覆盖件冲压基本工序内容安排.
汽车制造工艺设计教案3-4车身覆盖件的冲压工艺
授课内容
车身覆盖件的冲压工艺
授课学时
1学时
教学目的
能够熟悉典型车身覆盖件冲压工艺流程；能够识读冲压工艺文件
教学重点、难点
汽车典型覆盖件冲压工艺过程的理解掌握
教具和媒体使用
多媒体课件、板书
教学方法
讲授法
教学过程
一、车身覆盖件冲压工艺过程（1学时）
1.汽车覆盖件
车身覆盖件是指覆盖发动机、底盘，构成驾驶室和车身的薄钢板展开体的表面零件。
2.汽车典型覆盖件冲压工艺过程
（1）车顶盖的冲压工艺过程：下料—拉延—整形、修边、冲孔—翻边整形—修边冲孔整形。
（2）车门内板冲压工艺流程：落料拉深—修边冲孔—修边翻边—翻边冲孔等。
（3）轿边整形冲孔
—翻边整形冲孔—修边冲孔—修边冲孔整形。
3.冲压工艺规程卡
冲压工艺规程是指导冲压件生产过程的工艺技术文件，是模具设计以及指导冲压生产的依据。
作业、思考
一、能够熟悉典型车身覆盖件冲压工艺流程
1.准确识别汽车覆盖件
（）行李箱门；（）顶盖；（）发动机盖；（）车门；（）侧围；（）翼子板
2.正确排列轿车侧围的冲压工艺过程
3.冲压工艺规程卡包括哪些内容
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4.简述冲压工艺规程制定的步骤及原则
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汽车覆盖件冲压成形技术教学课件ppt作者李雅第2章
(1)拉深筋的种类及其用途
第2章 覆盖件冲压工艺设计
(2) 拉深筋的固定方式 拉深筋一般嵌入在压边圈的下表面内，其固 定方式一般有两种。
第2章 覆盖件冲压工艺设计
(3)拉深槛结构
拉深槛的流动阻力比拉深筋大，主要用于拉深深度浅， 外形平坦的覆盖件。
第2章 覆盖件冲压工艺设计
3.拉深筋设计 拉深筋的布置
某汽车前窗内侧板拉深时冲工艺孔的例子
第2章 覆盖件冲压工艺设计
6）双件拉深工艺补充 在进行两件中间部位的工艺补充时，要注意： a)拉深件的拉深方向能够很容易确定； b)拉深件的深度尽量浅； c)中间工艺补充部分要有一定的宽度，才能够保证修边 切断模的强度。
成双拉深的工艺补充 a)产品件示意图 b)拉深件示意图
第2章 覆盖件冲压工艺设计
覆盖件冲压工艺设计内容: 1.安排成形工序步骤 2.考虑相应的模具结构 3.选择材料规格并考虑利用率及选择合适的设备 原则:技术上可行、经济上合理。
第2章 覆盖件冲压工艺设计
2.1 工艺设计基础 2.2 工艺设计 2.3 覆盖件拉深工艺设计 2.4 覆盖件修边及冲孔工艺设计 2.5 覆盖件翻边工艺设计
第2章 覆盖件冲压工艺设计
2.1 工艺设计基础 工艺设计的准备从以下几方面入手: 1.原始材料准备 2.覆盖件图、模型或实物的分析研究
第2章 覆盖件冲压工艺设计
2.2 工艺设计
一、工艺设计需要研究的主要问题 :
1.研究冲压成形性能及加工方法、加工性能。 2.设计工序最少且又能满足覆盖件性能要求的方案。 3.初步确定模具结构及影响强度、寿命的尺寸。 4.根据覆盖件的大小计算冲压力，决定各工序所使用的设备。 5.以冲压为主重新讨论工艺设计。 6.经济分析，以降低成本、提高效率为目的。
汽车车身覆盖件冲压工艺
汽车覆盖件冲压工艺编制(上)汽车覆盖件形状复杂，表面质量要求高。
用最少的模具成本、最少的设备台时加工出高质量的冲压件，需要编制合理精益的工艺方案，是对工艺人员的高要求。
汽车覆盖件的特点和要求汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。
轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。
覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。
覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。
