第二章沖壓工藝沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。沖壓工藝有冷、溫、熱之分：當(dāng)被加工沖壓件的板材較薄時，通常在常溫下完成沖壓成型，即冷沖壓成型；當(dāng)沖壓件的板材較厚時，冷態(tài)成型所需的設(shè)備功率特別巨大、且沖壓成型易產(chǎn)生開列和裂紋，這時常將板材加溫后再沖壓，即熱沖壓成型；由于鋁合金的成型性能比鋼差，為了便于成型，鋁合金的沖壓成型有時會用到溫成型，即加熱溫度較低的成型。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋板（汽車車身沖壓件主要采用鋼帶、鋁帶）。近些年，為了降低燃料消耗及提高電動汽車的續(xù)駛里程，輕量化備受重視，為此高強鋼、超高強鋼已廣泛用于汽車車身制造，超高強鋼車身承力構(gòu)件也采用熱沖壓成型。第一節(jié)

沖壓工藝方法分離落料沖孔修邊剖切沖壓成型彎曲拉延脹形縮口翻邊校平與整形沖壓生產(chǎn)線的分類與選用單機聯(lián)線沖壓生產(chǎn)線多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線沖壓生產(chǎn)線的選用一、分離沖壓工藝中的分離工藝，傳統(tǒng)的概念又稱沖裁，是指坯料在沖壓力的作用下，變形部位的應(yīng)力達(dá)到抗拉強度以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離，從而獲得所需形狀與尺寸的工件。落料沖孔修邊剖切（一）落料是指用沖模沿封閉曲線沖切，沖下部分是零件，用于制造各種形狀的平板零件或為沖壓件提供坯料。現(xiàn)階段，用的最多的落料工藝是沖裁落料。隨著技術(shù)的進步及為了提高落料的質(zhì)量，已有不少車企已開始采用激光切割落料。1．沖裁落料沖裁落料是一種傳統(tǒng)的落料工藝，由于生產(chǎn)效率非常高，所以至今仍是車身沖壓工藝中用的最多的一種落料方式。沖裁落料的工藝質(zhì)量主要與落料模的結(jié)構(gòu)、精度、沖材的力學(xué)性能、沖材厚度等有關(guān)。1）沖裁落料模精度對沖

裁件精度與質(zhì)量的影響沖裁落料模的精度對落料件尺寸精度及切口表面質(zhì)量有直接的影響，沖裁落料模精度越高，沖裁件的精度越高、切口表面質(zhì)量越好。表2-1為沖模有合理間隙且刃口鋒利時沖模制造精度與制件尺寸精度的關(guān)系。

沖模制造精度與沖裁件尺寸精度之間的關(guān)系表2-12）沖裁落料模的結(jié)構(gòu)型式

對沖裁件精度與質(zhì)量的影響無導(dǎo)向敞開式?jīng)_裁落料模：上、下模均無導(dǎo)向，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，常用于板材較厚、精度要求較低的小批量落料生產(chǎn)。導(dǎo)板式?jīng)_裁落料模：利用導(dǎo)板對凸模導(dǎo)向，凸模與導(dǎo)板（又是固定卸料板）間選用H7/h6的間隙配合。其特點是落料精度較高、模具壽命長，常用于厚度大于0.3mm、形狀較簡單的板材落料。帶導(dǎo)柱彈頂沖裁落料模：上、下模均采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向，彈壓卸料和彈壓頂出。在沖裁落料的過程中，材料在被上下壓緊的狀態(tài)下完成分離。其特點是，沖裁過程材料的變形小、平整度高，廣泛應(yīng)用于對沖裁質(zhì)量要求高的場合，如車身沖壓件的落料。3）沖裁落料過程彈性變形階段：凹模輪廓范圍以內(nèi)，材料有被擠入“洞口”的趨勢，呈鍋底狀彎曲；凹模輪廓范圍以外，材料呈直邊翹曲。塑性變形階段：材料加工硬化與塑性變形同時存在。材料與凸模接觸面積由初始的（凸模）擠壓輪廓線向擠壓輪廓環(huán)（帶）轉(zhuǎn)變，壓力繼續(xù)增加，輪廓環(huán)寬度不斷增加，由于凸、凹模間存在間隙，在此變形過程中材料纖維組織存在彎曲和拉伸變形。塑性變形程度增加，的加工硬化亦不斷增加，施加于材料上的荷載也相應(yīng)增加。當(dāng)荷載等于材料的剪切強度時，材料剪切面處出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)外力達(dá)到一定數(shù)值時，塑性變形階段終止。斷裂階段：凸、凹模繼續(xù)相向運動，材料在凸、凹模刃口側(cè)面處產(chǎn)生的微裂紋沿最大切應(yīng)力方向向材料深層不斷擴展，當(dāng)上、下裂紋相互重合時，處于凸模下的材料和基體材料便發(fā)生分離。4）沖材的力學(xué)性能對沖

裁件精度與質(zhì)量的影響

沖裁落料過程中切口附近的材料不可避免會發(fā)生一定的彈性變形，沖裁落料結(jié)束便會回彈，從而使得工件尺寸與凹模尺寸存在一定的偏差，進而影響沖裁件的尺寸精度。材料越軟，彈性變形量越小，回彈也越小，沖裁件的尺寸精度越高；反之，沖裁件尺寸精度越低。5）沖裁件的相對厚度對

