制造技术初级(压造冲压)

07年度初级技术教育

生产技术讲座

制造技术初级（冲压制造）

日产自动车株式会社

序言

冲压制造表面是在可塑性加工、冲压模具设计、设备的设计、生产性工学等

区域非常广泛的专业领域的聚合体的带动下进行着日常的「东西的制造」的。

象这些个的技术性文献类有许多，但汽车使用的部件因为有着各种各样的极其

较为复杂的造型的形状、为了使之满足各式各样的性能、往往在实际性生产加

工当中、仅仅使用即有的理论公式呀试验性的公式等以致得不到解决的情况在

日常工作中是经常发生着的。我们的课题就是如何的尽早、尽善、尽快、尽可

能便宜的解决下来。

本文是要尽可能益成为解决这些个课题的一个途径、就此编制和汇总了现在

持有的KNOW—HOWo尚且、有关本文的内容、对于冲压制造部门之外的大

家来说存在着过于专业性的部分、但是在今后的区域广泛的工作当中是无论如

何的希望能够将它作为经常性的携带在身边的一册文件并且加以灵活运用的。

本教材是由作为基础性篇章的制造技术I（冲压制造）和作为应用性篇章的制

造技术11（冲压制造）等的两个部分构成的。

制造技术I（冲压制造）一初级技术人员教育一

第一章冲压加工的概要

第二章冲压加工的材料

第三章冲压加工的方法

第四章冲压加工的冲压模具

第五章冲压加工的设备

制造技术n（冲压制造）一中级技术人员教育一

第一章冲压加工用的材料

第二章冲压部件中的经济性

第三章冲压加工的问题和对策

第四章冲压加工的设备

第五章新的工程技法和新的技术的采纳

第六章采纳于新的车型的开发上

第一章.冲压加工的概要

1.冲压加工的定位

一般来说在金属的加工上有着切削加工和非切削加工、在切削加工上是旋盘加工,被用刀

具切削代表铳刀加工的那种金属啦、是指使用超声波、放电、激光等制作出所定出的形状

的加工。

非切削加工在种类上被划分为、可塑性加工、铸造、溶解等，冲压加工隶属可塑性加工、

被定位如下图所示。冲压加工不仅是使用模具将材料加工成所定的形状也具有依据加工的

硬化使得材料得以强化的目的。

图表金属加工方法的定位

在汽车上的冲压加工是为要实现以重量轻并且高钢材性能的车体构造所以是不能够缺少的

制造方法。与钢铁材质的进步同步以致到今天仍旧在众多方面一面不断的在致力于改善当

中。

在此、将把关于冲压部件的成本构成加以解说、紧接着、为了成本最低化的方针政策页

加以说明。

1.冲压加工的概要

1.冲压部件的成本

1-1.车辆上冲压部件所占有的比率

车辆上冲压部件所占有的比率在图表1-1上所显示的那样大约占有全部的

8%o另外，车辆上所占有的重量的比率在图表1-2上所显示的那样铸铁的

一部分由于钢板的料头的再次利用合起来占有着半数以上。

从这可以看出，在汽车的制造上冲压部件是在成本上非常便宜的，并且冲压

加工也正起着完成非常重要的工作任务的角色。

1-2.生产的台数和成本

一般来说生产的台数和成本是有着和图表1-3所显示的那样的关系。

在这里所说的固定的费用是制造部件所必需的［设备和治工具(模具)|的费用，

所说的变动的费用是I直接材料费用、产品采购费用以及直接的劳务费用等的

费用］,各自显示着每一台车辆的金额。在这里要明了的事情是：

1).固定的费用是随着生产的台数的增加反而转变成为每一台车辆的成本逐

渐减少的相反比例的弧度。

2).从固定的费用和变动的费用的关系上来看、产品的成本是随着生产台数的

增加而向着降低的倾向转变。

图表1-3生产台数和成本

［王伟胜印］

1-3.冲压部件成本的构成

冲压部件的成本构成在下面的图表1-5上可以一目了然。

在这种情况下、变动的费用和固定的费用的对比是6:4的比率，其中素材的

费用也占有着全部费用的一半以上。另外、即使在固定的费用当中的直接的

固定费用也比较多的原因是由于象图表1-5和1-6所显示的那样乘用车生产投

资额比率和全车型改换时的投资金额的比率中的冲压部分较高的缘故。

相通的固臂用

正飞

费［定费力料费用）费

检具等）x（模具

A1/n检具等）/

X

比例费由

图表1-4图表1-6