一、覆盖件的分类按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。
外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复杂。
按工艺特征分类如下：（1）对称于一个平面的覆盖件。
诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。
这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。
（2）不对称的覆盖件。
诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。
这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。
（3）可以成双冲压的覆盖件。
所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。
（4）具有凸缘平面的覆盖件。
如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。
（5）压弯成型的覆盖件。
以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。
二、覆盖件的特点和要求同一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。
覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。
因此，在实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离出来，作为一各特殊的类别加以研究和分析。
覆盖件的特点决定了它的特殊要求。
1. 表面质量覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖件表面不允许有波纹、皱折、凹痕、擦伤、边缘拉痕和其他破坏表面美感的缺陷。
汽车覆盖件冲压工艺排布课件
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CAE分析结果的评判
分析结果评判标准： 所有零件：无开裂、无起皱、材料变薄率 小于20% 外板类零件：除满足以上条件外，无滑移、 无冲击、无塌陷等影响外观质量的缺陷。 应用全工序模拟，预测后工序的可行性。 通过更改工艺条件，保证得到合格零件。
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拼焊板类零件工艺方案制定
• 激光拼焊板技术是基于成熟的激光焊接技术 发展起来的现代加工工艺技术。是通过高能 量的激光将几块不同材质、不同厚度、不同 涂层的钢材焊接成一块整体板，以满足零部 件不同部位对材料不同性能的要求。
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防止拼焊线偏移的工艺方案
• 对于拼焊钢板来说，由于板厚和材料的不同， 焊缝的偏移有可能导致零件搭接处的间隙改 变。另外由于焊缝部位的硬化，成形时应力 传递受阻，材料延伸率降低，比基板更易于 失稳开裂，因而当板料流动过大时，焊缝处 于变形量较大区域时，焊缝处易于开裂。因 此必须有效的控制焊缝的过度偏移。常用于 控制焊缝偏移的有以下几种方法。 1．改变模具压边力法 2．置拉深筋法 3．夹持焊缝法
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MP制订
二、国外的制作方法 1、按照产品形状，制订出合理的冲压 工艺（BMP）； 2、制作3D数据（UG格式、设计用）； 3、制作详细的2D数据（指导设计和会 签） （MP）（OFFICE文件） 4、制作3D数据（UG格式、NC用）
