大客车车身制造工艺课件：大客车车身零件冲压工艺

大客车车身制造工艺

大客车车身零件冲压工艺车身覆盖件是指覆盖车身的薄板零件，包括外覆盖件和内覆盖件。客车覆盖件有前围蒙

皮、后围蒙皮、保险杠、驾驶员门、乘客门及行李舱门等薄板零件。车身覆盖件冲压成形主要以拉延为主，局部包含胀形、翻边以及弯曲等成分。一、覆盖件冲压工序车身覆盖件的冲压工艺通常是由落料、拉延、修边、翻边、冲孔等工序组成，其中拉延工序、修边工序和翻边工序是覆盖件冲压成形的基本工序。

落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序，被分离的材料成为工件或工序件。落料工序是为了获得拉延工序所需的毛坯。拉延是将平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序。

修边工序是为了去除掉拉延件的工艺补充部分。翻边工序是在修边工序之后，使覆盖件边缘的竖边成形。冲孔工序是加工覆盖件的孔洞。覆盖件冲压成形的关键工序是拉延工序。图4-1所示客车前围中蒙皮的冲压工艺包括下料、拉延、修边和检验工序，其制造工艺过程包括:

(1)冷轧卷钢板采用数控板料开卷校平机下料，在下料毛坯上按照成形毛坯样板尺寸画线，采用离子切割机对画线毛坯进行切割下料。

(2)毛坯料在拉延模具上定位，采用拉延复合模在双动液压机上一次拉延深成形。(3)摆放修边靠模与拉延件贴合，采用等离子切割机进行修边。

(4)使用检验样板、测量器具对前围中蒙皮尺寸和与形状按照图样要求进行检验，检验合格件表面涂油，并摆放在存放架上。二、覆盖件的分类和工艺特点１.覆盖件的分类浅拉延件：拉延深度<50mm

一般拉延件：拉延深度<100mm

复杂拉延件：拉延深度较深(170~240mm)２.覆盖件冲压工艺特点成形工序多。

成形多采用复合工序。

设置工艺补充面和拉延筋等措施控制拉延变形。

广泛采用双动压力机。

使用工作台面大、公称压力相对小的压力机。三、覆盖件冲压成形工艺设计１.拉延方向的确定１)保证凸模与凹模的工作面能够顺利接触

２)开始拉延时凸模与拉延毛坯的接触状态良好

３)压料面各部位进料阻力要均匀２.工艺补充部分覆盖件的拉延件通常是由覆盖件本体和工艺补充部分两部分构成。工艺补充部分主要由工艺补充面、压料面和拉延筋构成，如图4-2所示。１)压料面形状的确定

压料面是凹模圆角半径以外的那部分拉延毛坯。２)工艺补充面

为了满足拉延工序的需要，在覆盖件本体结构上所作的工艺处理称为工艺补充。３)拉延筋

为了改善毛坯的流动状况，通常在压料面上设置不同的拉延筋。３.冲压工艺参数的制定冲压工艺参数是指在冲压过程中，与冲压成形密切相关的一些工艺参数，主要包括毛坯的形状和尺寸、材料的性能参数、压边力的大小、冲压速度、润滑条件、冲压设备等，这些工艺参数对覆盖件的成形程度和成形质量具有决定性的影响。四、覆盖件冲压成形性分析１.利用类比分析方法估算各部分的变形程度

２.利用成形度α

值分析拉延件成形性

３.利用成形过程数值模拟技术分析拉延件成形性五、冲压设备的选择多数车身覆盖件冲压生产线是由一台双动机械压力机或液压机与数台单动机械压力机组成。双动机械压力机或液压机用于覆盖件拉延成形，单动机械压力机主要用于修边、冲孔、翻边、整形等工序。覆盖件冲压设备的选择包括压力机类型和规格两项内容。客车通常选用厚度为4.0~10.0mm的热轧钢板，采用下料、制孔、冲压成形等加工设备，加工各种中厚板件。图4-3所示的车架纵梁、横梁、外撑梁和各种连接及安装件是客车主要的中厚板件，其制造工艺过程包括下料、制孔、成形、检验和存放等工序，其中制孔和成形工序(模具冲压、折弯和辊压成形)对中厚板件的加工质量影响最大。转向角传动器安装件制造工艺过程(图4-4)包括下料、成形和制孔工序。一、中厚板件冲压成形的特点(1)客车中厚板件通常选用热轧碳素钢板或热轧低合金高强度钢板。

(2)中厚板件的材料厚度大，刚度好，成形时毛坯不易产生失稳起皱，但材料的延伸率低、塑性差，并且由于一般相对弯曲圆角半径很小，,成形力大，容易产生弯曲圆角开裂、表面严重划伤、尺寸精度差等质量问题。(3)中厚板件形状比较简单，冲压成形时毛坯变形区以弯曲变形为主，局部也会存在伸长类或压缩类翻边变形，成形时通常不需要施加压边力，通过经验数据和简单的计算即可实现对中厚板件工艺性分析，冲压工艺设计相对简单，只要工艺和模具设计合理，就能加工出合格的制件。

