大客车车身制造工艺课件：冲压成形工艺

大客车车身制造工艺

冲压成形工艺在冲压成形时，可以把变形毛坯分成变形区和不变形区。表3-1中列出拉深、翻孔与缩口时毛坯的变形区与不变形区的分布情况(图3-1)。毛坯的基本变形有压缩类变形、伸长类变形和弯曲变形三种形式。一、毛坯的基本变形１.压缩类变形当作用于毛坯变形区内的压应力的绝对值最大时，变形区的变形以压缩变形为主，称这种冲压变形为压缩类变形。在绝对值为最大的压应力方向上，毛坯变形区内产生的变形一定是压缩变形。２.伸长类变形当作用于毛坯变形区内的拉应力的值最大时，拉伸变形为变形区内的主要变形，称这种变形为伸长类变形。３.弯曲变形当毛坯变形区的外侧受到拉应力作用，内侧受到压应力作用时，变形区产生弯曲变形。毛坯上曲率发生变化的部分称为变形区。弯曲时，在变形区的内侧产生压缩变形，外侧产生伸长变形。

弯曲变形兼有压缩类变形和伸长类变形的特点，只是在不同的毛坯断面情况下，其表现程度不同，在弯曲过程中出现的问题和解决的方法也不同。二、毛坯变形的控制在冲压过程中，需要最小变形力的区是相对弱区，而且弱区必先变形，因此变形区应为弱区。这个结论在冲压生产中具有很重要的意义。决定变形区变形趋向的最为重要的因素是变形毛坯各部分的相对尺寸关系。如图3-5所示，由于毛坯的尺寸D0和d0与Dp的相对关系不同，则具有三种可能的变形向:拉深、翻边与胀形。冲压成形的基本方法包括胀形、拉深、翻边和弯曲四种。一、胀形胀形时毛坯变形区的变形分布和变形程度采用网目法来研究，如图3-7所示，

εx和εy分别是胀形时板料平面内相互垂直的两个方向上的应变值，其值用下式计算:低碳钢在两向拉应力作用下的成形极限分为破坏极限和表面粗糙极限(图3-8)。一般情况下，应把胀形变形程度控制在表面粗糙极限线以内。用刚体凸模时，平板毛坯胀形力可按下式估算：二、拉深拉深也称拉延，是利用模具使平面毛坯变成为开口的空心零件的冲压工艺方法。拉深过程如图3-10所示。三、翻边翻边是在成形毛坯的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲线翻成竖立边缘的冲压方法。当翻边是在平面毛坯上或毛坯的平面部分上进行时，叫做平面翻边。当翻边是在曲面毛坯上进行时，叫做曲面翻边。当翻边的沿线是一条直线时，翻边变形就变成了弯曲。

按变形的性质，翻边可分为伸长类翻边和压缩类翻边。伸长类翻边时，由模具的直接作用而引起的变形是切向的伸长变形；而压缩类翻边时由模具的直接作用引起的变形是切向的压缩变形。１.伸长类翻边伸长类翻边包括孔的翻边(图3-12)、沿不封闭的内凹线进行的平面翻边(图3-13)和曲面毛坯上进行的伸长类翻边(图3-14)等。２.压缩类翻边压缩类翻边包括压缩类平面翻边(图3-15)和压缩类曲面翻边(图3-16)。四、弯曲弯曲是将平板毛坯弯曲成一定的曲率、一定的角度形成一定形状的冲压工序。在弯曲过程中，毛坯变形区的外层产生切向拉应力和伸长变形，在变形区的内层产生切向压应力和压缩变形(图3-17)。弯曲时的弹复引起弯曲件的曲率半径和弯曲角度的变化，其弹复值可根据下列计算:单角弯曲又称为Ｖ形弯曲；双角弯曲又称为Ｕ形弯曲，是生产中最常见的两种弯曲型式。一、单角弯曲Ｖ形弯曲时，Ｖ形弯曲件的精度受到凹模开口宽度2L、凸模的圆角半径rp、相对弯曲半径r/t、弯曲角和弯曲力P等因素的影响。它们对弹复角的影响如图3-20、图3-21、图3-22所示。Ｖ形接触弯曲生产中常采用经验公式进行概略计算:二、双角弯曲不采用顶板时，毛坯的弯曲过程如图3-23所示。凹模底部设有顶板(图3-24)，且顶板背压足够大时，ＯＡ部分在弯曲初始阶段的弯曲变形和弯曲后期的反向弯曲变形被消除。背压对弹复值的影响如图3-25所示。当相对弯曲半径ｒ/ｔ较小时，背压法比较有效。但是当相对弯曲半径较大时，因毛坯中间部分的弹复值已不能补偿圆角部分的弹复值，背压法也失去了作用。这里可以采用例如图3-26所示弧形凸模等方法，使ＯＡ部分的弹复恰好补偿