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冲压工艺案例
零件名称：左右纵梁 材料：SP121BQ 料厚：1。2MM
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解析技术 左右前纵梁由于角部翻边过高36MM，在翻 边时发生开裂出现。通过在拉延时，增加 储存料凸台，仍然不能解决问题，通过现 场冲压过程观察发现，零件在翻边刚开始 时就已经开裂出现，而不是在冲压结束时 出现开裂，因此断定，零件在成型时不是 由于材料的不足而造成的开裂，而应该是 翻边的顺序有问题，通过增加局部镶块高 度，达到中间先成型，然后边缘再成型的 方案，解决了开裂现象的出现。
汽车制造工艺4冲压工艺
4.4.2 车身零件的冲压工艺
汽车车身零件大多数是0.7～1.2mm厚的钢板 经3～6道工序加工而成。
实例： 发动机罩内板是经四道工序成型，因为零件
上有大型孔，确定冲压方式时，必须考虑到余料 利用，其加工工序如下图所示。
a) 拉深 b) 切边 c) 冲孔 d) 弯曲冲孔 发动机罩内板的加工工序
4.4.3 车架、底盘母件的冲压工艺
4.6.3 车身覆盖件拉深件设计
1．拉深件形状构成及各部分的变形特点
1) 拉深件的形状构成
覆盖件拉深件形状的构成
2) 各组成部分的变形特点 (1) 在压料凸缘上，径向是拉应力状态； 切向则视拉深凹模洞口的形状而定。 (2) 在凹圆角处其变形基本上与压料凸缘处相似。 (3) 在侧壁上，材料在经压料凸缘和凹圆角的变 形以后，根据侧壁形状的不同会出现不同的应 力状态。 (4) 在凸圆角上变形和侧壁相仿。 (5) 底部若是平面则基本上不变形；底部若是曲 面或带有形状复杂的反拉深部分，则应对其变 形情况做具体分析。
2．车架、车轮冲压件
一般由1.2～3.6mm 厚的钢板制成，有时也使用 10mm左右的钢板。厚板成型以弯曲为主，在很多情况下 不包括拉延成型。
轿车车身冲压件与所用压力机规格
类别
零件名称
件/辆
顶篷、挡泥板、外护板、 A 地板、护板、车身内护板、 B 行李箱盖板、仪表板、 20～26
4.2.4 热轧钢板
热轧软钢板与冷轧钢板在成分上几乎无差异， 但因制造工艺不同，其机械性能、表面状况、尺 寸精度、平整度等都低。厚度为1.2～1.6mm的热 轧软钢板主要用在下车身零件与内护板，而要求 强度的车梁、底盘零件与车轮等则以汽车构造用 的热轧钢板制造。
4.2.5 表面处理钢板
车身覆盖件冲压成型技术
三、常见冲压缺欠及消除方法
在冲压成形过程中，以起皱、拉裂对拉伸件的影响最大，约占零件失效的70%～80%，当 成形状态导致两种失稳形式伴随处现时，通常问题都极难解决，需设计及调试人员花费大量精 力来处理
（1）外观——外表面上的微小缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而影响外形的美观，因此不允许 有波纹、暗坑、擦伤、划伤等破坏表面美感的缺陷。覆盖件上的装饰棱线和筋条要求清晰、平滑、 左右对称和过渡均匀。 （2）强度及刚度——由于其塑性变形的不均匀性，会使某些部位刚性较差，导致制件变形。因此外 表件的刚性要求不可忽视。检查覆盖件刚性的方法，一是敲打零件以分辨其不同部位声音的异同， 另一是用手按看其是否发生松驰和鼓动现象。 （3）产品精度——由于冲压零件不同于机加工产品，不同部位有不同的公差要求，产品的形状精度 直接影响相关件的搭接、焊装及整车的装配精度。 （4）为保证生产的稳定性，冲压件应有一定的安全裕度。
吸收多余材料等方法是解决皱纹的主要手尺寸超差
车身覆盖件通常是由3 ～5序冲压成形，其中涉及修边、翻边，定位、压料等多种因素，任 何问题都可能导致制件在焊装、白车身匹配等环节出现缺欠。
判断零件是否存在尺寸超差，同检测手段密不可分，无论是检验夹具、测厚仪、三座标测 量机，关键是要找出导致制件超差的原因，同时应注意所分析的零件要有代表性，在模具或检 测设备上的稳定性，从而有针对性地解决问题。
装 配