沖裁件精度與質(zhì)量的影響沖裁件相對厚度對尺寸精度也有影響。相對厚度t/D(t—材料厚度；D—沖裁件直徑)越大，彈性變形量越大，沖裁件的尺寸精度越差；反之，沖裁件的尺寸精度越好。6）沖裁落料力的計算沖裁落料力是選用壓力機的主要依據(jù)，沖裁落料模的設(shè)計也需要知道沖裁落料力的大小。壓力機所能提供的沖壓力必須大于所需的沖裁落料力。沖裁落料力的大小主要與材料的力學(xué)性能、厚度以及工件將要實施沖裁的周邊長度有關(guān)。采用平刃沖裁時，其沖裁落料力可按下式計算：7）高速沖裁落料①壓力機的沖裁速度很高，其滑塊的運行速度在200次/min以上，目前已知的最快運行速度已達(dá)到3000次/min。②材料在沖裁過程中加工硬化明顯，變形抗力顯著增加。③高速沖裁落料設(shè)備的荷載能力大多在4000kN以下，主要用于薄板（3mm以下）的沖裁落料。④設(shè)備的剛性和精度高。⑤與之對應(yīng)采用高精度送料設(shè)備。⑥大多采用多工位級進沖裁落料模。⑦可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良、生產(chǎn)效率高。2.激光落料激光落料即采用數(shù)控激光切割技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沖裁落料。利用數(shù)控激光切割可以非常準(zhǔn)確地切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進一步的處理。通過激光直接在鋼或鋁合金帶料上進行飛行切割，無需模具，生產(chǎn)率高，特別適用于需要經(jīng)常更換產(chǎn)品的生產(chǎn)流程。這一點完美契合了當(dāng)前汽車制造對高品質(zhì)、靈活性的需求。激光落料一般配有2～3個激光切割頭，能加工寬度達(dá)1880mm和2150mm的料卷，高效完成車身全部沖壓件的落料生產(chǎn)。激光切割落料具有如下諸多特點①激光切割落料生產(chǎn)線設(shè)備質(zhì)量小、能耗低，無需復(fù)雜的設(shè)備基礎(chǔ)和模具，大大降低了前期投資和后期使用維護的成本。②無需制造模具，采用先進的排樣軟件及控制系統(tǒng)，產(chǎn)品規(guī)格形狀轉(zhuǎn)換迅速，特別適合多產(chǎn)品共線柔性生產(chǎn)。③激光切割速度快、生產(chǎn)效率高，可滿足各種不同沖材（鋼帶、鋁合金帶、不銹鋼、非金屬材料）的落料生產(chǎn)。④無沖裁所需高強度的沖擊，噪音小，生產(chǎn)環(huán)境良好。⑤采用數(shù)字化優(yōu)化排樣，且無沖裁落料所需的料頭、料尾損耗，各種形狀的零件組合進行無搭邊切割，減少了材料損耗，提高了材料利用率。（二）沖孔沖孔是指用沖模沿封閉曲線沖切，沖下部分是廢料。有正沖孔、側(cè)沖孔、吊沖孔等幾種形式。沖孔和沖裁落料的工藝過程與工藝方法都很相像，所不同的只是：①對于沖孔，沖下的是廢料，沖裁落料是送往下一道工序的沖壓件毛坯；②沖孔通常所沖下的面積較小，沖裁落料的面積相對較大；③沖孔所沖下的形狀通常比較規(guī)則，大多是圓孔、腰圓孔、矩形孔，沖裁落料的形狀相對較復(fù)雜。（三）修邊修邊是指將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定形狀。由于車身沖壓件的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，大多都要采用多工序組合成型工藝，為了確保沖壓件有完整且高質(zhì)量的邊緣及有些沖壓成型過程必須要在壓緊板料整個周邊的情況下才能實施沖壓成型，為此許多沖壓件的毛坯板料周邊都需要額外預(yù)留一定寬度，待沖壓成型工藝完成后，再將沖壓件周邊多余的部分裁剪掉。這就是許多沖壓件沖壓成型作業(yè)完成后需要增加一道修邊工序的原因。（四）剖切為了提高沖壓成型工藝的效率，將左右對稱的沖壓件及多個外形尺寸相對較小的車身沖壓件組合在一起，用一套模具同時完成沖壓成型加工的方法在車身沖壓工藝中已得到了較廣泛的應(yīng)用。左右對稱的沖壓件或多個外形尺寸相對較小的沖壓件組合在一起沖壓成形后，需要將其分離成獨立的零件，此時就需要采用剖切工藝。剖切就是采用沖裁模或激光切割沿不封閉曲線切開成兩個或多個部分。二、沖壓成型沖壓成型是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對板料施加壓力。坯料在沖壓力的作用下，變形部位的應(yīng)力達(dá)到屈服點，但未達(dá)到抗拉極限，使坯料產(chǎn)生塑性變形而不發(fā)生斷裂分離，從而獲得所需形狀、尺寸和性能的零件（沖壓件）。沖壓成型包括彎曲、拉延、翻邊、脹形、校平與整形等工藝內(nèi)容。（一）彎曲彎曲是利用設(shè)備或?qū)Ｓ霉ぞ呤菇饘侔辶?、管料、棒料或型材彎成一定曲率、一定角度和形狀的變形工藝。彎曲工藝在沖壓生產(chǎn)中占有較重要的地位，汽車許多承力沖壓件的成型都離不開彎曲成型工藝。彎曲成型既可利用模具在壓力機上完成，也可以利用其他專用設(shè)備如折邊機、彎管機、滾彎機來完成，盡管彎曲工藝方法、工具及設(shè)備各不相同，但彎曲時的變形過程與規(guī)律基本一致，即都需要經(jīng)歷彈性變形、塑性變形，為了達(dá)到所需的彎曲成型質(zhì)量，最后還需要進行矯正整形過程。1.彎曲成型工藝彎曲成型有多種不同的工藝方法，若按彎曲成型設(shè)備和工藝原理的不同，可將彎曲成型分為拉彎成型、輥彎成型、壓彎成型和繞彎成型；若按照工件形狀的不同，可將彎曲成型分為二維和三維彎曲成型。無論是二維還是三維彎曲成型均可用前述拉彎成型、輥彎成型、壓彎成型等成型工藝。就彎曲成型工藝的合理性與經(jīng)濟性而言，線狀料的彎曲成型較適合采用拉彎成型和繞彎成型工藝；管材、型材及通過彎曲成型將板材加工成長槽形結(jié)構(gòu)，較適合采用輥彎成型；板材的三維彎曲成型及為了獲得高生產(chǎn)效率的彎曲成型，較適合采用壓彎成型。1）拉彎成型拉彎成形是指工件在彎曲成型的過程中，始終給工件施加軸向拉力的成型工藝。拉彎成型工藝的突出特點是可以避免彎曲成型部位產(chǎn)生褶皺，得到良好的弧度效果。材料在拉彎過程中變形區(qū)各部分的應(yīng)力狀態(tài)各不相同，中性層以外材料受拉應(yīng)力作用，中性區(qū)以內(nèi)材料受壓應(yīng)力作用。為使材料不至于受壓產(chǎn)生褶皺，預(yù)拉伸力要足夠，使材料產(chǎn)生屈服拉伸，相應(yīng)的中性層以外的金屬將受到更大的拉力作用，出現(xiàn)壁厚減薄。為避免因壁厚減薄而產(chǎn)生斷裂，應(yīng)嚴(yán)格控制彎曲成型過程中施加給材料拉力的大小，其計算式為：2）輥彎成型利用多個輪子對滾的方法將材料折彎的工藝方法稱為輥彎成型?？梢酝ㄟ^改變輥輪的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各種不同截面的輥彎成型；通過改變輥輪的布置，實現(xiàn)縱向、橫向、二維、三維輥彎成型輥彎成型的特點①生產(chǎn)效率高，適合于大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品的制造成本低；②加工產(chǎn)品的長度不受限制，可連續(xù)生產(chǎn)；③產(chǎn)品的表面質(zhì)量好，尺寸精度高。④在輥彎成形生產(chǎn)線上可以集成其他的加工工藝，如沖孔、焊接、壓花等。⑤材料的利用率高；⑥生產(chǎn)過程中噪聲低，無環(huán)境污染。3）壓彎成型利用壓力機對材料施加壓力，通過壓彎模具使材料發(fā)生彎曲變形，是一種生產(chǎn)設(shè)備相對比較簡單、一次性投入少，但產(chǎn)品質(zhì)量良好、生產(chǎn)效率非常高的成型方法。壓彎成型的模具設(shè)計充滿了技巧，只要模具設(shè)計足夠巧妙，可以加工出各種不同類型的工件；采用多次成型的方法，可以加工十分復(fù)雜的工件。2．最小彎曲半徑1）最小彎曲半徑的影響因素材料的塑性指標(biāo)越高，外層纖維允許的變形程度越大，許可的最小彎曲半徑就越小。當(dāng)彎曲線方向與纖維方向垂直時，材料具有較大的拉伸強度，外緣纖維不易破裂，可得到較小的最小彎曲半徑；當(dāng)彎曲線方向平行于纖維方向時，拉伸強度較差而容易斷裂，最小彎曲半徑相對較大。2）最小彎曲半徑的確定各種材料在不同狀態(tài)下最小彎曲半徑。3）彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性①彎曲件盡可能采用對稱的結(jié)構(gòu)以避免彎曲成型過程產(chǎn)生偏移。②設(shè)置圓弧卸荷槽：當(dāng)彎曲部位處在界面突變處時，為避免彎曲過程中根部撕裂現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)開設(shè)圓弧卸荷槽。③彎曲件直角邊應(yīng)有適當(dāng)?shù)母叨萮，④彎曲變形區(qū)應(yīng)避開孔位：為避免這種情況，必須使孔避開變形區(qū)。⑤需多次成型的彎曲件應(yīng)增設(shè)定位孔：為了確保各道彎曲工序的定位準(zhǔn)確一致，常需要增設(shè)定位孔。（二）拉延拉延是利用拉延模將沖裁好的板料壓制成各種開口空心件或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其它形狀空心件的一種沖壓加工方法。拉延是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的工序之一，汽車車身覆蓋件的主要生產(chǎn)工藝就是拉延。

（a）拉延初始階段（b）拉延過程中（c）拉延結(jié)束階段1．拉延工藝原理拉延模的主要零件有凸模、凹模和壓邊圈。在凸模的作用下，拉延板料在凹模端面和壓邊圈之間的縫隙中變形，并被拉進凸模與凹模之間的間隙里形成空心零件。零件高度為h的直壁環(huán)形部分是變形區(qū)，底部通常認(rèn)為是不參與變形的不變形區(qū)。壓邊圈2的作用主要是防止拉延過程中毛坯凸緣部分失穩(wěn)起皺。拉延模與沖裁模最大的不同是：拉延模的凸模和凹模不僅沒有沖裁模（包括凸模和凹模）工作部分鋒利的刃口，而且還制作成一定的圓角半徑。拉延工藝可以制造出形狀復(fù)雜的筒形、階梯形、錐形、球形、盒形和其他不規(guī)則形狀的薄壁零件。如果與其他沖壓成型工藝配合還可以制造形狀極為復(fù)雜的零件。拉延件可加工尺寸范圍從幾毫米的小零件到輪廓尺寸達(dá)數(shù)米的大型零件都可用拉延工藝制成。2.拉延工藝參數(shù)

1）拉延毛坯尺寸的確定可以按照表面積相等的原理來確定，即拉延前毛坯的表面積與拉延成型后零件的表面積相等。需特別指出的是，毛坯尺寸的確定應(yīng)計入修邊余量。修邊余量：材料的各向異性及拉延成型過程中金屬流動條件差異，拉延成型后開口處的平整度較差。切邊是最好的方法，因此需要有修邊余量。2）拉延系數(shù)是指拉延后圓筒形工件的直徑與拉延前毛坯（或半成品）的直徑之比，用m表示。對于深拉延的工件需要經(jīng)過多次拉延才能制成成品，每次拉延都有一個拉延系數(shù)。工件直徑與毛坯直徑之比稱為總的拉延系數(shù)每次拉延過程中材料外邊緣的切向壓縮變形量為影響拉延系數(shù)的主要因素材料：機械性能、材料厚度、板材的表面質(zhì)量；模具：凸凹模間的間隙、凸凹模圓角半徑、由拉延工件決定的模具形狀、模具表面質(zhì)量；拉延條件：壓邊圈與壓邊力、拉延次數(shù)、模具與板材間的潤滑、工件形狀。由于不同材料、不同的模具結(jié)構(gòu)與表面質(zhì)量、不同的拉延加工條件所對應(yīng)的拉延系數(shù)都不相同，受篇幅的限制，在此就不提供拉延系數(shù)的表格，需要時查閱相關(guān)手冊。3）拉延力①拉延圓筒形工件所需的拉延力（對于需多次成型的深拉延工件，下式即為每一次拉延成型所需的拉延力）②拉延矩形盒所需的拉延力③拉延任意形狀的工件所需的拉延力4）壓邊力拉延成型過程中，壓邊力大小的選取應(yīng)基于既不起皺又保證工件不會被拉裂的原則，因此壓邊力通常需要通過試驗獲得，即壓邊裝置的設(shè)計應(yīng)考慮便于調(diào)整，以便在試模過程中反復(fù)試驗確定。為了減少試驗的次數(shù)，先計算出一個參考的壓邊力，有兩種計算方法，即：方法一方法二3.拉延成型工藝障礙由于任何材料的延展性都是有限的，因此拉延成型的拉延量必然受限，一旦超過此極限就會導(dǎo)致工件的質(zhì)量下降或損壞，阻礙了拉延成型工藝的繼續(xù)進行，即拉延成型工藝障礙。拉延成型工藝障礙主要有：起皺拉裂硬化1）起皺板料拉延過程中，凸緣部分所受切向壓應(yīng)力的作用達(dá)到一定數(shù)值若繼續(xù)增加而失穩(wěn)，在其周向產(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲，即起皺。影響因素主要有：①拉延深度：材料流動阻力沿凹?？诘姆植寂c拉延深度有直接的關(guān)系，拉伸深度超過一定數(shù)值后會產(chǎn)生變形阻力的不均勻分布；②壓邊力：若褶皺在工件四周均勻產(chǎn)生，往往是壓邊力不足所致；

③凹模圓角的半徑：凹模的圓角半徑過大，毛坯向凹模內(nèi)流動經(jīng)過凹模圓角處時變形阻力減小，如此便導(dǎo)致變形阻力的分布不均；

④拉延筋：拉延筋設(shè)計不合理，不能有效阻止板料過快流動；

⑤凸凹模間隙：凸凹模間隙過大，工件在拉延過程中材料無法按照設(shè)定的規(guī)律流動；⑥材料的力學(xué)性能：材料的屈強比越大，屈服極限也大，變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)力相對較大，當(dāng)切向應(yīng)力超過一定數(shù)值后便會產(chǎn)生褶皺。影響拉延起皺的因素

