沖裁的定義：利用沖裁模在壓力機上使板料的一部分與另一部分離的沖壓分離工序。三.沖裁工藝與模具設(shè)計包括：沖孔、落料、修邊、切口等多種沖壓分離工序沖裁變形過程可分為三個階段，見表1-31）彈性變形階段2）塑性變形階段3）斷裂階段表1-3沖裁過程及沖裁后斷面2.沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量影響及間隙選擇1)沖裁間隙：是指凹模凸模刃口工作部分尺寸之差。(a)間隙過?。?b)間隙合適；(c)間隙過大圖1-3間隙大小對沖裁件質(zhì)量的影響1-斷裂帶;2-光亮帶;3-圓角帶;2)沖裁間隙大小的影響:沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、沖裁力大小、模具壽命因此，選擇合適的間隙同時保證間隙的勻，是保證制件質(zhì)量的重要因素。見圖1-3。3)沖裁間隙的確定原則：

保證沖裁件質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最高。新模具采用最小合理間隙Zmin。（見表1-4）表1-4沖裁模雙面間隙四.彎曲彎曲工藝的定義：將板料、管料和型材彎成具有一定的曲率、一定角度和形狀的沖壓工序稱作彎曲。圖1-4幾種典型的彎曲件a-模具壓彎;b-滾彎;c-折彎;d-拉彎圖1-5彎曲件的加工形式彎曲方法：壓力機上用彎曲模壓彎折彎機上進行折彎滾彎機上進行滾彎拉彎設(shè)備上進行拉彎1.彎曲變形過程及變形特點表1-5

板料彎曲變形工藝過程分析1)彎曲變形過程分為四個階段2)彎曲變形特點變形區(qū)部位：主要在彎曲件的圓角部分，正方形網(wǎng)格變成了扇形變形特點：應(yīng)變中性層纖維長度不變，外側(cè)區(qū)伸長，內(nèi)側(cè)區(qū)縮短

變形區(qū)厚度變化：相對彎曲變形r/t

較小時，板料厚度變薄圖1-6彎曲前后坐標(biāo)網(wǎng)格的變化圖1-7彎曲時毛坯斷面形狀的變化

板料寬度影響：寬板（B/t>3）彎曲時橫斷面幾乎不變；窄板（B/t≤3）彎曲時原矩形斷面變成了扇形2.彎曲變形中的質(zhì)量彎曲件彎裂與防止措施當(dāng)r/t值減小到使外層纖維的拉伸變形超過材料所允許的變形程度時，外層纖維將會出現(xiàn)裂紋，即彎裂現(xiàn)象，圖1-8所示為板料的彎裂。圖1-8沖裁表面對彎曲件質(zhì)量的影響克服彎裂現(xiàn)象的措施：

要選用表面質(zhì)量好、無缺陷的材料做彎曲件的毛坯；

設(shè)計彎曲件時，應(yīng)使工件彎曲半徑大于其最小彎曲半徑（r件>rmin）。若需要（r件<rmin），則應(yīng)兩次彎曲；彎曲時，應(yīng)盡可能使彎曲線與材料的纖維方向垂直。對于需要雙向彎曲的工件，應(yīng)可能使彎曲線與纖維方向成45°的角；

彎曲時毛刺易引起應(yīng)力集中使工件開裂，應(yīng)把毛刺放在彎曲內(nèi)側(cè)。2）彎曲件的回彈與防止措施回彈是彎曲件質(zhì)量的主要問題之一2）彎曲件的回彈與防止措施：回彈是彎曲件質(zhì)量的主要問題之一任何一種塑性變形，在外載作用下，其彎曲產(chǎn)生的變形都由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當(dāng)外載卸除后，彎曲件的塑性變形保留下來，而彈性變形則完全消失，這時彎曲件會發(fā)生于加載時完全相反的變化，與模具相應(yīng)形狀不一致，這種現(xiàn)象稱之為彎曲件的回彈。（見圖1-9）圖1-9彎曲件回彈現(xiàn)象材料的機械性能，相對彎曲半徑r/t，彎曲力和彎曲件的形狀及模具間隙等。影響回彈的因素：減少回彈的措施：