冲压部件的成本（15000台/月基本）新车型开发的投资比率

（单元冲压设备\、

^模具）

图表1-5工程店设备上的投资的比率

1-4冲压加工的生产性能

象图表1-7所显示的那样、冲压加工和其他的工程的生产线相比其生产性能较高

并且适宜于大规模大量度的加工生产制造。

生产速度：（秒/个件）

10203050100150

半自动冲压

大中型生产线

全自动冲压

大型生产线

连续自动冲।

压

装料转轮冲

压

射出成形生

产线

车体地板生

产线

总装生产线

图表1-7生产性能比较标绘图

尚且、关于详细事宜将在冲压制造技术2上［在冲压加工中的经济性］加以参照。

贴图处6页全页

7【1八

70/1

市4/V八

贴图处注文：图L8汽车冲压部件事例

第二章冲压加工所用的材料

1.可塑性和弹力性

一般来说材料都具有弹性和可塑性的两个种类的特性。说起弹性就是向材料施

加外力并给予一次回的变形之后除去外力的话、材料的形状就又返回到原有状态的

性质。另外、所说的可塑性是说一施加外力就同时要产生变形、但除去外力之后

其变形也仍然遗留下来、其形状不再返回到原有状态的性质。

所谓的冲压加工是说、使材料进行可塑性变形以获得所规定的形状的加工方法。

要对在冲压加工中的最为重要的、钢板的可塑性变形的性质加以深刻的理解。

要对材料的可塑性变形的特征得以熟知、一般来说做抗拉性的试验是有必要的。

图1.即使抗拉了钢板的情况下的应力--扭歪曲线图。

应力

（物品重量）

图1.钢板的应力——扭歪曲线图

钢板的情况下、在最初期引力和扭歪曲线之间的大致的比例是成立的、如若除去应力

后扭歪曲线就回复到O。这个领域被称作弹性变形领域。紧接着如一施加上张力载荷的话

随即转向可塑性变形。在这里、在弹性变形领域和可塑性变形领域之间应力在对于大致一

定的情况下扭曲就存在作出进展的领域、这种现象被称作屈服现象。

在图1中、A被叫做屈服点（YP;YieldPoint）、在这里发生的伸展以及扭曲被称作屈服

点伸展、屈服点扭曲。（在汽车用钢板上屈服点不会清晰的被显示出来、所以对于原来的长

度把产生0.2%的永久性伸展的应力数值称作0.2%名义屈服极限作为屈服应力。）接着、D

点是最大载荷点把这个载荷称作材料的张力强度（TS;TensileStrength）,E点是断裂点因着

张力材料产生断裂的点。另外、把到断裂点为止的伸展（扭曲）称作伸展比率

（EL;ELongation）＞使用百分比率做显示。

在一般上来说、钢板材料的机械性的特性数值是以EL,YP,TS来显示的。（在这之外还

有r数值、n数值等，详细的记述显示在制造技术H上。）

通常情况下、运用于汽车车体上的汽车用钢制板材的机械性的特性数值一般是

EL=38〜55%、YP=U0〜260Mpa、TS=280~380Mpa.

在钢板的冲压成形上、使用所被规定了的形状的冲压模具（通常、称作“模具”）把材料

成形切断后从而获得所被规定了的部件形状、至此、有关钢板材料的所具有的性质从而发

生下面的各样的问题。（详细处敬请参照第三章〜四章）

1）.断裂

在成形中、由于钢板材料的所具有的断裂强度或者由于超出其最大伸展度、就要产

生材料的断裂总之裂痕的发生。断裂是最为严重的问题在部件上面一出现断裂就成

为不了产品了。另外、即使未达到断裂由于局部性的伸展其钢板厚度极度的变薄的

现象被称作内退刀槽、与断裂等同都是质量问题。

2).褶皱

在成形中在钢板之上发生的压缩力、不均衡的张力应力、扭曲应力等引发的钢板

的座底弯曲、以及钢板对模具间的互为关系不均衡从而由着钢板的余料引起发生。

褶皱在外观上不仅不好、在大的方面上甚至给部件的精度和模具的寿命带来很怀的

影响。

3).弹性变形回复

在图1上、把钢板施加变形使之在可塑性变形领域上的变形了之后一除去负荷、

仅弹性变形的部分其变形回复刀原状(弹性回复)的现象。比如说即使把钢板折弯90

度实际上出来的产品仅只是弯曲着87〜88度左右、这就给部件的精度造成了极坏的

影响。

4.表面次品(NG)(表面扭歪、拉伸应变滑移)