①拉延深度：材料流動阻力沿凹?？诘姆植寂c拉延深度有直接的關(guān)系，拉伸深度超過一定數(shù)值后會產(chǎn)生變形阻力的不均勻分布；

②壓邊力：若褶皺在工件四周均勻產(chǎn)生，往往是壓邊力不足所致；

③凹模圓角的半徑：凹模的圓角半徑過大，毛坯向凹模內(nèi)流動經(jīng)過凹模圓角處時變形阻力減小，如此便導(dǎo)致變形阻力的分布不均；④拉延筋：拉延筋設(shè)計不合理（過小或位置不恰當(dāng)），不能有效阻止板料過快流動；

⑤凸凹模間隙：凸凹模間隙過大，工件在拉延過程中材料無法按照設(shè)定的規(guī)律流動；

⑥材料的力學(xué)性能：材料的屈強比越大，屈服極限也大，變形區(qū)內(nèi)的切向應(yīng)力相對較大，當(dāng)切向應(yīng)力超過一定數(shù)值后便會產(chǎn)生褶皺。2）拉裂板料在拉延成型過程中，工件壁厚不僅會隨著拉延過程發(fā)生變化，而且由于工件各部所受到的拉延成型力的大小和方向（有的部位是壓應(yīng)力、有的部位是拉應(yīng)力）亦各不相同，工件上部受壓變厚、下部受拉變薄，如圖2-15所示。變薄最嚴(yán)重的部位是筒壁與筒底過度部位（圓角與側(cè)壁相切處），當(dāng)下部的拉應(yīng)力超過材料的強度極限就會產(chǎn)生拉裂（見圖2-16）。這就是拉延成型工件在上部及凸緣處容易起皺、底部容易破裂的原因。拉裂的影響因素①材料的力學(xué)性能：材料屈強比σs/σb大，拉延成型過程中的流動性差，較易破裂；

②壓邊圈圓角半徑：壓邊圈圓角半徑R小，材料在拉延成形過程中的阻力就大，使得側(cè)壁傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力增加；

③拉延系數(shù)：拉深系數(shù)選取的小，可以加大變形程度，但會增加拉延力，使工件側(cè)壁嚴(yán)重變薄，導(dǎo)致拉裂；

④壓邊力：壓邊力過大，會使工件側(cè)壁底部的拉應(yīng)力過大，一旦超過材料的強度極限，便會產(chǎn)生拉裂；

⑤潤滑：適當(dāng)?shù)臐櫥?，有利于改善拉延成型過程工件的受力狀態(tài)，使拉延工藝得以順利進行，降低工件被拉裂的風(fēng)險。3）硬化材料的拉延成型是一個塑性變形過程，塑性變形必然產(chǎn)生硬化，由于這種硬化是在加工工藝過程中產(chǎn)生的，因此稱為加工硬化。塑性變形越大，硬化程度亦越高，如圖2-17所示。加工硬化有利有弊：其有利之處是提高了工件的強度和剛度，即工件的機械性能得到明顯改善；其不利之處是工件的塑性降低，成為工件進一步進行拉延成型的障礙。4.防止拉延成型工藝障礙的措施生產(chǎn)實踐證明，造成拉延成型工藝障礙的主要原因是：拉伸過程中材料的堆積局部材料流動速度的過快變化

聚合物的焊接

車身覆蓋鑒于結(jié)構(gòu)件的焊接1）防止起皺的主要措施合理選用壓料裝置選用合適的拉延深度正確使用拉延筋適當(dāng)?shù)耐拱寄ｉg隙合理選用壓料裝置壓料裝置可將工件凸緣部分有效約束在壓邊圈與凹模平面之間，限制坯料在厚度方向的自由起伏，提高了坯料在拉延過程中的穩(wěn)定性，防止凸緣部分拱起而造成起皺，壓料裝置有彈性和剛性兩類，彈性壓料裝置適用于淺拉延，剛性壓料裝置適用于深拉延。選用合適的拉延深度選用合適的拉延深度具有兩個方面的含義，即：基于工件所需的拉延變形量選用材料，所需拉延深度大的工件應(yīng)選用塑性好的材料；無論什么材料，一次成型的拉延量都是有限的，對于拉延深度特別大的工件，應(yīng)采用多次拉延成型工藝，且每一次拉延成型的深度應(yīng)控制在不會產(chǎn)生拉延缺陷的范圍內(nèi)。正確使用拉延筋拉延筋能很好防止起皺。拉延筋設(shè)在徑向拉應(yīng)力較小的部位；若拉伸深度相差大，拉延筋設(shè)置在進料少的部位。常見結(jié)構(gòu)有邊形、圓弧形和矩形等；常見布置有直線、環(huán)線、斜拉等。為了增加進料阻力，提高材料的變形程度，可布置整圈環(huán)線拉延筋；為了最大限度發(fā)揮拉延筋的作用，局部布置與材料流動應(yīng)力相垂直的直線拉延筋；為了防止起皺，可在容易起皺的地方設(shè)置局部短筋；為了調(diào)整進料阻力，可在直線部位設(shè)置拉延筋圓弧部位不設(shè)拉延筋。適當(dāng)?shù)耐拱寄ｉg隙適當(dāng)?shù)耐拱寄ｉg隙可保證工件在拉延過程中，材料在凸模和凹模之間按照設(shè)定的規(guī)律流動。2）防止拉裂的主要措施根據(jù)材料的力學(xué)性能，采用與之相適應(yīng)的拉延系數(shù)和壓邊力；選用合適的潤滑劑對拉延成型工件進行潤滑，改善拉延成型過程工件的受力狀態(tài)；合理設(shè)計模具工作部位的形狀和圓角；選用拉延性能優(yōu)良的材料。3）防止加工硬化的主要措施克服拉延成型過程中因出現(xiàn)硬化而使后繼成型工序無法正常有效進行的主要措施是，對拉延成型的半成品工件采用中間退火工藝，以消除拉延成型過程中所產(chǎn)生的加工硬化，恢復(fù)其良好的塑性。5.拉延件的結(jié)構(gòu)工藝性拉延件的結(jié)構(gòu)工藝性是指拉延零件采用拉延成型工藝的難易程度。良好的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)是板料消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單、加工成型容易進行、產(chǎn)品質(zhì)量好而穩(wěn)定。①拉延件的結(jié)構(gòu)形狀量簡單、對稱。②拉延件各部分尺寸比例要恰當(dāng)，應(yīng)避免設(shè)計寬凸緣和拉延深度大的工件，凸緣直徑和拉延深度應(yīng)滿足D<3d、h≤2d要求。③拉延件的圓角半徑要合適，

④拉延件底部孔的位置要合適，孔中心線到側(cè)壁的距離應(yīng)大于該處圓角半徑加孔的半徑加1/2板料的厚度。（三）脹形利用模具使空心坯料在直徑方向上局部擴張的成形工藝稱為脹形。空心坯料可以是帶底的拉延件，也可以是無底的管料?？招呐髁系拿浶涡枰ㄟ^傳力介質(zhì)將作用力傳至工件的內(nèi)壁使之產(chǎn)生徑向變形，脹形成型工藝有剛性模脹形和柔性模脹形之分。剛性模脹形有整體模脹形和分體模脹形；柔性模脹形有橡膠、氣體、液體等多種。（四）縮口通過模具將預(yù)成型筒形件或管形件口部直徑縮小的成型工藝稱為縮口成型工藝?？s口成型過程中，縮口端直徑減小，壁厚和高度都會相應(yīng)增加。常見的縮口型式有錐形口、直口和球形口。（五）翻邊工藝翻邊是在預(yù)先沖制好孔的制件上（有時也不預(yù)沖孔）依靠材料的伸長，利用模具沿孔周邊翻成豎直邊緣的沖壓工序。翻邊工藝主要用于需要有法蘭的結(jié)構(gòu)件中。（六）校平與整形