補償法—根據(jù)彎曲件的回彈趨勢和回彈量的大小，修正凸?；虬寄９ぷ鞑糠值男螤罨虺叽?，使工件的回彈量得到補償。校正法—彎曲成形終了時，坯料與模具貼合后，對坯料施加一定的附加壓力以校正彎曲變形區(qū)。(見圖1-11)選擇合適材料及改進零件局部結(jié)構(gòu)見（圖1-10)圖1-11減小回彈的措施圖1-10在彎曲變形區(qū)壓制加強筋3）彎曲件的偏移及防止措施：在彎曲過程中，板料沿凸模圓角滑移時，因板料各邊摩擦力不等，有可能使板料向一側(cè)偏移，而造成彎曲件邊長不合要求（見圖1-12）。圖1-12制件彎曲時的偏移現(xiàn)象防止偏移的措施：

擬定工藝方案時，可將彎曲件不對稱形狀組合成對稱形狀，然后再切開（見圖1-13）。在模具設(shè)計時采用壓料裝置（見圖1-14）。要設(shè)計合理的定位板(外形定位)或定位銷（見圖1-15）。圖1-13克服偏移措施(1)圖1-14克服偏移措施(2)圖1-15克服偏移措施(3)五.拉延（拉深）定義：拉延是利用拉深模將已沖裁好的平面毛坯壓制成各種形狀的開口空心零件。特征：拉延所使用的模具與沖裁模具不同，凹模和凸模無鋒利刃口；具有較大圓角半徑；拉延間隙稍大于板料的厚度以有利于金屬的流動。

拉深件類型：圓筒形、梯形、球形、錐形、盒形和其它不規(guī)則的開口空心零件。a-圓筒形零件;b-帶凸緣的筒形零件;c-階梯形零件;d-錐形零件;e-拋物線零件;f-球形零件;g-盒形零件;h-復(fù)雜曲面形狀零件圖1-16拉深成形的各種零件拉深時五個區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變分析1）凸緣區(qū)域

應(yīng)力狀態(tài)：徑向受拉，切向受壓變形狀態(tài)：徑向伸長，切向壓縮變形區(qū)厚度變化：板料厚度增加，凸緣外邊緣處板厚增加至最大凸緣區(qū)域應(yīng)力:sr為拉，sq及st為壓（無壓料裝置時st為零）凸緣區(qū)域應(yīng)變:er為伸長，eq為壓縮，et為伸長(無論有無壓料裝置時)2）凹模圓角區(qū)

應(yīng)力狀態(tài)：徑向受拉，切向和厚向受壓變形狀態(tài)：徑向伸長，切向壓縮，厚向減薄圖1-17圓筒形拉延件各成形區(qū)域3）壁筒區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)：軸向受拉的單向應(yīng)力狀態(tài)；軸向伸長、厚度變化(筒下部減薄、上部增厚)的平面應(yīng)變狀態(tài)。4)凸模圓角區(qū)域特點：經(jīng)歷兩次彎曲，受到凸模圓角頂壓和成形力拉伸作用，減薄嚴(yán)重應(yīng)力狀態(tài)：徑向受拉，切向和厚向受壓變形狀態(tài)：徑向和切向伸長，厚向壓縮，材料減薄嚴(yán)重，危險斷面特點：為低應(yīng)力小變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)：切向、徑向受拉的平應(yīng)力狀態(tài)；切向、徑向拉伸、厚度壓縮的三維應(yīng)變狀態(tài)5)筒底區(qū)域圖1-18圓筒形件拉深時的應(yīng)力與應(yīng)變六.車身覆蓋件的拉延工藝1.車身覆蓋件的工序落料工序—拉深工序—修邊工序—翻邊工序—沖孔工序—獲得拉延工序所需的毛坯外形形成覆蓋件所需形狀（關(guān)鍵工序）切除拉延件的工藝補充部分完成覆蓋件的豎邊成形加工覆蓋件上的孔洞2.覆蓋件的拉延特點（1）成形要求：覆蓋件分塊大，形狀復(fù)雜，空間曲面及其上的棱線、筋條、凸臺盡可能在一次拉延中成形。

（2）防止起皺和拉裂措施：覆蓋件形狀復(fù)雜，深度不勻且又不對稱，壓料面積小，需要采用拉深筋來加大進料阻力；或是利用拉深筋的合理布置，改善毛坯在壓料圈下的流動條件，使金屬流動趨于均勻，有效防止起皺和拉裂。（3）壓料力要求：覆蓋件的拉延不僅要求一定的拉延力，還要求在拉延過程中具有足夠的、穩(wěn)定的壓料力。