在外观上被极其严格要求的汽车的外部板材部件上可以说即使是极其微小的表

面的凸凹、就马上成为部件表面的次品问题。表面扭歪是和褶皱在同等的机理下而

发生的、在外部板件冲压部件上数十微米的凸凹就成为问题。

另外、拉深应变移滑是在冲压成形产品的表面上发生带状的模样、是钢板特有的

现象。这个是把存在显著的屈服点的钢板成形了的情况下、在变形量度对中屈服点

附近的部分上由于屈服点伸展致使在其近旁的处所之间变形量度产生差异由此作为

板材厚度差异而出现了。虽然这样但是、在近年来的钢板上在制钢阶段添加了铝金

属控制着屈服点伸展的发生、因此拉伸应变滑移的发生是极其稀少的。

贴图处10页

田0|自助重用表面处现糊稔一戋

贴图处译注:

a.电镀锌钢板

b.电镀铝钢板

c.电镀钛钢板

d.涂装覆盖包制钢板

e.热浸电镀

f.电气电镀方法

g.热浸电镀方法

h.涂装覆盖包制方法

i.热浸电镀锌钢板(GI)

j.合金化热浸电镀锌钢板(GA)

k.型号AB

1.溶解锌•铝合金电镀钢板

m.电气电镀锌钢板(EG)

n.电气锌合金电镀钢板(EGN)

o.热浸铝电镀钢板

p.热浸钛电镀钢板

牛有机复合电镀钢板(持久性钢板)

r.外皮包膜构成样式凸(代表事例)

s.底胎金属

t.合金

U.有机外皮包膜

V.电镀镀着重量(眼力观察量)

W.双面镀着重量显示(g/m2)

x.(单面的显示)

y.表面的处理

z.铭酸盐处理/磷酸盐处理/涂抹油处理/特殊处理

A.能够制造出的最大的尺寸

B.板材的厚度和板材的幅宽

C.电镀镀着重量大、有很高的耐腐蚀性

D.优良的涂料粘附性、涂装之后的耐腐蚀性良好、溶接性也良好

E.优良的涂料粘附性、而且因为镀着厚度高所以有高强的耐腐蚀性

F.优良的耐气候变化性主要使用于室外的用途、55%A在耐热性及耐热反射性上

良好

G材质的选择范围广泛、因其表面平滑具有在广泛的用途上得以使用

H.耐腐蚀性及涂装耐腐蚀性和溶接性等优良

I.优良的耐腐蚀性及耐气候变化性。有较多的改进型号。

J.有着优良的裸露耐腐蚀性及焊接性。

K.优良的裸露耐腐蚀性、同时加工之后的耐腐蚀性也相当良好。

L.代表的用途

M.外部板材/内部板材的构造部件

N.车体

O.燃料油箱

P.废弃系列(包含遮热板)

Q.其他

（本页结束）

添加表格2钢板的规格和记号（例子：热浸锌电镀钢板、其他）

NES（日产技术才瓯准规格）RENAULTV.I.JFS«日本钢铁联盟烷格）JRS（日本工业规格JISO战格

名称总括记号钢种记号摘要适合的板材StandardGradeCvating规格杵类的烧规格编号

0号记号格

第记号

号

合金SP780SP789(Y)内部板材专用SP12911-414-8U5XCGF6，"44)A301I软质JACGSGCD13575ZXXXXX03

化热（原板SF78KY)汽车一般部件用SPU1GGZF)XEGF，耻4/4)钢板Z70C33SGCD2ZXXXXX04

浸锌材是汽车拉深部件用SP122XEfGF。恤4/4)-FZ02SGCMZXXXXX05

电镀冷扎S产用3M汽车深拄深部件用SP1插11-0/821KSESGF&'6(4,4)260G——

求去）

钢板SP784(¥)汽车超深度触深部件用SPL24XSSESGFW<4)------

（GA）SP78SO*>汽车部件用烧结硬化性付与SPINSIL805XEB1IGF6恤4/4)A,JAC4-一.

