,暖风器左/右下安装支架,保险丝盒安装支架,侧围缓冲器安装板,左右后门玻璃前导轨连接板,高尾刹车灯安装板,仪表板左/右下安装板支架,洗涤液罐前支架,左/右后安全带下支点安装板,左右后纵梁内加强板,油箱前安装支架,发动罩支杆支架,左/右后纵梁外侧支架,转向柱固定支架安装板,轮罩护板安装支架,排气管掉臂支架,左右侧固定扶手加强板,前门玻璃后导轨连接板,左/右后门玻璃前

27、导轨连接板,后底板中间横梁托板,左右前纵梁后下底板加强板,手制动固定支架,左右前悬控制臂座前支架,电瓶前安装支架、电瓶后安装支架、空滤器安装支架、雨刮器电机安装板本体、左右前门锁加强板、后背门缓冲器安装BLC(赞同板、雨刮器电机安装板、左右前纵梁后下底板前支撑板、左右前纵梁后代用ST12)下底板后支撑板、悬置安装帽、左右前下支板本体、左右前门上铰链安装板、油箱前安装支架加强板、后纵梁前下支板加强板、油箱右安装支冲压架、前围上横梁左加强板、左右后门上铰链安装板、左右翼子板安装支架、左右B柱铰链安装板、左右前纵梁后下板、左右前座椅安全带加强用冷板、后底板中横梁安全带固定板、前围上横梁右加强板、后端

28、板本体、连轧发动机悬置左右支架、发动机后悬置左支架加强板、左右前减振器座上钢带.加强板、左右前减振器座下加强板、右前纵梁加强板螺母板、雨刮臂安装加强板、左右前门上铰链安装板、左右前门下铰链安装板、左右后门上铰链安装板、左右后门下铰链安装板、后背门锁安装板、后背门铰链左右安装板、保险丝盒前支架,左右后流水槽下部本体,后门栏外板加强板,螺母盒,油箱口盖板本体,油箱口盖加强板本体,油箱口盖锁扣,油箱口盖连接板本体,左右后纵梁端板BLD(赞同代左右前门铰链加强板,碳罐加强板,左/右前纵梁后底加强板用ST14HF)换挡手柄固定座(赞同代用ST12)前风挡横梁本体,后背门内板,后底BUSD板本体,前底板本

29、体,前后侧围内板后部本体,前座椅安装板,左/右后纵梁悬挂加强板,左/右后纵梁本体,前座椅后内支座,左/右前轮罩内板(赞同代用ST14HF)BUFD发动机罩内板,左/右后门内板,左/右前门内板,加油口盒,左/右尾(赞同代用灯安装板,前后椅外支座,转向机左/右安装支架,ST16);.4.S11冲压工艺冷冲压是指在常温下,利用安装在压力机上的冲模对资料施加压力,使其产生分别或塑性变形,从而获得所需要部件的一种压力加工方法。冷冲压的特点:产品尺寸牢固,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。一冷冲压工艺按变形性质分为:分别工序和成型工序被加薪资料在外力作作用下产生变形,但

30、作用在变形部分的应力达到资料的抗剪强度,资料便产生分别,形成必然形状和尺寸的部件。这些工序统称为分别工序(剪裁,冲孔,落料,切口等)。被加薪资料在外力作用下,作用在变形部分的相当应力处于资料的信服强度与抗拉强度之间,资料可是产生塑性变形,形成必然形状和尺寸的部件。这些工序统称为成型工序(波折,拉深,成形等)按工序组合形式:简单工序,即一副模具内只达成部件的一个工序。2.组合工序,立刻两种或两种以上的简单工序集中在一副模具内达成。依照组合的方法分为:复合冲压,连续冲压,连续-复合冲压复合冲压:在压力机的一次行程中,在一副模具的同一地址上同时达成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。连续冲压:在压力

31、机的一次行程中,在一副模具的不相同地址上同时达成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。连续-复合冲压,在一副模具内包括连续冲压和复合冲压的组合工序。一般按基本变形方式分类:冲裁工艺:利用模具使板料产生分其他冲压工序(落料,冲孔,切口等)。波折:将板料,棒料,管料和型材等波折成必然形状及角度的成型方向。变形特点:(自由和校正波折)(1)工件分直边和圆角两部分。(2)边形区变形不均匀(外拉内压)。(3)R/T较小时,厚度变薄。(4)变形区内横截断面的变化可视为板料的宽窄有所不相同。E=1/(2R/T+1),E表示应变量,R/T表示波折变形程度,越小波折变形越严重。当E最大时,即可获得R/T。波折现象

