1、沖壓工藝簡介,課程目的：對沖壓工藝深入了解,目錄,一、沖壓工藝分類 二、覆蓋件沖壓成形特點 三、沖壓模具開發(fā)工藝流程 四、沖壓生產中的問題 五、常見沖壓缺陷及消除方法 六、典型問題的解決方法 七、沖壓工藝開發(fā)過程中的問題,沖壓工藝認識,沖壓工藝是什么 安全、質量、 效率、成本,一、沖壓工藝分類,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。 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類,一、沖壓工藝分類,分離工序：也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求 。,一

2、、沖壓工藝分類,成形工序的目的是使板料在不破裂的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。,二、覆蓋件沖壓成形特點,1、車身覆蓋件概念,汽車車身的沖壓類零件通常根據其裝配關系可分為內、外覆蓋件及骨架類結構件，其中車身部分約70100個件，底盤部分約15 25個件。,按車身零件的外觀質量要求，通常根據其不同的位置及功能，分為A區(qū)表面，B、C、D區(qū)表面等，并根據其相應的要求，判定沖壓件是否合格。,二、覆蓋件沖壓成形特點,根據車身覆蓋件的生產特點，其表面質量的缺欠等級可分為A類、B類及C類缺欠 。從而對其進行檢查和驗收。,車身覆蓋件基本上是通過沖壓

3、的手段生產的金屬薄板類零件，材料主要為深沖鋼板，鋁合金，高強度鋼等。,二、覆蓋件沖壓成形特點,2、沖壓工序內容 （1）沖壓工序分類：,通常：落料 拉延 修邊 沖孔 翻邊 成形 整型 特殊：翻口，墩粗，卷圓，壓合，較平 （2）部分沖壓工序注意點 切口拉延：例如：側圍后尾燈口采用切口拉延，一般距成型到底5mm處切開，但刀口在距成型到底8mm處接觸板料。,二、覆蓋件沖壓成形特點,2、沖壓工序內容,（2）部分沖壓工序介紹 修邊：毛刺大（毛刺高度超過0.5t） ，整形易撕裂：如刃口間隙小，光亮帶大，整形也容易撕裂 沖孔：考慮沖頭強度，廢料排料，沖孔角度比切邊要求高，大于30與切邊要求相當（一般小于25度

4、）， 6以下沖孔傾斜角小于5度 較平：五門一蓋包合內板邊緣不平順采用 壓合：有翻邊線向內移動現象,二、覆蓋件沖壓成形特點,3、沖壓成形技術的特點,沖壓成形技術是以大位移、大變形為特征的塑性變形過程，是依靠金屬的塑性流動及硬化完成特定的產品形狀及功能，具有效率高、成本低，易于批量化生產的特點。 但由于車身覆蓋件形狀復雜，成形過程影響因素多，同樣容易產生各種各樣的沖壓缺陷，如起皺、開裂、回彈等。 在A區(qū)的車身表面件還對暗坑、沖擊線、滑移線，擦傷、劃痕等有著更嚴格的要求。,三、沖壓模具開發(fā)的工藝流程,工藝流程,四、沖壓生產中的問題,1、安全問題 2、常見沖壓缺陷,四、沖壓生產中的問題,安全事故： 危

5、害很大 發(fā)生安全事故，公司遭受經濟損失 而自身的損失是無法估量的,四、沖壓生產中的問題,安全事故 一只右手掌 兩個人的右手四指 一個人的左手四指 一個左手大拇指 一個被模具車撞傷,四、沖壓生產中的問題,安全事故 工藝設備技術人員等非操作人員實例 一次天車大輪掉下一塊砸到安全帽邊上，擦傷上臂 一設備技術人員將脾摔裂 天車吊板料偏滑下將腳砍傷 不走人行道，拐彎處被叉車撞傷,1、沖壓生產中的問題安全事故,請大家時刻記住 進入沖壓車間，一定遵守沖壓車間的安全操作規(guī)程 在車間內也要遵守：一停、二看、三通過的原則 切記進入沖壓車間：安全第一,2、常見沖壓缺陷,在沖壓成形過程中，以起皺、拉裂對拉伸件的影響最