校平與整形又稱修整工序，是指利用模具使坯件（半成品沖壓件）局部或整體產(chǎn)生不大的塑性變形，以消除平面度誤差，提高工件形狀及尺寸精度的沖壓成形工藝。校平與整形的工藝特點是允許的變形量很小，坯件的形狀和尺寸與工件非常接近；校平和整形后工件的精度得以提高（校平與整形模的精度更高）；通過校平與整形減小和釋放工件的內(nèi)應(yīng)力。1.校平校平工藝的目的主要是提高工件的平整度或平直度，常見的方法有平面模校平和齒面模校平。①平面模校平：校平模的工作表面是平面度較高的平面，主要用于表面不允許有壓痕、平面度要求較高的薄壁沖壓件；②齒面模校平：校平模的工作表面是平面度要求高的齒面（是指齒頂?shù)钠矫娑?。主要用于材料相對較厚、表面容許有細(xì)小壓痕、表面平面度要求較高的工件。2.整形彎曲回彈會使工件的彎曲角度發(fā)生改變；拉延及翻邊成型的工件，會因為模具圓角半徑的限制而達(dá)不到所需更小的圓角半徑、工件的尺寸與形狀精度達(dá)不到相關(guān)的設(shè)計要求。為了能夠較好地解決上述問題，需要增加整形工藝，即：利用整形模對經(jīng)彎曲或拉延成型工件的局部或整體施以小量的塑性變形，以校正工件的尺寸和形狀，提高其制造精度。整形模的結(jié)構(gòu)與成型模相似，但模具工作部位的精度與表面粗糙度要求更高，模具的圓角半徑和間隙更小。2.整形①彎曲件的整形：主要有壓校整形和鐙校整形，鐙校整形的效果優(yōu)于壓校，但帶大孔或?qū)挾炔坏葟澢槐悴捎苗嬓Ｕ?。②無凸緣拉延件的整形：主要采用拉薄的方法整形，即采用模具間隙為（0.90～0.95）t（t—沖壓坯料的厚度）的整形模對工件進行進一步的整形，對于車身沖壓件，大多采用將整形工序與最后一道拉延工序結(jié)合在一起來完成。③帶凸緣拉延件的整形：主要針對凸緣上下表面、側(cè)壁面、底面、凸緣圓角半徑、底部圓角半徑的整形，以提高整形模的精度和表面粗糙度，減小模具的圓角半徑。三、沖壓工藝的特點①沖壓是一種高生產(chǎn)效率、低材料消耗的加工方法。沖壓工藝適用于較大批量零件制品的生產(chǎn)；②沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，生產(chǎn)率很高，故零件成本低；③沖壓出的零件一般不需要再進行機械加工，具有較高的尺寸精度；④可以批量獲得精度高度一致的產(chǎn)品，沖壓件具有良好的互換性。⑤車身沖壓件所用材料主要是高精度鋼帶或鋁帶，表面質(zhì)量較好，為后續(xù)表面處理工序打下了良好的基礎(chǔ)。⑥沖壓工藝能制造出其它金屬加工方法難以達(dá)到的形狀極其復(fù)雜的零件。第二節(jié)車身沖壓工藝與產(chǎn)線布局沖壓工藝主要承擔(dān)整車外覆蓋件、內(nèi)板件、車身承力件的生產(chǎn)，如：車身側(cè)圍內(nèi)外板、車門內(nèi)外板、發(fā)動機罩內(nèi)外板、發(fā)動機艙內(nèi)外板、車身地板等，主要包括開卷和沖壓成型兩大部分。沖壓車間功能區(qū)設(shè)置車身沖壓車間設(shè)置有卷料存放區(qū)、開卷落料生產(chǎn)區(qū)、板料堆放區(qū)、模具堆放區(qū)、模具維修區(qū)、沖壓生產(chǎn)區(qū)、沖壓件暫存區(qū)、沖壓件維修區(qū)、檢具存放區(qū)、端拾器存放區(qū)、廢料區(qū)、物料運輸車輛存放區(qū)、車間辦公區(qū)等多個功能區(qū)。一、車身沖壓工藝車身沖壓工藝主要包括開卷落料和沖壓成型兩大部分。汽車車身沖壓用材主要是高精度的鋼帶或鋁帶，供貨狀態(tài)是卷筒料，為此需要將卷筒料展開，并按照車身各沖壓件在沖壓過程中的實際需要將其剪裁成不同大小和形狀的片狀板材，然后送到?jīng)_壓成型生產(chǎn)線將其沖壓成車身沖壓件。1.開卷落料開卷落料生產(chǎn)線設(shè)備包括上料機構(gòu)、開卷機、引料機構(gòu)、清洗機、校平機、送料裝置、落料壓力機、碼垛機等。其工藝內(nèi)容包括開卷、清洗（清洗工藝僅適用于鋼帶，鋁帶是不允許清洗的。因為鋁帶的表面涂的是固體防護劑，鋼帶表面涂的是液體防護劑）、校平、落料、碼垛等。將購入的卷料，經(jīng)過開卷校平設(shè)備，釋放卷曲應(yīng)力，達(dá)到滿足沖壓生產(chǎn)的平整狀態(tài)，并將其剪裁成所需不同大小和形狀的片狀板材。2.沖壓成型利用壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形的加工方法。車企的沖壓成型都采用自動化乃至智能化的沖壓生產(chǎn)線。沖壓成型線常并行設(shè)置多條，其數(shù)量由生產(chǎn)綱領(lǐng)和自制沖壓件的種類數(shù)決定。車身沖壓線有四序、五序和六序之分。為了減小設(shè)備投資、降低生產(chǎn)成本，三序沖壓線已開發(fā)使用。車身沖壓成型線由線前、線中、線尾三大單元組成。線前單元