32、和问题:1回弹2弯裂3变形区变薄4长度增加拉深:拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛佩压制成各种张口的空心工件,或将以制成;.的空心的张口空心件加工成其他形状空心件的一种冲压加工方法,又称拉延。变形区:1.平面凸缘区-主变形区凹模缘角部分-过渡区简壁部分-传力区凸模缘角部分-过渡区圆筒底部-小变形区其中凹模缘角部分和凸模缘角部分易断裂。拉深成形阻挡:1)起皱凸缘部分资料的相对厚度:越大越有利。切向压应力:越打越不利。资料力学性能凹模工作部分几何形状2)拉裂(凹凸模缘角靠直壁处)3)硬化翻边:翻边指沿曲线或直线将薄板霈料边部或配料上预制孔边部窄带地域的资料弯折成竖边的塑性加工的方法。主要目的用于部

33、件的边部加强,除去切边以及在部件上制成与其他零件装置,连接的部位或拥有复杂特异形状,合理空间的立体部件,同时提高部件的刚度。同时也可控制破碎或折皱。种类:圆孔翻边/外缘翻边/非圆孔翻边/变薄翻边圆孔翻边:指将平板上或空心件上预制好的孔扩大成带有直立边缘的孔。成型极限:K=d/D(资料种类极其力学性能,预制空的孔口状态,资料的相对厚度,凸模形状)外缘翻边:内曲翻边/外曲翻边内曲翻边:用模具将毛胚上内凹的边缘,翻成竖边的冲压加工的方法。外曲翻边:用模具将毛胚的外凸的外边缘翻成竖边的冲压加工的方法。非圆孔翻边变薄翻边拉伸类(圆孔翻边,外缘内曲,特点是:受拉应力,易拉裂)和压缩类(外缘外曲,特点是:受

34、切向压应力,易起皱)缩口:将空心件或管件的口部直径减小的成型方法。主要受力(轴向压应力和切向压应力)缩口系数:K=d/D可能弊端:失稳和起皱旋压(可达成旋转体的拉深,翻边,缩口,胀形)将板料或毛胚重心夹紧在胎具上,由旋压机带动胎具和毛胚一起高速旋转,同时用杆棒加压与毛胚,是毛胚产生局部塑性变形并使变形渐渐扩展,最后达到所需要的形状和尺寸。种类:不变薄旋压(拉旋,缩旋,扩旋);.变薄旋压(剪切旋压,挤出旋压)胀形:胀形是利用模具是板料拉深变薄局部表面积增大以获得部件的加工方法。塑性变形地域仅限于与凸模接触部分。工艺问题:破碎种类:局部胀形,圆柱空心毛胚的胀形,胀拉成形局部胀形:使资料发生拉伸,形

35、成局部的凹进和凸出,借以改变毛胚形状的方法。用于加强筋和凸形,部件及艺术品浮雕压制,不对称张口部件的冷压成形。(力学性能)圆柱空心毛胚的胀形:将圆柱空心毛胚向外扩胀城区面空心部件的冲压方法。公司用的冲压方法及弊端:1落料冲孔(修边)弊端:毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。毛刺过大凸凹模缝隙过大或过小;刃口磨损;导向精度差;凸凹模地址不相同心等变形孔距太小;压料板与凹模型面配合不好;缝隙过大等表面划伤操作时有拖、拉等现象;板料在剪切过程中划伤等尺寸不符上料不到位;定位装置损坏或松动,地址窜动等少孔冲头折断;冲头长度不够等2拉延弊端:拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。拉裂凸

36、凹模R角半径过小;压边力过大;资料成形性能差或资料尺寸偏大;凸凹模间隙太小;润滑不当;定位严禁;凸凹模R角或拉延筋不顺、拉毛等起皱凸凹模R角半径过大;压边力过小;资料尺寸偏小;凸凹模缝隙太大;润滑过头;定位严禁;拉延筋部署不良,高度不够等表面拉伤模具工作表面有伤痕;资料表面出弊端;润滑油中有杂质、废屑等波浪、鼓包、凹坑、麻点压边力小;润滑不当、模具型腔脏;资料表面脏;透气孔拥堵;模具型面不平、润滑油脏等3翻边弊端:翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等。翻边不垂直凸凹模缝隙过大翻边高度不一致凸凹模缝隙不均匀;定位严禁;落料件尺寸严禁翻边拉毛刃口有伤痕;部件表面有杂质;刃口硬度太低翻边裂