279H

规格

SP78I-34(KV>3403lpH级别一般用SP15I-340114(4-804KE220FGFW6(4-4)B.JAC一一49987J<XXX22Q

编号340M

M20SP7H2-34IKV)340M脚级别精良加工用SP132-MU(IFHIU40>C.JAC

27340P

SP785-J4IHY)34O、lpa级别烧结硬化付与SPB5-S40XE220BHGF6i'6(4/4)D.JACSGC340—

340H

SP78I-37(KV)斯OMpu线别一般用SP131-370XE260PGFN"4/4)""™一™r

SP782-37(H¥)370Ypa线别精良加工性SPB2-37O(IFIfRJ70>GF6J6(4K)-一—

SP781-39(K¥)390Mpu级别一般用—一E.JACSGC4004998ZXXXXX280

390W

SP782-J蜘丫)MOMpu级别精囱加工性——F.JAC

3W一一-----,

SP781-440(Y)44UMpa级别一般用SP131-340一GJACS(；C4404998ZXXXX320

440W

Sr782-44O(Y)44UMpa级别精良加工性SP131-370IIW-K02XE32ODH.JAC———

44OF

-59QMpa级别一般用SP131-370I.JACSGC5704998ZXXXXX550

5WK

SP7M3-5*M)(Y)590Mpai®别低屈服比率SP13I-37OJ.一一~—__—

一—一—一一—

汽车一般部件用

SP790SP7QKY)SP221K.JAH—3575ZJCXXXX03

（原板27OC

材是SP792(Y>汽车拉深部件用SP222JAH—ZXXXXXX04

热轧27OD

SP793(Y)汽车深度拉深部件用SP223JAH一ZXKXXXXXX05

27OF.

SP791-^70(¥)370Mpa组别一般用SP231-370L,JAHSGH3404998ZXXXXXX25。

370”

SP79E-440f^9440VpH皱别一般用SP231-440JAHSGH4404998ZXXXXXXXX32O

44OW

非合SP700SP709内部板材专用SPI29

金化（原板SP70!汽车一般部件用SP12I

热浸材是冷SP702汽车拉滓部件用SPI22

锌电扎**）5P703汽车深度拉深部件用SP323

镀钢SP705（原SP7O6汽车一般部件用SK2t

板板材是热SP707汽车拉深部件用SP222

（GI）轧**）SP70«汽车深度拉深部件用SP223

电气SP600

锌电

镀钢(EXuELO)

板

（EG）

电镀SP

MOU600X

锌电

镀

A.涂装烧结硬化性钢板

B,通用型钢板

C.高深度拉深型钢板

D.涂装烧结硬化性钢板

E.通用型钢板

F.高深度拉深型钢板

G.通用型钢板

H.高深度拉深型钢板

I.高屈服比率型钢板

J.低屈服比率型钢板

K.软质钢板

L.通用型钢板

12页表格

附表3板材材料显示事例

fNESj（NissanEngineeringStandard;日产技术标准规格）

钢板

SP781-340AGLM

SP;板材的11$111II

厚度所1.冷扎压延2.软质钢材机械性张力强度外观他用区分涂抹油料表面精加工

容许的2.热轧压延3、5;高强的性质（MPa）区分

差异=3.有机包膜度钢材（伸展主体）

JFS、合金电气

JIS电镀（冷扎

RP;板材的耐久性）

厚度所4.有机包膜

容许的合金电气

差异=电镀（热轧

雷诺的耐久性）

规格5.燃料油箱

*RP规格用热浸铝

是欧洲电镀

生产的6.电气锌电

车辆、镀

或者是7.热浸锌电

局限于镀--------—8.合金化

欧洲共8.汽车用热（冷延）

同使用浸铝电镀9.合金化

而开发9.钛mou（热延）

的日本电镀0.热浸中

生产的

车辆也

可以录

用。（

日本厂

商）

RENAULTStandard

钢板

XSESPG

X;冷扎原板材主表面记载表面记载高张力钢板的强化无记号:裸露材质

要用于内部板件机械性的的机构部门G:非合金化热浸锌电镀材质

Z;冷扎原板材主性质(GI)