包括上料小車、拆垛機、板面檢測系統(tǒng)、對中裝置、清洗設(shè)備等，作業(yè)內(nèi)容是磁性（吹氣）分張、拆垛、板料檢測、清洗涂油、傳輸、對中。對于對表面處理要求特別高的零部件（如車身外覆蓋件），需經(jīng)雙面清洗并隨即涂上專用的沖壓用油，以提高板件的成型性能，確保良好的表面質(zhì)量。清洗和涂油步驟可視產(chǎn)品要求靈活選擇。線中單元主要由壓力機、沖壓模具和中間傳輸裝置組成，通過取料機器人/機械手將板材按順序送到每一臺壓力機，通過多個工序（四序、五序或六序）完成沖壓成型作業(yè)，將板材沖壓成高精度、高質(zhì)量的沖壓件。對于首臺壓力機，基于板材成型的需求，通常在壓力工作臺面配置數(shù)控液壓墊；對于有落料作業(yè)的壓力機，在臺面中間設(shè)置廢料落口，沖壓過程中產(chǎn)生的廢料會直接通過臺面的廢料口落入下方的廢料線，輸送至廢料區(qū)，由廢料車運走。壓力機之間的物料傳輸，可采用雙臂送料機、單臂送料機、機器人或端拾器等。線尾單元通常配置有質(zhì)量檢測系統(tǒng)、取件與裝入工位器具的裝置。沖壓工序完成之后，工件被抓取并送至傳送帶。在傳送帶上設(shè)置有檢測工位，配置專用檢測設(shè)備或由專業(yè)檢測人員在特定的燈光照射下，對覆蓋件產(chǎn)品進行全方位檢查。檢驗合格的工件由人工或機器人從傳送帶上取下并放置到專用工位器具內(nèi)，不合格的工件轉(zhuǎn)入產(chǎn)品維修區(qū)?？尚迯?fù)的工件，修復(fù)后返回到專用工位器具內(nèi)進入后續(xù)工序。二、車身沖壓車間的工藝布局車身沖壓車間的工藝布局應(yīng)該滿足從原材料進廠到?jīng)_壓件成品輸出的全部功能要求，內(nèi)容包含：原材料準(zhǔn)備、沖壓生產(chǎn)、工序間物流、成品存放、不良品返修、模具和檢具的存放與維修、自動換模系統(tǒng)、廢料處理、物流周轉(zhuǎn)等。1.開卷落料作業(yè)區(qū)的布局開卷落料作業(yè)區(qū)應(yīng)包括卷料存放、開卷線生產(chǎn)、毛坯周轉(zhuǎn)存放、模具存放等不同的功能區(qū)域。根據(jù)開卷落料生產(chǎn)的需要，常配有天車、轉(zhuǎn)運車、毛坯翻轉(zhuǎn)機等輔助設(shè)備。2.沖壓成型作業(yè)區(qū)的布局沖壓成型作業(yè)區(qū)的布局應(yīng)包括模具調(diào)試維修、模具存放、板料存放、生產(chǎn)作業(yè)、線尾、抽檢、沖壓件返修、沖壓件存放等不同的功能區(qū)。配有調(diào)試壓力機、研配壓力機、模具清洗機、天車、轉(zhuǎn)運車、部分機加與焊接設(shè)備、模具與設(shè)備備件庫。1）模具調(diào)試維修區(qū)用于模具的日常維護、維修、保養(yǎng)和調(diào)試。模具調(diào)試維修區(qū)的布置有如下兩種方式，即：①布置在沖壓線的同一跨內(nèi)，靠近模具存放區(qū)；②布置在與沖壓線平行的獨立一跨內(nèi)，即與沖壓線平行布置，各條沖壓線的模具共用模具調(diào)試維修區(qū)。2）模具存放區(qū)大型模具一般直接存放在地坪上，下面墊枕木或加防護層的鋼軌，存放高度一般不超過2層，模具運輸采用電動平板車和起重機。3）板料存放區(qū)用于沖壓件毛坯（板料）的存放，毛坯放在平板料盤上，也可以直接存放在地坪上。車間內(nèi)毛坯的運輸采用叉車或起重機。4）生產(chǎn)作業(yè)區(qū)（生產(chǎn)線）根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)并行設(shè)置多條沖壓成型生產(chǎn)線。為了滿足擴產(chǎn)的需要，在生產(chǎn)區(qū)一般預(yù)留1～2條沖壓生產(chǎn)線位。5）其他區(qū)域線尾區(qū)：沖壓成品件的檢驗、下線、裝入工位器具所需的區(qū)域。沖壓成品件下線常采用輸送帶，其布置有“一”字型和“T”兩種不同的方式。抽檢區(qū)：專為沖壓成品件質(zhì)量抽查所設(shè)置的區(qū)域。沖壓件返修區(qū)：用于不合格沖壓件的返修，一般設(shè)置在與沖壓車間相鄰的沖壓件庫房內(nèi)。沖壓件存放區(qū)：存放沖壓成品件的區(qū)域，采用工位器具多層存放。一般布置在沖壓車間與焊裝車間相連接的位置。三、沖壓生產(chǎn)線的分類與選用隨著技術(shù)的進步，車身沖壓生產(chǎn)線在數(shù)十年一直采用的單機聯(lián)線布置方式的基礎(chǔ)上，為了進一步提高效率，近些年多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線開始走進了車身沖壓生產(chǎn)車間，即：現(xiàn)階段單機聯(lián)線沖壓生產(chǎn)線和多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線在汽車制造企業(yè)車身沖壓生產(chǎn)中都有應(yīng)用。1.單機聯(lián)線沖壓生產(chǎn)線因為車企生產(chǎn)條件、所生產(chǎn)車型的不同（主要是指市場容量大小不同的車型）及沖壓生產(chǎn)線建設(shè)早晚的不同，汽車車身沖壓生產(chǎn)線還有半自動和全自動沖壓生產(chǎn)線之分。對于多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線，自動化程度都非常高。1）半自動沖壓生產(chǎn)線采用人工換模、各臺壓力機間零件的傳輸采用人工+皮帶輸送機、生產(chǎn)線前端采用人工上料、尾端均采用人工下料的沖壓生產(chǎn)線。壓力機設(shè)置有左右（或前后）移動工作臺，廢料輸送采用廢料框定期轉(zhuǎn)運或廢料線集中外運的方式。2）自動沖壓生產(chǎn)線在生產(chǎn)線的前段配置機器人自動拆垛、板料自動清洗、板料自動涂油、板料自動對中等系統(tǒng)，壓力機間的零件傳輸采用自動化設(shè)備輸送，線尾配置下料機器人、出料皮帶機、檢查臺和照明系統(tǒng)，沖壓生產(chǎn)線設(shè)置左右移出工作臺、自動換模系統(tǒng)、端拾器自動更換系統(tǒng)，模具與端拾器自動更換，大大縮短了換模及模具調(diào)整時間。其中，壓力機間的零件傳輸采用自動化設(shè)備有多軸（6軸或7軸）機器人、單臂機械手、雙臂機械手等。雙臂機械手輸送系統(tǒng)通常安裝在設(shè)備基礎(chǔ)上，相對于單臂機械手輸送系統(tǒng)具有速度更快、穩(wěn)定性更高的特點。2.多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線的核心設(shè)備是一種更先進、將多臺壓力機集成在一起的多工位壓力機，其組成包括線前單元、送料機構(gòu)、壓力機、線尾單元，一臺壓力機就是一條生產(chǎn)線，其生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)到25（次/分鐘）以上。多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線的工作原理與特點是：將沖壓件的各道工序按照沖壓成型的順序布置在壓力機的各個工位上，壓力機滑塊的一次工作行程完成全部工序的加工；各工序之間物料的傳輸有送料機構(gòu)自動完成；壓力機滑塊每分鐘的往返運行次數(shù)就是每分鐘生產(chǎn)的工件數(shù)。3.沖壓生產(chǎn)線的選用由于多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線具有更高的生產(chǎn)效率，且更便于實現(xiàn)自動化、智能化生產(chǎn)，因此多工位壓力機沖壓生產(chǎn)線已呈現(xiàn)出逐漸取代單機聯(lián)線沖壓生產(chǎn)線的趨勢，已在乘用車企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。盡管半自動沖壓生產(chǎn)線是一種生產(chǎn)效率較低、且相對較落后的生產(chǎn)線，但對于那些生產(chǎn)規(guī)模相對較小、專門生產(chǎn)市場容量較小車型的企業(yè)，半自動沖壓線不失是一種正確的選擇。第三節(jié)車身沖壓材料車身是汽車中外形尺寸最大的總成，不僅是汽車各總成部件的安裝基體，還要為駕乘人員提供安全舒適的乘坐空間和滿足美學(xué)的外觀造型需要。由此所決定的車身主體制造工藝方法就是沖壓與焊接的組合。沖壓成型工藝完全依賴材料的塑性變形，即塑性好的材料，其沖壓成型特性就好。然而，材料的塑性與材料的強度是一對矛盾，塑性好的材料，往往強度低；反之強度高的材料，其塑性較差。由此可見，若選用沖壓成型性能好的材料，要想達(dá)到車身所需要的強度和剛度，就需要增加沖壓用材的板厚，如此必然會增加車身的重量，與輕量化的要求構(gòu)成嚴(yán)重的矛盾。要想?yún)f(xié)調(diào)好上述矛盾，需要同時從合理選材和采用更先進的工藝兩個方面采取措施。一、車身沖壓用材的性能要求關(guān)于車身沖壓用材的性能要求即用最小的成本、重量和工藝投入換來最優(yōu)的安全性、NVH表現(xiàn)、可靠性、耐久性和良好的維修方便性，為此就要求車身沖壓用材應(yīng)具有高的強度與剛度、良好的沖壓成型性能、優(yōu)良的焊接性能、優(yōu)異的涂裝性能等。1.強度與剛度汽車車身沖壓用材應(yīng)具有足夠的強度和剛度，不僅是汽車安全性、可靠性、與耐久性的基本保證，也可以大大減輕汽車的重量，有效實現(xiàn)汽車的輕量化，改善汽車的NVH性能。正因為如此，近些年高強鋼、超高強鋼已在各類汽車車身中得到了廣泛應(yīng)用。2.沖壓成型性能沖壓成型性能主要是指材料的拉延深度、沖壓成形后形狀與尺寸的穩(wěn)定性。通常情況下，材料的塑性越好，沖壓成型所能達(dá)到的拉延深度亦越大，沖壓回彈亦越小，沖壓件的形狀與尺寸穩(wěn)定性也相應(yīng)較好。但塑性大的材料，強度、剛度都相應(yīng)較低，對于實現(xiàn)輕量化非常不利。解決好這對矛盾常用的方法是：優(yōu)化沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以改善其沖壓成型性能；優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使沖壓成型過程中材料各部位的受力更加均勻；采用熱沖壓成型工藝，材料的溫度越高、塑性越好。與材料沖壓成型性能相關(guān)的指標(biāo)1）延伸率：試樣拉伸斷裂后標(biāo)距段的總變形ΔL與原標(biāo)距長度L之比的百分?jǐn)?shù)：δ=ΔL/L×100%。2）屈服強度：材料發(fā)生產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時所承受的應(yīng)力，常用于確定機械部件的最大允許載荷。3）抗拉強度：金屬由均勻塑性形變向局部集中塑性變形過渡的臨界值，是金屬在靜拉伸條件下的最大承載能力。4）屈強比：材料的屈服強度與抗拉強度之比。5）應(yīng)變硬化指數(shù)n：金屬薄板在塑性變形過程中，形變強化能力的一種度量。由流動應(yīng)力與應(yīng)變量關(guān)系決定，n值大的材料，變形量減弱；變形小的部位因硬化小而繼續(xù)變形，促使變形小的部位金屬向變形大的部位流動能。6）塑性應(yīng)變比r：單向拉伸變形時，試件寬度方向的真應(yīng)變與厚度方向的真應(yīng)變之比。7）各向異性系數(shù)?r：板料在沖壓成型過程中各個方向上的塑性應(yīng)變的差異。各向異性主要影響沖壓件邊緣的平整度，不影響材料的沖壓成型性能。3.焊接性能金屬材料在采用一定的焊接工藝，包括焊接方法、焊材、焊接規(guī)范及焊接結(jié)構(gòu)形式等條件下，獲得優(yōu)良焊接接頭的能力。對于某種金屬而言，如果能用較多普通而又簡便的焊接工藝獲得優(yōu)良的焊接接頭，則認(rèn)為這種金屬具有良好的焊接性能。鋁合金在輕量化和NVH性能方面都優(yōu)于鋼，過去汽車車身沖壓用材很少采用鋁合金的重要原因就在于，鋁合金的焊接性能遠(yuǎn)不如剛才好。但隨著焊接工藝技術(shù)的進步，鋁合金的焊接問題已得到了較好地解決，所以鋁合金在汽車車身制造中的應(yīng)用已越來越廣發(fā)。4.涂裝性能汽車是一種對外觀質(zhì)量要求非常高的產(chǎn)品，應(yīng)滿足人們極高的審美要求，因此，無論采用什么材料制作車身，車身都必須要進行高質(zhì)量的涂裝。為此，車身沖壓用材需要具有良好的涂裝性能。所謂涂裝性能，是指涂料與車身表面的黏附能力。不同材料的涂裝性能是各不相同的，車身沖壓用材應(yīng)具有良好的涂裝性能。一方面，對于任何一種沖壓材料，要想同時獲得良好的上述各項性能往往十分困難；另一方面，車身不同部位、不同的零部件對材料的要求各不相同，如：車身外覆蓋件的主要功能是裝飾與美觀，對強度沒有太高的要求，而車身中的承力梁與柱則主要是要有高強度和高剛度。因此車身沖壓材料的選用應(yīng)從功能、性能、輕量化、工藝、成本等多個方面綜合考慮。二、車身沖壓用材的種類車身沖壓用材主要有鋼和鋁合金兩大類；車身的構(gòu)成主要有全鋼、全鋁（鋁合金）、鋼鋁混合等。1.車身沖壓鋼材1）按軋制鋼材的工藝分：冷軋鋼板及鋼帶、熱軋鋼板及鋼帶、熱軋酸洗鋼板。冷板的表面質(zhì)量和尺寸精度都要優(yōu)于熱軋鋼板。2）按鋼材的強度級別分：普通強度鋼板、高強度鋼板、超高強度鋼板、特高強度鋼板。另一種分類方法：是否采用先進設(shè)備及工藝來分，如此汽車用高強度鋼板被分為普通高強度鋼板和先進高強度鋼板兩類。3）按鋼材中化學(xué)成分分：優(yōu)質(zhì)碳鋼鋼板、普通碳鋼鋼板、低合金鋼板（Mn、Ti、Nb、Si、Mo、Cr）。4）按鋼材的沖壓級別分：一般鋼板、沖壓鋼板、深沖鋼板、超深沖鋼板。5）按鋼板表面處理方法分：普通鋼板、鍍層鋼板。其中鍍層鋼板又有鍍鋅鋼板（熱鍍鋅和電鍍鋅）、合金化熱鍍鋅鋼板(簡記為GA鋼板)、Zn-Ni合金電鍍鋼板、雙層Zn-Fe合金電鍍鋼板、薄膜有機復(fù)合鋼板。2.車身沖壓鋁合金車身沖壓鋁合金主要有不可熱處理的5000系列（Al－Mg）和可熱處理的2000系列（AI—Mn—Mg－Pb）、6000系列（Al－Mg－Si）、7000系列（Al－Zn－Mg－Cu）。5000系列鋁合金具有相對較好的成形性和耐蝕性，但表面質(zhì)量難以控制，主要用于車身內(nèi)板；6000系列鋁合金具有良好的綜合性能，主要用于車身外板；7000系列鋁合金價格高、強度好。室溫下鋁合金的延伸率普遍低于30%，部分牌號7000系高強鋁合金的延伸率不足10%，鋁合金板材室溫的成型性能較差。沖壓成型技術(shù)的不斷進步，鋁合金成型難的問題已基本得到解決。三、冷軋沖壓用材冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的摸具，在室溫下對板料施加壓力使其變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和精度的零件的一種壓力加工方法。至今為止，冷沖壓成型仍然是汽車車身制造工藝中應(yīng)用最廣的一種成型工藝。冷沖壓成型工藝中所使用的材料既有冷軋鋼板及鋼帶也有熱軋鋼板及鋼帶。冷軋鋼板及鋼帶的表面質(zhì)量好，多用于乘用車、各類小型車輛車身車架、客車車身、商用車駕駛室的制造，熱軋鋼板多用于汽車底盤構(gòu)件及大型車輛車架等要求強度較高且對表面要求不高的車身零件。