37、修边时毛刺大;凸凹模缝隙太小;翻边处形状有突变二模具一般模具的组成1工作部件包括凸模和凹模等部件。2定位部件主要包括挡料销、定位销、侧刃等部件。3压料、卸料、顶料部件主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等部件。;.4导向部件包括导柱、导套、导板等部件。5支持部件包括上、下模板和凸凹模固定板等部件。6紧固部件包括内六角螺钉、卸料螺钉等部件。7缓冲部件包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。8安所有件及其他辅助部件主要有安全侧销、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:主要作用是防范上模压料板紧固螺钉松动或断裂,以致压料板落下,造成人员、工装的重要损失。存放限制

38、器:主要作用是防范模具弹性元件长远受压而无效和防范刃口长远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。影响模具寿命的要素1冲压工艺及冲模设计的影响及提高冲模寿命的措施。冷冲压用原资料的影响。比方:原资料厚度公差不吻合要求、资料性能颠簸、表面质量差和不干净等排样和搭边的影响排样方法与搭边值对模具寿命影响特别大,不用要的往来送料排样法和过小的搭边值经常是造成模具急剧磨损和凸凹模啃伤的重要原因。模具导向结构和导向精度的影响必要和可靠的导向,对于减小工作部件的磨损,防范凸凹模啃伤极为有效。模具几何参数的影响凸凹模的形状、缝隙和圆角半径不但对冲压件成形影响极大,

39、而对模具的磨损影响也很大。2模具的资料的影响模具的资料性质及热办理质量对模具寿命的影响是影响模具寿命诸要素中最重要的要素。3模具的热加工和表面加强的影响4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,所以要依照制件情况,合理的选择加工工艺。5压力机的精度与刚性的影响6模具的使用、保护和保养的影响正确使用、保护和保留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;注意保持模具的干净和合理的润滑;防范误送料、上双料;严格控制凸模进入凹模的深度,控制校正波折、整形等工序中上模的下死点地址;及时的打磨、抛光等。对冷冲模具用钢使用性能的基本要求1拥有高硬度和强度,以保证模具在

40、工作过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合2拥有高耐磨性,以保证模具在长远工作中,其形状和尺寸公差在必然范围内变化,不因过分磨损而无效3拥有足够的韧性,以防范模具在冲击负荷下产生脆性断裂4热办理变形小,以保证模具在热办理时不因过大变形而报废;.5有较高的热硬性,以保证模具在高速冲压或重任荷冲压工序中不因温度高升而融化三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质厚度高出标准赞同的偏差,它不但影响部件冲压开裂,表面起皱,部件回弹,甚至可能造成重要的模具事故。这是影响冲压成败三要素之一。钢板厚度公差颠簸的大小,实质上影响模具对部件施加压力的大小,金属流动的难易,从而影响部件冲压开裂和

41、起皱。2钢板的表面弊端按规定,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弊端。但赞同有深度(或高度)不高出厚度公差一半的麻点、凹陷、划痕等略微、局部的弊端,并保证钢板的最小厚度。冷轧和热轧钢板的任何表面弊端的存在,特别是高出标准赞同的表面弊端,都会成为影响部件冲压开裂、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。可防范钢过氧化和冷轧钢板边部防范产生龟裂的有利作用。(4)磷。拥有优异的冷轧退火功能。但磷有冷脆性,对焊接性能也有不利影响。(5)硫。对冲

42、压有害无益的元素。(6)铝。防范钢板时效、作为强脱氧剂、有利于深冲性能。汽车冲压用钢板应拥有以下三方面的基实质量要求:1优异的表面质量。资料的表面应光洁平展,无分层和机械性质的伤害,无锈斑、氧化皮及其他附着物。2严格的厚度尺寸公差。3优异的深冲性能焊接工艺;.目前公司运用的焊接方法有:点焊,凸焊,螺柱焊,二氧化碳保护焊,手工电弧焊。点焊:电弧焊:将被焊工件压紧于两电极之间,并通以电流,利用电流流经工件接触面及领近区域产生的电阻热将其加热到融化或塑性状态,使之形成金属结合的一种方法。包括点焊,缝焊,凸焊,对焊。优点:1.熔核形成时,向来被塑性环包围,融化金属与空气间隔,冶金过程简单。2加热时间短