雙動壓力機：壓料力可達到拉延力的65%~70%（4）表面保護和潤滑：為減少拉深時板料與凹模和壓料圈的摩擦，降低材料內(nèi)應(yīng)力以避免破裂和表面拉毛的現(xiàn)象，常在壓料表面涂抹特制的潤滑劑。3.車身覆蓋件的拉延工藝分析選定拉延方向，就是確定工件在模具中的三向坐標(biāo)（x，y，z）位置。拉伸方向的合理性是拉延工藝合理性的前提。

其應(yīng)符合以下原則：（1）保證凸模能夠進入凹模不產(chǎn)生負(fù)角。上：凸模不能進入凹模下：凸模能進入凹模圖1-19覆蓋件的凹形決定拉深方向（2）工藝補充面在拉延本體外，另增添的必要材料稱為工藝補充面，它直接影響到抗延成形，及拉延后修邊、整形、翻邊等工序。確定工藝補充部分考慮的問題拉深深度盡可能淺盡量采用垂直修邊

工藝補充部分盡量小(a)(b)(c)(d)(e)圖1-20工藝補充部分的種類(3)壓邊面

壓邊面指板料在凹模圓角以外的法蘭部分，由工件本體部分或工藝補充部分組成，其應(yīng)是平面或曲率較小的曲面，不允許有大的起伏或拐點。在拉伸成形的過程中，壓邊面的材料被逐漸拉入凹模腔內(nèi)，轉(zhuǎn)化為覆蓋件形狀。壓邊面與凸模形狀保持一定幾何關(guān)系，保證在拉伸過程中板料處于張緊狀態(tài)，并能平穩(wěn)地包攏凸模，防止起皺破裂。（4）工藝切口工藝切口的作用：用于沖壓較深的局部突起或鼓包所需材料的補充。設(shè)置工藝切口的條件：必須在容易破裂的區(qū)域附近設(shè)置工藝切口，且該切口又必須在拉深件的修邊線以外，以便在修邊工序中切除。(a)上后圍成形部位工藝切口布置；(b)門內(nèi)板成形部位工藝切口布置圖1-21工藝孔和工藝切口（5）拉深筋作用：沖壓件在拉深時，因工件的形狀不規(guī)則各處變形差異很大，所以需要用拉深筋來控制和調(diào)節(jié)板料各段流入凹模的阻力。拉深筋的種類：拉深筋、拉深檻圖1-22拉深筋圖1-23拉深檻（6）定位方式?jīng)_壓件在模具中必須有準(zhǔn)確合理的定位，它直接影響沖壓件的沖壓精度。（7）拉延間隙（8）工藝弧形拉延間隙是保證壓邊圈與凸模有一定的尺寸距離，從而使板料通過拉延間隙流入凹模中。工藝弧形是對零件預(yù)先給予增加一定的拱形，就是說對零件的原始形狀進行某些改變。七.沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化車身零件的沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化程度是衡量汽車車身制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。全自動化沖壓生產(chǎn)線是在自動化單機的基礎(chǔ)上，配置工序間零件輸送裝置、翻轉(zhuǎn)（或轉(zhuǎn)位）裝置、廢料排除裝置等由控制裝置統(tǒng)一協(xié)調(diào)各單機和各種裝置的動作，使各工件按規(guī)定的程序自動地逐步進入各種沖壓工位，全部沖壓成型而被送出。1、壓力機單機機械化和自動化特點—安裝自動化上、下料裝置圖1-25接件機械手圖1-26氣動搖臂式機械手2、壓力機自動化生產(chǎn)線壓力機自動化生產(chǎn)線是由折垛系統(tǒng)（板料上料裝置）、清洗噴油裝置、料坯對中裝置、壓力機的上、下料機械手、雙動壓力機與單動壓力機之間的翻轉(zhuǎn)裝置、單動壓力機之間的輸送裝置等組成。圖1-27剛性連接自動沖壓線圖1-28機械裝置由壓力機驅(qū)動的柔性自動沖壓線3、坯料自動化生產(chǎn)線毛坯準(zhǔn)備工作主要是剪切下料。如果使用卷料毛坯，就要在開卷設(shè)備上進行開卷、校平、剪切等工作。1-送料裝置；2、3-開卷裝置；4-多輥校平機；5-落料壓力機；6、7-送料機構(gòu)；8-堆垛機構(gòu)；9-下料地坑；10-緩沖帶；11-門式框架圖1-30開卷落料自動線1-升降臺；2-帶有抓取機構(gòu)的可移式板料放置裝置；3-機動滾道；4-送進裝置；5-剪板機；6-防板料下沉磁力滾道；7-下料機構(gòu)；8-下料轉(zhuǎn)換機構(gòu)；9-坯料起重運輸小車圖1-29板料剪切機械化生產(chǎn)線二、坯料準(zhǔn)備的自動化和機械化板料剪切卷料開卷1-送料裝置；2、3-開卷裝置；4-多輥校平機；5-落料壓力機；6、7-送料機構(gòu)；8-堆垛機構(gòu)；9-下料地坑；10-緩沖帶；11-門式框架圖1-32開卷落料自動線1-升降臺；2-帶有抓取機構(gòu)的可移式板料放置裝置；3-機動滾道；4-送進裝置；5-剪板機；6-防板料下沉磁力滾道；7-下料機構(gòu)；8-下料轉(zhuǎn)換機構(gòu)；9-坯料起重運輸小車圖1-31板料剪切機械化生產(chǎn)線第二節(jié)汽車車身的裝焊工藝一.車身的焊接方法汽車車身殼體是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，它是由數(shù)百個薄板沖壓件，經(jīng)焊接、鉚接、機械聯(lián)結(jié)及粘接等方法聯(lián)結(jié)而成?；竞附臃椒ǎ?/p>