1.普通強度鋼板及鋼帶普通強度鋼板及鋼帶是指抗拉強度相對較低（抗拉強度小于270MPa）的低碳鋼鋼板及鋼帶，材料的成本低，有較好的沖壓成型性能。適合制造非承力的裝飾類部件。國家標(biāo)準(zhǔn)GB5213-2019《冷軋低碳鋼板及鋼帶》對其作了詳細(xì)的規(guī)定。這類冷軋鋼板及鋼帶有DC01、DC03、DC04、DC05、DC06、DC07六種不同的牌號（其對應(yīng)的用途分別是一般性用途、沖壓用、深沖用、特深沖用、超深沖用、特超深沖用），F(xiàn)B、FC、FD三種不同的表面質(zhì)量等級。其中：D——冷成型用鋼板及鋼帶；C——軋制工藝為冷軋；01、03、┅、07——序列號；FB、FC、FD分別對應(yīng)較高級表面、高級表面、超高級表面。2.普通高強鋼板及鋼帶所謂普通高強度鋼板及鋼帶，是指對普通強度鋼板的生產(chǎn)工藝進行適當(dāng)改進，如烘烤硬化、加磷強化、添加合金元素等使之獲得更高的強度。我國國標(biāo)中列入的汽車用冷連軋普通高強度鋼板及鋼帶主要有碳錳高強鋼（C-Mn）、烘烤硬化高強鋼（BH）、無間隙原子高強鋼（HSS-IF）和低合金高強鋼（HSLA）等。上述各種汽車用冷軋普通高強鋼板及鋼帶的型號、化學(xué)成分、性能參數(shù)及與國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)牌號的對照見GB/T20564.11、GB/T20564.1、GB/T20564.3、GB/T20564.4。1）碳錳高強鋼碳錳高強（C-Mn）鋼的顯微組織由鐵素體和少量珠光體組成。在低碳鋼的基礎(chǔ)上,添加合金元素Mn、Si進行固溶強化，使屈服強度和抗拉強度增加；添加微量合金元素Nb和Ti細(xì)化晶粒，它們在鋼中形成碳化物、氮化物或碳氮化物析出強化，可以使鋼的強度明顯升高。2）烘烤硬化高強鋼在鋼中保留一定量的固溶碳、氮原子，同時通過在鋼中添加磷、錳等強化元素來提高鋼的強度。加工成型后，在一定溫度烘烤后,由于時效硬化使鋼的屈服強度進一步升高。烘烤硬化高強鋼包括IF鋼烘烤硬化鋼板和低碳烘烤硬化鋼板兩種，特點是鋼板沖壓成型前具有較低的屈服強度，通過沖壓成型后的涂漆烘烤工藝使鋼板的屈服強度增加。烘烤硬化鋼板及鋼帶可在不影響成型件形狀穩(wěn)定性的同時，提高鋼板的抗凹陷性，很適用于生產(chǎn)汽車外覆蓋件。3）高強度無間隙原子鋼在無間隙原子鋼（HSS-IF）中添加一定量的磷、錳、硅等強化元素，使鋼在具有較高強度的同時又保持良好的成形性能。磷原子進入鐵原子晶格內(nèi)會與鐵原子置換形成固溶體，磷和鐵原子的半徑不同，在磷原子周圍產(chǎn)生彈性變形而使鋼強化。磷的強化能力很強，約為硅的7倍、錳的10倍。無間隙原子鋼板及鋼帶的生產(chǎn)工藝與08Al冷軋鋼近似，但其強度比08Al冷軋鋼板及鋼帶約高15%～25%，耐腐蝕性能約高15%以上；無間隙原子鋼呈現(xiàn)出良好的強—塑性平衡，即強度的增加，延伸率下降甚微；磷具有改善冷軋鋼板塑性應(yīng)變比γ的作用，γ值越高，表征薄板厚度方向較平面方向具有更大的變形抗力，沖壓成形時厚度不易變薄，從而提高了深沖性能；無間隙原子鋼（HSS-IF）鋼板及鋼帶還具有08Al冷軋鋼不具有的烘烤硬化性能。4）低合金高強鋼在低碳鋼中,通過單一或復(fù)合添加鈮、鈦、釩等微合金元素，形成碳氮化合物粒子析出進行強化，同時通過微合金元素的細(xì)化晶粒作用,以獲得較高的強度。低合金高強鋼（LA）具有良好的冷熱加工成形性能和焊接性能，較低的冷脆傾向，較小的缺口敏感性，較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。3.先進高強鋼板及鋼帶所謂先進高強鋼板及鋼帶是指需要采用先進設(shè)備及工藝方法才能生產(chǎn)出來的鋼板及鋼帶，這種鋼板及鋼帶的工藝復(fù)雜、強度更高。我國國標(biāo)中列入的汽車用冷連軋普通高強度鋼板及鋼帶主要有雙相高強鋼（DP）、復(fù)相高強鋼（CP）、各向同性高強鋼（IS）、相變誘發(fā)塑性高強鋼（TRIP）、馬氏體高強鋼（M）、淬火配分高強鋼（QP）、孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼（TWIP）、增強成形性雙相高強鋼（DH）等。1）雙相高強鋼雙相高強鋼（DP）的顯微組織為鐵素體和馬氏體，馬氏體以島狀彌散分布在鐵素體基體上，含量為5%-50%，隨著馬氏體含量的增加強度線性增加，強度范圍500-1200MPa。具有較好的沖壓成型性能和高強度。雙相高強鋼（DP）是一種以Si、Mn為主要合金成分的低成本鋼材。在連續(xù)退火過程中，首先加熱到760-830℃的鐵素體+奧氏體兩相區(qū)，使其組織為一定比例的鐵素體和奧氏體。此時將鋼材淬火到馬氏體點溫度以下，則奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使之形成“雙相組織”結(jié)構(gòu)。雙相高強鋼（DP）比傳統(tǒng)的高強鋼有更高的初始加工硬化率，有很低的屈強比，可以得到很大的延伸率。是一種烘烤硬化鋼，在經(jīng)過烘烤涂漆后，屈服強度提高約100Mpa。雙相高強鋼（DP）是目前結(jié)構(gòu)類零件的首選鋼種。2）復(fù)相高強鋼復(fù)相高強鋼（CP）的顯微組織是在鐵素體或貝氏體基體上分布少量馬氏體、殘余奧氏體或珠光體。通過微合金元素細(xì)晶強化或析出強化。復(fù)相高強鋼（CP）的強度可達(dá)800～1000MPa，具有較高的沖擊吸能和擴孔性能，與同等抗拉強度的雙相鋼相比，具有較高的屈服強度和良好彎曲性能。特別適合于汽車的車門防撞桿、底盤懸掛件、保險杠和立柱等安全零件。3）各向同性高強鋼各向同性高強鋼（IS）是一種對塑性應(yīng)變比(γ值)進行限定的高強鋼，屬于低碳微合金鋼，微合金元素固溶于奧氏體中時，使其點陣產(chǎn)生一定程度的畸變，從而提高熱變形抗力。各向同性高強鋼（IS）的碳含量常比普通碳素鋼和低合金高強度鋼低，有較高的加工硬化率、最大均勻真應(yīng)變和總延伸率。特點：很低的平面各向性即Δr趨于零（在-0.15～+0.15之間）、高強度、高n值，沖壓成型性能及焊接性能良好。強度級別（屈服強度）在220～300Mpa之間。各向同性鋼主要用于汽車覆蓋件、結(jié)構(gòu)件，在歐洲系車型上使用較多，日系車很少使用。4）相變誘導(dǎo)塑性高強鋼相變誘導(dǎo)塑性高強鋼（TR）的顯微組織為鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體，其中殘余奧氏體的含量在5%～15%，強度范圍600～800MPa。在成形過程中,殘余奧氏體可相變?yōu)轳R氏體，具有較高的加工硬化率、均勻延伸率和抗拉強度。與同等抗拉強度的雙相鋼相比，具有更高的延伸率。相變誘導(dǎo)塑性高強鋼主要用來制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車零件，如：B柱加強板、底盤部件、車輪輪輞、車門沖擊梁、前端車架縱梁、轉(zhuǎn)向拉桿下臂及車身立柱等。此外，相變誘導(dǎo)塑性高強鋼也作為熱鍍鋅和Zn-Ni電鍍鋅的基板，以生產(chǎn)高強度、高塑性、高拉深脹形性以及高耐蝕性的鍍鋅板。5）馬氏體高強鋼馬氏體高強鋼（MS）的顯微組織幾乎全部為馬氏體，主要通過高溫奧氏體組織快速淬火轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l馬氏體組織，可通過熱軋、冷軋來實現(xiàn)。馬氏體高強鋼（MS）具有高的抗拉強度，最高可達(dá)1600MPa，但需進行回火處理以改善塑性，使其在如此高的強度下，仍具有足夠的沖壓成形性能，是目前商業(yè)化高強度鋼板及鋼帶中強度級別最高的鋼種。通常只能用于輥壓成形生產(chǎn)或沖壓形狀簡單的零件，主要用于成形要求不高的車門防撞桿、保險杠、門檻梁加強板和側(cè)門內(nèi)防撞桿等。6）淬火配分高強鋼淬火配分高強鋼（QP）的顯微組織為馬氏體、殘余奧氏體和鐵素體。工藝機理是基于對碳在馬氏體和奧氏體混合組織中擴散規(guī)律的一種新的認(rèn)識與理解，主要是控制完全奧氏體化后淬火形成部分馬氏體，通過碳分配熱處理工藝使得碳從過飽和的馬氏體中轉(zhuǎn)移到殘留奧氏體中，殘留奧氏體在室溫條件下可穩(wěn)定存在。淬火配分高強鋼屬于第三代先進高強度鋼AHSS，受到外力作用時發(fā)生類似相變誘導(dǎo)塑性（TRIP）效應(yīng)，殘余奧氏體可相變?yōu)轳R氏體，具有較高的加工硬化率、抗拉強度和均勻延伸率，抗拉強度可達(dá)800～1500MPa，伸長率為15%～40%。與同等抗拉強度的雙相鋼相比，具有更高的延伸率；與同等抗拉強度的相變誘導(dǎo)塑性鋼相比，具有更低的碳當(dāng)量。7）孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼（TWIP）通過高合金添加穩(wěn)定奧氏體到室溫，室溫下的顯微組織為穩(wěn)定的奧氏體。塑性變形過程中單相奧氏體通過孿晶形成來延遲頸縮而獲得良好的塑性，奧氏體在高應(yīng)變區(qū)會發(fā)生應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變，相變延遲了頸縮的發(fā)生，從而提高塑性。孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼具有極高的強度塑性積，可用于成形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件或加強件。孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼的成分主要是Fe，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%～30%的Mn、少量Al和Si，也可再加入少量的Ni、V、Mo、Cu、Ti、Nb等微合金元素。孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼兼有極高的強度和沖壓成型性能，其抗拉強度高于1000MPa，伸長率可達(dá)60%～95%。孿晶誘導(dǎo)塑性高強鋼高的加工硬化率使其具有很強的能量吸收能力，所以該鋼種是非常有前途的汽車用結(jié)構(gòu)材料。8）增強成形性雙相高強鋼增強成形性雙相高強鋼（DH）的顯微組織主要為鐵素體、馬氏體以及少量殘余奧氏體或貝氏體。是在雙相高強鋼鐵素體加馬氏體雙相組織基礎(chǔ)上，引入了一定量的殘余奧氏體，通過變形過程中產(chǎn)生的應(yīng)變誘導(dǎo)塑性作用，在保證高強度的同時具有更高的延伸率。增強成型性雙相高強鋼（DH）與同等抗拉強度的雙相鋼相比，具有更高的延伸率和加工硬化指數(shù)。適用于具有較高拉延需求的零件成型加工。四、熱軋沖壓用材熱軋鋼板及鋼帶是在高溫（1100～1250℃）下軋制而成，熱軋的溫度高，變形抗力小，可實現(xiàn)大的變形量軋制。對于組織有要求的熱軋鋼板及鋼帶，需通過控軋控冷來實現(xiàn)。熱軋鋼板及鋼帶具有更好的延展性，可以有較大的厚度。我國國標(biāo)中列入的汽車用高強度熱連軋鋼板及鋼帶沖壓用鋼主要有冷成形用高屈服強度鋼、高擴孔鋼、雙相鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼、馬氏體鋼、復(fù)相鋼、液壓成形用鋼等。汽車車架用熱軋鋼，見GB/T3273-2015《汽車大梁用熱軋鋼板和鋼帶》。1.冷成形用高屈服強度鋼國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20887.1—2017汽車用高強度熱連軋鋼板及鋼帶第1部分《冷成形用高屈服強度鋼》中對冷成形用高屈服強度鋼的化學(xué)成分、力學(xué)和工藝性能的規(guī)定。2.高擴孔鋼高擴孔鋼（HighHoleExpansionSteel）又稱纖維組織鐵素體-貝氏體鋼（FB-FerriteandBainiteSteel）亦稱延伸翻邊（凸緣）鋼，這是因為它具有良好的擴孔性能（即凸緣翻邊能力）。高擴孔鋼的金相顯微組織由鐵素體和貝氏體組成。高擴孔鋼可用來制造熱軋產(chǎn)品，其主要優(yōu)點是其良好的擴孔性能、抗碰撞性能和優(yōu)良的抗疲勞性能。通常被用來生產(chǎn)沖壓大、中型車身覆蓋件、汽車底盤零件、車輪等重載工件。3.液壓成型用鋼適用于液壓成型工藝的鋼板及鋼帶稱為液壓成型用鋼；對于管材液壓成型用鋼稱為內(nèi)高壓成型用鋼。其特點為鋼質(zhì)純凈，性能均勻，具有較高的延伸率和n值。五、熱成型鋼板及鋼帶隨著鋼材強度的提高，鋼板及鋼帶的沖壓成型性能總體上呈下降趨勢，形狀凍結(jié)性變差、成型難度加大，材料在成型過程中所需的沖壓成型力也增加，造成成型設(shè)備的負(fù)荷增大，工具、模具的壽命顯著下降。為解決上述問題，近年材料熱沖后進行熱處理的新技術(shù)得到了快速發(fā)展，以滿足用戶對進一步提高沖材強度、實現(xiàn)汽車輕量化的迫切要求。這種技術(shù)已大量應(yīng)用于可以熱處理強化的鋼板及鋼帶，如含B鋼板及鋼帶，將其加熱到900℃左右進行沖壓成型，大幅度降低了成型抗力，提高了材料的成型能力。沖成零件后，立即利用余熱進行淬火處理，處理后的抗拉強度可高達(dá)1500MPa左右。處理完的零件需進行噴丸處理，以去除氧化鐵皮，改善表面質(zhì)量。六、沖壓鋁材1000系列：高純鋁(含鋁量99.9%以上)，導(dǎo)電性能、耐腐蝕性能及焊接性能良好，但強度較低，不可熱處理強化。2000系列：以銅為主要合金元素的鋁合金，還添加錳、鎂、鉛和鉍等其它合金元素，切削加工性能良好、強度高、可熱處理強化，但晶間腐蝕傾向嚴(yán)重。3000系列：以錳為主要合金元素的鋁合金，具有良好的塑性、耐腐蝕性和焊接性能，不可熱處理強化、強度較低。4000系列：以硅為主要合金元素的鋁合金，不常用。4000系鋁合金一部分可熱處理強化，另一部分不可熱處理化。5000系列：以鎂為主要合金元素的鋁合金，具有良好的耐腐蝕性能、焊接性能，高的疲勞強度，不可熱處理強化。6000系列：以鎂和硅為主要合金元素的鋁合金，Mg2Si為主要強化相，是應(yīng)用最廣泛的鋁合金。特點是，耐腐蝕性能、焊接性能、成型性能良好。7000系列：以鋅為主要合金元素，少量添加鎂和銅，特點是硬度與鋼材很接近，具有高強度和良好的焊接性能。8000系列：主要用于生產(chǎn)鋁箔。9000系列：備用合金。第四節(jié)車身典型零件沖壓工藝由于汽車車身沖壓件大多由面積較大、形狀復(fù)雜的三維曲面構(gòu)成，因此其沖壓工藝具有一定復(fù)雜性，往往不可能在一道工序中直接沖壓成型，大多需要3～6道工序。但汽車車身沖壓件空間曲面形狀以及曲面上的凸臺、筋條和棱線要盡可能通過一次拉延成形，否則難以保證汽車車身沖壓件表面質(zhì)量和幾何形狀的一致性。一、車身覆蓋件沖壓工藝汽車車身覆蓋件對成品表觀質(zhì)量要求極高，為了控制生產(chǎn)過程的質(zhì)量及減少周轉(zhuǎn)物流碰傷、節(jié)省運輸過程中表面保護帶來不菲的包裝與物流成本，汽車整車企業(yè)將大型覆蓋件及對應(yīng)的內(nèi)板均作為內(nèi)部自制件，主要包括四門（左、右、前、后四個門）、兩蓋（發(fā)動機蓋和行李箱蓋/尾門）、側(cè)圍、頂蓋、翼子板、底板等。