6、大，約占零件失效的70%80%，當成形狀態(tài)導致兩種失穩(wěn)形式伴隨處現時，通常問題都極難解決，需設計及調試人員花費大量精力來處理 常見的沖壓缺陷： 拉裂 起皺 尺寸超差 表面缺陷 拉延不足 （塑性變形量3）,沖壓成型缺陷表現形式,1）外觀外表面上的微小缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而影響外形的美觀，因此不允許有波紋、暗坑、擦傷、劃傷等破壞表面美感的缺陷。覆蓋件上的裝飾棱線和筋條要求清晰、平滑、左右對稱和過渡均勻。暗坑CAE分析不出，只能在調試時發(fā)現。 （2）強度及剛度由于其塑性變形的不均勻性，會使某些部位剛性較差，導致制件變形。因此外表件的剛性要求不可忽視。檢查覆蓋件剛性的方法，一是敲打零件以分

7、辨其不同部位聲音的異同，另一是用手按看其是否發(fā)生松馳和鼓動現象。CAE分析不能比較，只能限制變薄率上控制。,（3）產品精度由于沖壓零件不同于機加工產品，不同部位有不同的公差要求，產品的形狀精度直接影響相關件的搭接、焊裝及整車的裝配精度。 （4）為保證生產的穩(wěn)定性，沖壓件應有一定的安全裕度。比如變薄率允許達到25，但一般設計不超過20。分析各處變化由哪個部位引起的；安全裕度有分析軟件，但時間太長，一個普通件,要計算150次，每次1.5小時。,五、常見沖壓缺陷的消除方法,1、拉裂 拉裂和局部縮頸是拉伸失穩(wěn)的主要表現形式，拉裂嚴重時肉眼便可看出，但無論是微裂紋還是明顯拉裂都將影響產品的正常工作，導致

8、產品報廢。,1、拉裂,應對措施： （1）沖壓成形時產生的裂紋有很多種，解決的辦法也并不相同，首先應了解拉裂的位置及原因?？梢詮膽兎治?解決：工程應變取對數是真實應變 （2）CAE分析可以通過成形極限圖及制件的變薄率來分析裂紋產生的時間、位置，從而加以解決,五、常見沖壓缺陷的消除方法,五、常見沖壓缺陷的消除方法,1、拉裂,應對措施： （3）在成形過程中，通過減小毛刺，增大凸模R，凹模R，加大側壁拔模斜度，過拉延、預存料，調整走料狀態(tài)，潤滑狀態(tài)，降低壓料力，提高材料拉伸性能等等，都是防止裂紋的有效方法。 （4）形狀差別大，流料不一致，解決流料：裂紋平行走料方向，呈月牙形，彎的側面流料快，直的一側

9、流料慢。,五、常見沖壓缺陷的消除方法,起皺、側壁內凹、波紋等現象是壓縮失穩(wěn)的表現形式，不但影響零件的表面質量，也會對模具造成不必要的磨損。通?？煞譃槭Х€(wěn)類皺紋和堆積形皺紋，受零件形狀及破裂因素的制約，解決起來比較困難。,2、起皺,五、常見沖壓缺陷的消除方法,應對措施： （1）失穩(wěn)皺紋是由壓應力引起的皺紋，主要由于毛坯懸空時間長，板料在成形時受不均勻拉伸力、壓縮力、剪切力等因素的影響，在厚度方向上失穩(wěn)。壓應力達到一定時皺紋與壓應力垂直；不均勻拉伸皺紋與拉應力平行；剪應力造成皺紋，力與皺紋成45度角。側壁皺紋是由剪應力引起，解決，在另一方向增加拉應力，消除剪應力。,2、起皺,應對措施： 失穩(wěn)現象：

10、成形過程中，板料懸空時間長；解決辦法：減少長時間懸空。例如：門內板拐角處板料一直懸空，底部易起皺，將此形狀盡量放在壓料面上（或增加二層臺階）。 （2）堆積皺紋是由于成形時，毛坯受制件形狀影響產生較大位移，形成多料區(qū)，在墩死時，局部表面積料過剩，而導致的皺紋。成形時保證材料流動均勻性，壓料面隨產品設置，讓兩側流料均勻?；虍a品位置增加吃料筋。,五、常見沖壓缺陷的消除方法,2、起皺,五、常見沖壓缺陷的消除方法,應對措施： （3）提高壓料力，調整拉延筋、沖壓方向，增加成形工序、板料厚度，改變產品及工藝造型以吸收多余材料等方法是解決皺紋的主要手段。油底殼類產品，減小高度差、減小斜度或二次拉延、調整沖壓方