電阻點焊CO2氣體保護焊螺柱焊惰性氣體保護焊釬焊激光焊接圖1-33轎車白車身結(jié)構(gòu)

焊接的實質(zhì)是利用局部加熱或加壓，使被連接的金屬熔化或進入塑性狀態(tài)，促成被連接處金屬原子相互滲透并接近0.3~0.5mm的金屬晶格距離，完全利用金屬原子間的結(jié)合力把兩個分離的金屬板件連接起來。

圖1-34點焊原理圖點焊的優(yōu)點及原理（1）定義：點焊是將工件裝配成搭接接頭置于兩電極之間壓緊、通電，利用電阻熱能熔化母材，形成焊核，是熱-機械（力）聯(lián)合作用的焊接過程。（2）優(yōu)點：與熔焊方法相比，電焊為內(nèi)部熱源，其冶金過程簡單，且加熱幾種，熱影響區(qū)域小，易于獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭與鉚接比，節(jié)省金屬，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，這對高速運行的轎車十分重要。焊接過程中無弧光、無有害氣體、無噪聲，勞動條件好。點焊過程機械化、自動化程度高，可提高生產(chǎn)效率，減輕作業(yè)者勞動強度。適合自動生產(chǎn)線的要求。

圖1-35點焊焊接前和點焊焊接后（3）點焊循環(huán)的原理1）預(yù)壓。點焊時，將待焊的板件搭接起來，置于上、下電極之間，然后施加一定的電極壓力，將板件壓緊。2）焊接。閉合開關(guān)K，接通焊接變壓器，電流流經(jīng)被焊板件。板件的內(nèi)部電阻成為形成焊點的主要熱源，焊件與焊件接觸表面被加熱到熔化溫度，并逐漸向四周擴大行成熔核。3）鍛壓。就是把焊接電流斷開后，仍保持足夠大的電極壓力使電極繼續(xù)對熔核進行擠壓使之變形，形成致密的核心，同時熔核冷卻形成焊點。4）休止。在休止時間內(nèi)，升起電極，移動板件或電極，準(zhǔn)備進行下一個點的焊接。圖1-36點焊的四個程序2.點焊工藝規(guī)范參數(shù)（2）焊接電流：焊接電流是最重要的點焊參數(shù)。焊接時流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流。點焊時I一般在萬安培（A）以內(nèi)。點焊時應(yīng)選用接近C點處，抗剪強度增加緩慢，越過C后由于飛濺或工件表面壓痕過深，抗剪強度會明顯降低。點焊的主要工藝參數(shù)：電阻，焊接電流，焊接時間，焊接壓力，電極和電極加頭，焊接工件等。（1）電阻R圖1-37影響焊接效果因素圖1-38不同材料電阻圖1-39焊接強度和電流關(guān)系（3）焊接時間為了保證熔核尺寸和焊點強度，焊接時間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以互為補充選用強條件還是弱條件，取決于金屬的性能、厚度和所用焊機的功率，但對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時間，都仍有一個上、下限，超過此限，將無法形成合格的熔核。（4）電極壓力電極壓力對兩電極間總電阻R有顯著影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小。此時焊接電流雖略有增大，但不能影響因R減小而引起的產(chǎn)熱的減少，因此，焊點強度總是隨著電極壓力的增大而降低，在增大電極壓力的同時，增大焊接電流或延長焊接時間，以彌補電阻減小的影響，可以保持焊點強度不變。采用這種焊接條件有利于提高焊點強度的穩(wěn)定性。電極壓力過小，將引起飛濺，也會使焊點強度降低。（5）強規(guī)范和弱規(guī)范強規(guī)范：大電流，短時間。弱規(guī)范：小電流，長時間。