車身覆蓋件沖壓成型大多采用四序或五序工藝，為了節(jié)約成本，已有車企通過采用新的技術(shù)對工藝和模具進行優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)實現(xiàn)了車身側(cè)圍的三序沖壓成型工藝。二、汽車車架沖壓工藝縱梁是汽車中單體質(zhì)量最大的沖壓件，乘用車和小型車輛大多采用箱形結(jié)構(gòu)、商用車及其他車輛大多采用U形結(jié)構(gòu)、少數(shù)重型車輛采用Z形結(jié)構(gòu)；橫梁的結(jié)構(gòu)更加多樣化，主要有箱形、U形、Z形、工字形等多種。乘用車及小型車輛車架用材大多采用強度等級較高的鋼或鋁合金，車輛車架用材見GB/T3273-2015《汽車大梁用熱軋鋼板和鋼帶》。汽車車架沖壓成型工藝內(nèi)容主要是沖孔、彎曲、修邊與整形。但由于車型的不同，車架結(jié)構(gòu)存在一定差異，因此，盡管工藝內(nèi)容沒有太大的差異，但工藝方法、工藝過程卻有所不同。1．承載式車身乘用車前、

后縱梁沖壓成型工藝承載式車身乘用車前、后縱梁的結(jié)構(gòu)和成型工藝的相似性非常高，為了避免重復(fù)，在此介紹乘用車前、后縱梁沖壓工藝時不區(qū)分是前縱梁還是后縱梁。為了提高強度和剛度，承載式車身乘用車前、后縱梁大多采用由沖壓成型的縱梁與車身其它沖壓構(gòu)件一起用焊接的方式構(gòu)成箱形結(jié)構(gòu)?？v梁沖壓成型的工藝內(nèi)容包括落料、沖孔、拉彎、側(cè)沖孔、翻邊、整形、切邊等，由于縱梁的形狀比較復(fù)雜，成型過程中各不同部位材料所受應(yīng)力的大小和狀態(tài)（有的部位受拉應(yīng)力、有的部位受壓應(yīng)力）各不相同。拉應(yīng)力特別大的部位容易導(dǎo)致開裂，壓應(yīng)力特別大的部位容易導(dǎo)致起皺。在縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計及沖壓模具設(shè)計時應(yīng)特別注意。1）商用車縱梁整體沖壓成型工藝