11、向、在工藝補充面上增加余肉。材料越厚越不易起皺。 （4）翻邊整形產生：無約束不易解決，在拉伸時考慮，利用反筋。,2、起皺,五、常見沖壓缺陷的消除方法,3、尺寸超差 車身覆蓋件通常是由3 5序沖壓成形，其中涉及修邊、翻邊，定位、壓料等多種因素，任何問題都可能導致制件在焊裝、白車身匹配等環(huán)節(jié)出現缺陷。 判斷零件是否存在尺寸超差，同檢測手段密不可分，無論是檢驗夾具、測厚儀、三座標測量機，關鍵是要找出導致制件超差的原因，同時應注意所分析的零件要有代表性，在模具或檢測設備上的穩(wěn)定性，從而有針對性地解決問題。 為保證尺寸精度，切邊的邊緣壓料面必須大于10mm。德國理念，消除單件變形產生的綜合變形，人為造成

12、單件變形（憑經驗確定變形量），來保證總成或裝配尺寸精度。包合件：一次將車門內板在產品基礎上，向內側變形2.5mm，消除包合件變形，保證總成合格。 在檢測制件時，先不夾緊制件，查看各部位偏差是否超差，進行尺寸超差分析比較好。,4、表面缺陷,通常車身內部沖壓件的外觀質量不做等級評定，但對外表面件卻有極嚴格的要求，不允許有A類及B類缺陷，并達到要求的評定等級，因此，諸如劃傷、擦痕，暗坑，沖擊線都有嚴格的限制。,暗坑的解決措施：,暗坑產生的原因較復雜，設計、制造、調試及沖壓生產的不當都有可能誘發(fā)暗坑的出現。 在設計上應系統(tǒng)分析對零件的變薄率，應力、應變關系，了解在變形區(qū)所產生應力梯度的等級，盡量保證產

13、品塑性變形的均勻性。應力突變處易產生暗坑。 當產品形狀導致的材料流動不均勻，局部多料時，宜增加工藝補充形狀。 A柱：過渡棱 降低（過渡凸臺降低）降低0.1-0.2 將凹坑部位模具用火焰烤一下，模面作微量變化也可減小缺陷 。 車門扣手采用負間隙解決暗坑。 調試過程中，暗坑位置不固定，一般是氣壓不穩(wěn)造成的。 淬火也是造成表面缺陷的重要原因之一,暗坑的解決措施：,數控加工時由于鑄件缺陷（有燒焊區(qū)、局部硬點）導致加工刀具局部吃刀量不一致，或因刀具運動軌跡不連續(xù)，應在調試時加以修正。如暗坑較淺，面積較大時，應用油石打磨過渡，做大面積光順處理，產生的原因較復雜，設計、制造、調試及沖壓生產的不當都有可能誘發(fā)

14、暗坑的出現。如暗坑面積小且不深，可考慮局部氣焊烘烤處理，再從里向外用油石拋光。,暗坑的解決措施：,在調試過程中由于氣墊壓力不穩(wěn)，也容易導致塑性變形不均勻，可在拉延結束時，增加3 5秒的延時保壓處理。 在拉延后工序，由于修邊鑲塊、翻邊鑲塊著色不均勻，造成局部壓料不實，導致修邊或翻邊時材料流動，即使增加壓料力也無法解決，也是暗坑產生的常見因素（壓料區(qū)不能小于10mm）。 在用油石對型面進行蹭光時，應交叉進行逐步推進，可將型面分成幾部分依次進行蹭光。全部完成后進行淬火。對淬火后的凸模型面進行檢查（刃口尺、研板）。,沖擊線及滑移線,成形沖擊線是影響表面件質量的另一個主要的問題，板料在模腔內與凸、凹模接

15、觸所產成的痕跡可分為第一沖擊線和第二沖擊線。 第一沖擊線產生的原因是板料在凹模與壓料圈閉合后，受凸模作用成形時，板料流經凹模口圓角，由摩擦及材料硬化，形成的痕跡。如凹?？趫A角R值較大（一般超過R8沖擊線減?。夜鉂嵍容^高，劃痕會比較輕。 第二沖擊線主要是板料在模腔內與上下模的凸R發(fā)生相對位移所產生的劃痕，通常要比第一沖擊線要輕。 滑移線是板料在成形初期與凸模的高點接觸時，產品脊線區(qū)域已產生塑性變形，如前后兩側在成形后期得不到有效控制，非常容易使板料沿脊線向上部滑移，形成外脊?jié)L線，嚴重影響外觀質量。,解決措施：,分析產生的時間，原因，與模具相對應的部位，及材料的變形程度通過控制材料流動加以解決