43、,热量集中,故热影响区小,变形应力小。3焊接成本低弊端:无可靠无损检测方法,点,缝焊的搭接头不但增加了构件的质量,且因在两板间熔核周围形成夹角,使接头处的抗拉强度和疲倦强度均较低。金属电阻焊时的焊接性(主要指标):1资料的导电性和导热性2资料的高温强度(越高焊接性越差)3资料对热循环的敏感性熔点高,线膨胀系数大,易形成致密的氧化膜的金属,其焊接性能差。点焊:工件只在有限的接触面上,即所谓“点”上被焊接起来,并形成扁球形的熔核。焊接电极:是保证电焊质量的重要部件,其主要功能:向工件传导电流,向工件传达压力,迅速到山焊接区的热量。主要组成:端部,主体,尾部和冷却水孔。电焊方法:双面焊和单面焊双面焊

44、时,电极由工件的两侧向焊接处溃点。单面焊时,电极由工件的一侧向焊接处溃点。不形成焊点的电极采用大直径和大接触面积以减少电流密度。点焊工艺参数:焊接电流,焊接压力,焊接时间当进行不等厚度或不相同资料电焊时,熔核将不对称于其交界面,而是向厚板或导电,导热性差的一边偏倚,结果使薄件或导电,导热性好的工件焊透率低,焊接强度小。熔核偏移的原因是有两工减产热和散热条件不相同引起的。焊接接头:平时采用搭接街头和折边接头。接头可以由两个或两个以上等厚或不等厚度的工件组成。设计点焊结构时,必定考虑电极的可达性。同时,还应试虑如边距(取决被焊金属种类,厚度和焊接条件),搭边量(是边距的两倍),点距(最小值考虑分流

45、),装置缝隙(尽量小)和焊点强度(以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性的指标。值越大越好)等因数。凸焊:凸焊是电焊的变型,在一个工件上有预制的凸点,凸焊时,一次在接头处形成一个或多个熔核。应用途合:低碳钢和低合金钢,板件,螺帽,螺钉类部件等,厚度一般为0.5-4mm。焊接模具是用于保持和夹紧工件于合适地址,同时也可用于电极。夹具是不导电的辅助装置。对于小的工件,电极和夹具平时是合为一体。凸焊工艺特点:由于电流集中,战胜点焊时熔核偏移的弊端。凸焊时,电极必定随凸点被压溃而迅速下降,否则会应失压而产生飞溅。凸焊工艺参数:电极压力,焊接时间,焊接电流。焊接接头和凸点:平时凸焊的接头搭边量要比电焊

46、小。焊点间的间距没有严格限制。在工件凸焊螺母,螺栓等紧固件时,凸点的数量应足以承受设计载荷。凸点的作用是将电流和压力限制在工件的特定场合,其形状和尺寸取决于应用的场合和需要的焊点强度。;.螺柱焊:将金属螺柱或近似的其他紧固件焊接于工件上的方法,是一种焊接紧固件的迅速的方法,平时是将一根螺柱或其他紧固件焊到平面。按工件地址:平焊,立焊或仰焊。又可分为电弧螺柱焊和电容放电螺柱焊。电弧螺柱焊:第一将螺柱与工件间引燃电弧,是螺柱端面和相应的工件表面被加热到熔融状态,达到合适的温度时,将螺柱挤压到溶池中去,使两者交融成焊缝。保护:焊剂(引弧端)和陶瓷保护圈。设备:直流焊接电源,焊接时间控制器,螺柱焊枪。工艺参数:焊接电流和焊接时间(输入焊接能量足够大是保证获得优异电弧螺柱焊街头的基本条件)可焊接资料:碳钢,高碳钢,不锈钢,低合金高强度钢,铝合金。电容放电螺柱焊种类:预接触式,预留缝隙式和拉弧式。焊接设备:焊枪,电源和控制装置。二氧化碳保护焊,为融化极气体保护电弧焊一种。融化极气体保护电弧焊,采用可融化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来融化焊丝和母材金属,并向焊区输送保护气体,使电弧,融化的焊丝,熔池及周边的母材金属免受周围空气的有害作用。二氧化碳保护焊,即采用二氧化碳作为保护气体。特点:拥有成本低,抗氢气控能力强,合适薄板焊接,易进行全地址焊接。熔滴

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