圖1-40電極壓力和焊接強度的關(guān)系（6）焊接直徑電極直徑增大，電極接觸面積也增大，通過的電流密度變小，同時散熱效果增強，引起焊點加熱不夠，造成板件焊點強度下降，故應(yīng)按推薦值和試焊情況來確定。（7）其他選擇點焊工藝參數(shù)時可以采用計算方法或查表的方法，無論采用哪種方法，所選擇出來的工藝參數(shù)都不可能是十分精確和合適的。即只能給出一個大概的范圍，具體的工作還需經(jīng)實測和調(diào)試來獲得最佳規(guī)范。表1-6點焊工藝參數(shù)表3.點焊的質(zhì)量控制（1）焊件的表面清理?！駲C械清理：噴砂、砂輪或砂紙打磨等

●化學(xué)清理：酸洗除銹、堿洗脫脂和鈍化等（2）零件裝配車身覆蓋件裝配時易產(chǎn)生的缺陷是間隙過大和位置錯移，均造成制作焊后變形或應(yīng)力過大。若兩焊件的間隙過大，實際焊接壓力減小，飛濺傾向增強，焊核尺寸和焊接強度的波動加大，焊接區(qū)的變形增加。故裝配焊隙<(0.5~0.8)mm（3）點焊分流與焊點間距點焊分流定義：點焊時，不經(jīng)過焊接區(qū)，未參加形成焊點的那部分電流。點焊分流危害：使焊接區(qū)電流密度降低，造成未焊透、焊核畸變等缺陷。故應(yīng)盡量采取措施，減少分流的影響影響分流的因素：焊點間距、零件材料、表面狀態(tài)、和裝配等。

在能保證聯(lián)接強度的條件下，焊點間距應(yīng)以較大為好，這樣減少焊點，減少分流有利于提高焊接的質(zhì)量。4.點焊設(shè)備（1）固定式點焊機

單點式多為通用設(shè)備；

多點式一般為專用設(shè)備?；窘Y(jié)構(gòu)供電系統(tǒng)：變壓器和焊機的二次回路（低電壓、高電流）。加壓系統(tǒng)：提供焊接的電極壓力。有腳踏式加壓機構(gòu)、電極凸輪加壓機構(gòu)、氣壓式加壓機構(gòu)。

焊具部分：機臂、電極夾持器、電極。冷卻系統(tǒng)：冷卻電極、變壓器。圖1-41DN2-200型電焊機構(gòu)造圖1-42多點焊機構(gòu)造示意圖（2）移動式電焊機有纜式變壓器與焊鉗分離。手持部分較輕便。無纜式將變壓器與焊鉗合在一起。圖1-43有纜式電焊機圖1-44無纜式電焊機二.CO2氣體保護焊焊接過程盤狀焊絲由送絲機經(jīng)軟管送到焊槍的導(dǎo)電嘴。電源分別連接焊槍和焊件。焊絲靠近工件，產(chǎn)生電弧，工件形成熔池，焊絲熔化；同時，氣瓶的CO2經(jīng)預(yù)熱、干燥、減壓，從噴嘴噴出，隔離空氣與熔池和電弧。2.優(yōu)點1）生產(chǎn)率高2）成本低3）焊接質(zhì)量高4）操作簡單5）