16、。 壓料面設計合理，盡量接觸面大，減小滑移趨勢。外板控制滑移線，主要控制材料流動。翼子板上部設主附拉延筋。,沖壓成形技術的發(fā)展方向,拼焊板：在成形過程中，強度較低一側趨向強度高的一側移動，通過調整拉延筋阻力（和焊線位置）控制拼焊線的移動。焊縫處易開裂，薄厚板過渡區(qū)制件表面產生波紋。 高強度、超高強度鋼沖壓：減少成形整形工序，有較平工序也難達到理想效果。必須考慮回彈。 熱成型技術：可達800以上，一般在400 進行成形，目前使用的CAE不能分析。一汽邁騰，有13個件是加熱成形件 高壓脹型技術：一汽速騰，有18個件是管形件，用脹形完成 硬質鋁合金：注意拉延前的成形性，大紅旗車身用鋁合金件,六、典型

17、問題的解決方法,1、側圍部分： 1）前門上部外觀棱線缺陷：降低第一次翻邊成形的深度，增加第二次翻邊與第一次的重合區(qū)域；第一次翻邊成形保證棱線質量，第二次翻邊成形保證產品形狀。 2）A柱上部有聚料趨勢：產品局部增加個“鼻梁”，把多余料吃掉?；究梢越鉀Q缺陷。,2、頂蓋外板 1）易出現暗坑、開裂、沖擊線、變形不足和回彈缺陷。 2）變形不足增大變薄率：德國達到4，日本達到3，一汽最大3.8。拉延四周鎖死，四角增大工藝補充。 3）暗坑：合理的產品設計；翻邊過程中，模具壓料(用氮氣缸）要使材料鎖死狀態(tài)，四角局部增加消除暗坑的鑲塊或改變局部凸凹模間隙（間隙變小） 4）外板回彈：工藝設計階段進行回彈補償，目

18、前回彈量是靠經驗和產品特點完成的（此件3mm)。頂蓋較輕，工藝不能完全解決，只能靠加大塑性變形改善。,3、門外板問題 1）門外板是車身外覆蓋件關鍵部件，表面質量和尺寸精度要求高，匹配關系復雜；此外，門外板一般剛性比較差，易產生回彈、暗坑等缺陷，淺拉伸件、表面平緩、塑性變形不足。 2) 雙件拉延中間距離小，成形不足，距離大材料利用率低 3) 回彈問題：在工藝設計階段，作工藝補充時應考慮其拉延過程中變形盡量充分，窗口部分可作工藝形狀，增加塑性變形，最小塑性變形程度大于2。 4）暗坑（門扣手）：工藝設計階段，模面設計時采用強壓手段，強壓面下降0.3mm（扣手拉延凹模面）。調試時，可降低暗坑出凹模，門

19、扣手型面過渡一定順暢。 5）圖示B處圓角太小，需要后工序整形，容易引起其他部分暗坑缺陷。解決辦法：產品更改；圓角盡量小。拉延流料完全鎖死，不易產生大面皺、波紋和滑移線。,門外板圖,B,回彈區(qū)域,4、翼子板問題分析 1）棱線位移問題： 工藝設計、模具調試過程中保證前后進料均勻。 2)翻邊小的盡量避免采用成形工藝，否則破壞產品外觀棱線質量，產生原因：短邊在成形初期不工作且無約束，導致兩側材料向中間匯聚。 3）避免成形類翻邊，可通過局部先翻后翻等手段，平衡過程中產品內應力狀態(tài)。,5、轎車行李箱外板類零件問題分析： 1）此零件燈口處整形開裂：解決：拉延時在易裂處各增加一個小凸包，為后序整形預存一些材料。 2）翻邊輪廓線為曲線，上部翻邊為缺料翻邊，而下部分翻邊為多料翻邊，翻邊過程中出現材料流動，上部和下部的型面相對于翻邊面為弱區(qū)，因此會產生內應力導致翻邊后產生回彈。（拉延和修邊后未產生回彈）。 3)上部翻邊回彈解決：先翻中間8mm，再翻兩邊位置（和威虎機蓋后側相似），下部翻邊回彈解決：先翻兩端，再翻中間。（和威虎機蓋前端相似）,6、門內板問題分析： 1)易產生起皺、破裂缺陷 2）在拉伸過程中，兩側直邊材料向角部匯聚，此處高低差較大，形成聚料趨勢。