(4)中厚板件的尺寸和形状精度主要由模具冲压、折弯和辊压等成形工序保证。(5)转向机支架、外撑梁连接板等中、小型中厚板件一般采用通用液压设备进行冲压成形；车架纵梁、横梁等大型中厚板件采用大型的专用液压机床冲压成形或辊压机组辊压成形；对于发动机托梁等拉深成形件，由于制件板料厚、形状复杂，采用热冲压成形，增加材料的流动性，减小毛坯的变形抗力，保证成形质量。二、中厚板件下料方法１.剪板机剪切下料

２.圆盘剪切机下料

３.冲裁模下料

４.数控等离子切割机下料三、中厚板件制孔方法１.摇臂钻床钻孔

２.数控钻床钻孔

３.冲孔模冲孔

４.数控冲床冲孔四、中厚板件成形方法客车中厚板件的形状相对比较简单，成形加工时毛坯以弯曲变形为主，常用的成形方法有折弯、冲压成形和辊压成形等方法。五、车架纵梁加工工艺１.先制孔后成形加工工艺

２.先成形后制孔加工工艺

３.制孔—成形同时加工工艺冲压模具是车身冲压件生产必不可少的工艺装备，与冲压件的质量、生产效率以及生产成本等方面有着直接的关系。冲压模具是由工艺零件和结构零件两类零件组成，基本零部件包括凸模、凹模、压边装置以及上下模座等。车身零件冲压模具主要用于车身覆盖件、结构件和一般冲压件的冲压加工。一、冲压模具分类与结构１.冲压模具分类(1)按工序性质的不同，冲压模具分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等。

(2)按工序组合方式的不同，冲压模具分为单工序模、复合模和级进模。(3)按模具零件组合通用程度的不同，冲压模具分为专用模和通用组合模。

(4)按凸、凹模的材料的不同，冲压模具分为钢制冲模、低熔点合金模、锌基合金模和聚氨酯橡胶模等。

(5)按模具外形尺寸的不同，冲压模具分为小型模具、中型模具和大型模具。２.冲压模具典型结构冲压模具是由各种不同的零件组成，按模具零件作用的不同，可将其分为工艺零件和结构零件两类。

(1)工艺零件是指直接参与工艺过程，与毛坯直接发生作用的零件，包括工作零件、定位零件、卸料与压料零件等。

(2)结构零件是指模具中起装配、定位、导向作用的零件，包括导向零件、紧固零件、标准件及其他零件等。二、低熔点合金模低熔点合金模是选用低熔点合金作为制造模具的材料，以样件为基准，采用铸造方法制造的冲压模具。低熔点合金一般是指熔点低于232℃(锡的熔点)的易熔合金，常用的低熔点合金模材料是铋基合金和锡基合金，合金成分和性能见表4-3，主要用于拉延模、成形模的制造。铋基模具合金和锡基模具合金是以铋、锡为基体的有色合金，合金的熔点低于铋、锡金属熔点，合金成分对低熔点合金性能的影响见表4-4。低熔点合金熔化后流动性好，具有良好的铸造性能。１.低熔点合金模的特点(1)制模工艺简单。

(2)制模周期短。

(3)制模成本低。

(4)有利于提高冲压件品质。

(5)有利于冲压工艺试验。

(6)适用于小批量生产。２.低熔点合金模制模工艺低熔点合金采用铸造方法制造冲压模具，制模工艺分为自铸模工艺和浇铸模工艺两大类。在铸模前应准备好样件、凸模板、凹模板、压料板和连接螺栓等。三、锌基合金模锌基合金模是选用锌基合金作为模具材料，以样件(或样模)为基准，采用铸造、挤切等方法制造的冲压模具。锌基合金是以锌为基体，加入少量的铜、铝和微量的镁等元素组成的合金。１.锌基合金模的特点优点(1)制模工艺简单、周期短、成本低。

(2)模具性能优良。锌基合金流动性好，制模精度较高，表面粗糙度较小。

(3)锌基合金可用于制造多种冲压模具。

(4)能耗少，污染小，有利于环保。不足:

(1)锌基合金模的耐磨性比钢制模具差，模具使用寿命相对较短。

(2)锌基合金在冷凝时有1%~2%的收缩率。

(3)锌基合金模的硬度较低。２.锌基合金模制模工艺１)锌基合金冲裁模制模工艺(1)浇铸法。

(2)挤切法。

(3)镶拼法。２)锌基合金成形模制模工艺(1)石膏型制模工艺。

(2)砂型制模工艺。３.锌基合金典型结构锌基合金模具的结构和普通钢制冲压模具类似，有单工序模(通常凹模采用锌基合金)、复合模(通常落料凹模采用锌基合金)和级进模(通常落料凹模采用锌基合金)。图4-29所示为锌基合金冲孔落料复合模，图4-30所示为客车顶通风窗盖锌基合金成形切边复合模。四、聚氨酯橡胶模聚氨酯橡胶模是指采用聚氨酯橡胶作为模具的凸模或凹模，对板料进行加工的冲压模具。聚氨酯橡胶模的特点是结构简单，制造方便，生产周期短，成本低，而且制件精度容易得到保证，成形过程中不会划伤工件表面、质量好，适用于新产品的试制及中小批量冲压件的生产。１.聚氨酯橡胶冲裁模聚氨酯橡胶冲裁模主要由