輕、中型商用車縱梁以變截面為主，車架縱梁前后部截面高度較中部小，使整個車架趨近于等強度梁結(jié)構(gòu)，避免車架前后段受力較小的部分不必要的鋼材浪費，同時也是輕量化的有效措施。輕、中型商用車縱梁截面高度一般為160～220mm、長度為5～8m，材料厚度為4～8mm，這類縱梁目前仍有不少企業(yè)采用整體沖壓成型工藝，即采用大型壓力機，配合落料沖孔模具和壓型模具完成縱梁的制造。但為了滿足多品種柔性化及降低設(shè)備一次性投入的需要，車架縱梁整體沖壓成型工藝中的落料、沖孔等工藝內(nèi)容逐漸由數(shù)控平板沖與等離子切割的方式所取代。2）縱梁輥壓+折彎+整形成型工藝汽車車架縱梁是汽車中鋼板厚度和外形尺寸最大的沖壓件，整體沖壓成型需要的壓力特別巨大，設(shè)備及模具費用及高，尤其是重型商用車縱梁（截面高度為220～360mm、長度為5～12m，材料厚度為6～10mm）。為了降低設(shè)備投入，輥壓+折彎+整形的縱梁成型工藝已在商用車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。縱梁輥壓+折彎+整形成型的工藝過程是：通過輥壓成型將鋼帶制成等U形截面直梁；用三面數(shù)控沖孔機沖出分布在U形縱梁上、下翼板及腹板上數(shù)百個不同大小的孔；用縱梁折彎機將直梁沿縱向折成前寬后窄的車架形狀；用液壓壓力機和整形模將等截面梁改造成所需的前后腹板高度小、中部腹板高度大的變截面梁。①輥壓成型將定寬鋼帶開卷、校平、輥壓成等截面U形梁、按設(shè)定的長度切斷，整個輥壓成型工藝過程在一條連續(xù)的生產(chǎn)線上完成。線尾的切斷設(shè)備由切斷模具和壓機兩大部分組成，有壓力機固定模具跟蹤和壓機與模具一體跟蹤兩種不同工作模式的設(shè)備類型，其中，由于壓機與模具一體跟蹤工作模式的設(shè)備具有切斷力自動平衡、切斷精度高、端口良好等諸多優(yōu)點，因此其應(yīng)用更加廣泛。②縱梁沖孔縱梁上分布有數(shù)以百計不同大小的孔，全部由數(shù)控三面沖孔機（主要由腹板沖孔單元、翼板沖孔單元、液壓、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成）來完成?？v梁在數(shù)控縱梁三面沖孔機勻速移動的過程中自動沖出分布在U形縱梁腹板及上下翼板上各種不同大小的孔，能夠適應(yīng)多種縱梁規(guī)格的沖孔需要，滿足多品種柔性生產(chǎn)的要求。③縱梁折彎利用數(shù)控折彎機將直縱梁彎曲成所設(shè)計的各種不同形狀。數(shù)控縱梁折彎機主要由主機和模具組成，主機機身有固定和旋擺兩部分，旋擺機身由油缸驅(qū)動繞軸左右旋擺，在固定和旋擺機身上均裝有壓下油缸；專用折彎模具為多聯(lián)組合式，對不同腹寬、不同板厚規(guī)格的縱梁具有自適應(yīng)夾緊功能，可對折彎過程中縱梁的變形進行有效控制。④縱梁變截面成形利用專用液壓機和成形模具對U形直截面縱梁前、后端進行二次壓力成形，將等截面縱梁變成變截面等強度梁。需要兩套左右對稱的變截面模具，每套模具有上模和下模，上模中有3組單作用壓料缸，下模中有3組雙作用頂料缸，具有壓料和脫模功能?？v梁由輸送裝置送到相應(yīng)的模具壓制位置，壓力機進入“單次”工作狀態(tài)，即滑塊快下—快轉(zhuǎn)慢下—定壓壓制，壓制終了滑塊回程裁掉翼板面多余的板料。三、高強鋼沖壓工藝高強鋼以其重量輕、強度高的特點成為滿足汽車輕量化、降低燃油消耗、提高汽車碰撞安全性的重要途徑之一，在汽車車身零件中得到越來越廣泛的應(yīng)用。室溫條件下高強鋼塑性變形范圍小、成型性能差，采用傳統(tǒng)冷沖壓成型，不僅所需的沖壓力非常大，而且還存在容易開裂、沖壓回彈嚴(yán)重、尺寸與形狀精度難以控制等問題。特別是，當(dāng)高強鋼的抗拉強度超過550MPa時，傳統(tǒng)的冷沖壓方法幾乎無法進行，為此需要采用熱沖壓成型術(shù)。1.熱沖壓工藝方法熱沖壓成型工藝主要用于初始強度大于500MPa的高強鋼，將鋼板坯料加熱到奧氏體溫度（880～950℃），送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成型并保壓，保壓過程中以20～300℃/s的冷卻速度快速冷卻（即淬火），使沖壓件的奧氏體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成了馬氏體，零件強度大幅提高（可達(dá)1500MPa左右）。熱沖壓工藝有直接熱沖壓和間接熱沖壓工藝兩大類。直接熱沖壓工藝是指坯料加熱后，直接送至閉式模具內(nèi)進行沖壓成型并淬火；間接熱沖壓工藝是先進行冷沖預(yù)成型，然后再加熱進行熱沖壓成型。2.熱沖壓成型工藝流程熱沖壓成型工藝包括加熱、沖壓、保壓、冷卻四個環(huán)節(jié)。加熱溫度直接影響高強度鋼板沖壓性能，保壓冷卻（淬火）對工件強度起決定性的作用。熱沖壓成型需將高強板加熱至再結(jié)晶溫度以上，鋼板表面與空氣接觸后會產(chǎn)生氧化和脫碳，為阻止加熱過程中鋼板表面氧化與脫碳，需采用相應(yīng)保護措施，表面涂覆鍍層、涂覆特殊防護油或在加熱爐中通入保護氣體等。沖壓、保壓、冷卻三個環(huán)節(jié)都取決于模具，坯料被送入模腔后，需在材料發(fā)生馬氏體相變之前完成沖壓成型、在保壓階段完成淬火，即快速冷卻。當(dāng)工件溫度降至425℃時，開始發(fā)生奧氏體－馬氏體轉(zhuǎn)變；溫度降至280℃時，奧氏體、馬氏體之間相變結(jié)束；冷卻至200℃時，保壓結(jié)束，取出工件。冷卻速度決定了將形成何種結(jié)晶組織，關(guān)系到工件的最終硬化效果。不同種類的高強鋼具有不同的臨界冷卻溫度，只有當(dāng)冷卻速率超出臨界冷卻溫度時，才能最大限度地促成馬氏體組織的形成；冷卻速率小于臨界冷卻速率，工件結(jié)晶組織中將會出現(xiàn)貝氏體等非馬氏體組織。3.熱沖壓成型的后續(xù)處理熱沖壓成型作業(yè)完成后，還有開孔、切邊等一些后續(xù)處理工作，由于熱沖壓后的工件其強度達(dá)到1500MPa左右，采用傳統(tǒng)沖孔、模切飛邊的工藝方法，不可避免會存在設(shè)備噸位大、模具刃口磨損快、壽命短的嚴(yán)重問題。為此常采用激光切割的工藝開孔、切邊。四、鋁合金車身零件沖壓工藝總體看來，鋁合金車身零件沖壓成型工藝和鋼質(zhì)車身沖壓成型工藝基本相同，車身沖壓車間也包括開卷線和沖壓線兩大生產(chǎn)板塊。開卷線的工藝內(nèi)容是，開卷→校平→落料→碼垛；沖壓線的工藝內(nèi)容主要是，拆垛→板料上線→對中→拉延→整形→切邊沖孔→檢驗→下線。但由于鋁合金的各項性能都與鋼有所差異，因此鋁合金車身零件沖壓成型工藝與鋼質(zhì)車身零件的沖壓成型工藝存在一定的不同，主要表現(xiàn)在如下幾個方面。1.鋁合金的特性鋁合金與鋼材相比其突出的優(yōu)點是：鋁合金的防腐性能好、密度低，用于制造車身輕量化效果非常明顯。但鋁合金制造車身的缺點也非常明顯，主要表現(xiàn)在：鋁板有時效性，尤其是6系鋁合金，鋁合金3個月后加工硬化指數(shù)n和塑性應(yīng)變比r值大幅降低，對模具安全裕度要求高；鋁合金偏軟，在生產(chǎn)過程中容易劃傷，產(chǎn)生額外的表面質(zhì)量缺陷；鋁合金沖壓成型的穩(wěn)定性較差，回彈明顯；鋁合金的延展性低于鋼，沖壓成形性能比鋼材差，沖壓件容易產(chǎn)生裂紋。2.鋁合金板料拆垛由于鋁合金不具備磁性特性，因此鋁合金板料不能采用磁力拆垛分張裝置，只能采用的吹氣式（或稱氣刀式）拆垛分張裝置，吹氣壓力至少為0.6MPa。3.鋁合金的沖壓成型工藝由于鋁合金的沖壓成形性能相對較差，因此，鋁合金的最小成型圓角應(yīng)該大于5t（t—板料厚度）；鋁板的性能偏軟，沖裁凸凹模間隙較普通模具小，單面間隙要控制在3%t～4%t左右;模具刀口需保證較高硬度，必須在60HRC以上。正因為鋁合金在性能方面與剛才相比存在一定的差異，為了獲得高質(zhì)量的鋁合金沖壓件，鋁合金沖壓成型工藝有冷沖成型、溫沖成型和熱沖成型等多種。1）鋁合金冷沖與熱沖成型鋁合金冷沖和熱沖成型與鋼材的冷沖與熱沖成型工藝較為接近，只是需要針對鋁合金的性能對工藝參數(shù)、工序內(nèi)容、模具結(jié)構(gòu)、分張與輸送設(shè)備等做適當(dāng)調(diào)整，如有些車身沖壓件，若采用鋼材沖壓，可能采用四序甚至三序工藝就可以解決，但采用鋁合金沖壓，很可能就需要采用五序甚至六序工藝。2）鋁合金溫沖工藝溫沖成型工藝是指將沖材加熱到100～350℃后沖壓成型的一種工藝方法，鋼材沖壓較少采用，但鋁合金沖壓卻較常采用。

鋁合金板在200℃左右的拉延極限可大幅提高。1976年克萊斯勒公司發(fā)明了溫沖熱處理方法，并將鋁合金板加溫到100～350℃沖壓出了幾種車用鋁合金件；1978年通用汽車公司在大約180℃沖壓出鋁合金油底殼。

隨著溫度的提高，鋁合金應(yīng)變強化作用減弱，但應(yīng)變速率敏感因子由