要用于外部板件

H;热轧原板材、软质钢板P:磷金属添加固溶强化型

外观和内部板的情况下D:分散强化型

件材相同C;通用的M:铳钢

级别B:双面钢

E;浅度拉深BH:数值固化

ES;深度拉

深

SES;超深度

拉深

SSES;超超

深度拉深

（仅限冷延内部板件）

高张力钢板的情况下

表面记载“E”+“屈服点下限数值”

比如：“E400”：YP400pa材质

铝金属板材

NA160

5;5000系列铝材机械性的性质

6;6000系列铝材、具有BH性质（伸展主体性）

[JFSj(THEJAPANIRONANDSTEELFEDERATIONSTANDARD);日本钢铁联盟规

格)

JAC340WCN-2202:-LDM-45M/30M

S;冷扎、热轧压延（裸露材）C;冷扎压延种类的记号化学厚度差涂抹表面化电镀付着重量

Y；有机包膜合金电气电镀H;热轧压延机械性容许度油料精学（双面/单面）

（冷热耐久性强化）的性质幅宽差加合

E;电气锌电镀容许度工成

N;电气锌mou合金电镀长度差处理

A;合金化热浸锌电镀容许度

F;电气锌一铁合金电镀波纹高度

的区分

外观区分

fJISj(JAPANINDUSTRIALSTANDARD;日本工业规格)

钢板

SpCC

Steelp(Plate);薄钢板1C(Cold);冷扎压延C(Commercial);一般

钢带(无电镀)/H(Hot);热轧压延一>D(DeepDrawn);拉深

E(Electrolytic);―E(DeepDrawnExtre);深度拉深--->N(Non-ageing)

电气y*C(Cold);冷扎压延XX；张力的强度

热轧压延一

高张力fH(Hot);>Y(Yield)

XX;张力的强度

A(Aluminium);C(Commercial);

热浸铝电镀一一般

一>D(DeepDrawn);

拉深

―>E(DeepDrawnExtre);

深度拉深

P(Plate);镀锡铁皮一省略

镀锡铁皮原板

G(Galvanized)^>C(Clod);冷扎压延C(Commercial);一般

热浸锌电镀'、｛(Hot);热轧压H(Hard)

Drawn)

XX；张力的强度

铝金属板材

A5052P-H34

铝合金系统；制定顺序,质量差别

金1；铝金属的纯度；排列位置材料的形状

属在99%或者!o；退火

在这以上的|'F;制造

高纯度铝金属|0；基本合金1H;XX硬化

记号意思记号意思

2;AI—Cu系[1〜9;合金的1加工处理

（2000系统）।改进型\T；XX热处理P板材/条材/园TD拉制无缝管理

3;A1—MnIN;日本独有板材

（3000系统）1的合金

I\3PC包层板TW溶接管理

4;A1—SiI其他规格制定

挤压棒氮弧溶接管理

（4000系统）|的合金BETWA

5；AI—MgBD拉制棒S挤压成形材料

\

（5000系统）|\

W拉制棒FD模具冲压锻造产

6;AI—Mg—Si!

品

（6000系统）1纯铝金属:铝金属的纯度在\

TE挤压无缝管FH自由锻造产品

7;A1—Zn—Mg।小数点以下两行

理

（7000系统）।铝合金:旧的阿尔卡耐蚀记号

8;上面记述之.（关于日本独自的合金在合金

的系统的合用系列合制定的顺序上从0至

9；预备|99附加编号）1

1X

rj

（ANSI]（AmericanNationalStandardsInstitute;美国规格协会）

FASTMj（AmericanSocietyforTestingandMaterial;美国材料试验测试协会）

fAISlJ（AmericanIronandsteelInstitute;美国钢铁协会）

[SAEj（SocietyofAutomotiveEngineers;汽车技术人员协会，美国）

[BS]（BritishStandardsInstitution;英国规格协会）