调 试
试 冲
模 具
验 收
检测 7
二、冲压成形的工艺流程
一、冲压工艺与产品 二、冲压工艺的构成 三、冲压成形的核心技术
冲压成形技术
1 成形技术 2 结构技术 3 多件共模
四、经验的积累
1 模具调试技术 2 产品回弹处理
覆盖件冲压基本工序及工艺方案
一、拉深方向的选择 合理的拉深方向应符合下述原则： 1.保证拉深凸模能进入凹模
2.保证凸模与坯料有良好的拉深初始接触状态
3
压料面各部位进料阻力要均匀
二、工艺补充部分 工艺补充：指为了顺利落深成型出合格的制件，而在冲压 件的基础上所添加的那部分材料，用以满足拉深、压料面 和修边等工序的要求。这些工艺补充部分仅在冲压成型中 需要而不是零件所需要的，在拉深成型后的修边工序中需 要将工艺补充切除掉。 1.工艺补充的分类 ①内工艺补充 ②外工艺补充 它包括拉深部分的补充和压料面两部分，它是为了选择和 合理的拉深方向、并创造良好的拉深条件而增加的，它能 增加材料的消耗。
工艺补充部分制定的合理与否，直接影响到拉深成形时的工艺参数、 毛坯的变形条件、变形量大小、变形分布、表面质量、破裂、起皱等 质量问题。
2.工艺补充的设计原则 ①内孔封闭补充原则 ②简化拉深件结构形状原则
③.保证良好的塑性变形条件
④.外工艺补充部分尽量小 ⑤.对后续工序有利的原则 在工艺补充部分穿刺孔or冲工艺孔来作为下面工序的定位 ⑥.成双拉深工艺补充
二、冲压工艺方案设计 准备工作 1.查阅相关资料 如①零件图和实物图，必要时应参考主模型or数字模型 ②冲压件的公差 ③所用板材的性能参数及表面质量 ④压力机的参数 ⑤各种模具的设计标准 ⑥产量、生产率及生产准备时间等
2.对零件图和拉深图进行分析 ①零件轮廓、法兰、侧壁及底部是否有形状急剧变化之处， 有否其它难成型的形状 ②该零件和相关零件焊接装配面有何要求，装配、焊接的基 准面和孔在何处 ③各孔的精度、间距的要求，以及这些孔位于何处（平面部 分、倾斜部分、侧壁部分） ④各个凸缘的允许精度（如长度、凸缘面的位置、回弹等） ⑤材料利用率
3.常见工艺补充的类型 ①修边线在拉深件的压料面上，垂直修边 ②修边线在拉深件的底面上，垂直修边
大型覆盖件冲压技术内容及技术关键
大型覆盖件冲压技术内容及技术关键本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March由于汽车覆盖件的CAD/CAM技术相对成熟，并且不是影响冲压成形工艺的最关键因素，故下面重点介绍冲压成形的CAE技术及其与CAD/CAM技术一体化问题。
1. 冲压成形CAE前处理系统冲压成形过程计算机仿真人工干预最多的应数其前处理过程。
目前大多数冲压成形的仿真都采用通用的有限元分析前处理软件。
这些前处理软件虽然功能很但由于没有考虑薄板冲压成形的特点，使用起来不方便，对不熟悉有限元方法的模具设计师更是如此。
最近美国ETA推出了eta/DYNAFORM，在一定程度上考虑了薄板冲压成形的特点。
但eta/DYNAFORM是以LS-DYNABD为直接服务对象的，薄板冲压成形的特点利用得并不充分。
湖南大学汽车技术实验室最近设计的冲压成形仿真前处理软件系统最大限度地考虑了汽车覆盖件冲压成形的特点，而且是专门为该实验室自己开发的冲压成形专用软件配套的，软件界面充分考虑模具设计师的通用术语和概念，还具备一定的模具与工艺设计数据库。
尽管这一系统有待进一步完善，但已显示出极强的实用性和竿先进性。
汽车覆盖件冲压成形CAE前处理系统一般来说至少具备如下功能。
1）精确地描述模具的几何形状根据不同仿真软件的要求，模具表面可用解析法表示，也可用有限单元的集合来表示。
当用后者时，有限单元网格所代表的几何形状必须与所设计的模具表面形状足够接近，这个近似精度应当是任意可调的。
2）对作一形状板料形成任意的网格网格单元一般为三节点三角形单元或四节点四边形单元。
应具有产生任意疏密网格的功能，且疏网格区与密网格区应能自动过渡。
网格质量应能自动检测与控制。
3）模具与板料接触摩擦界面的自动定义和任意的特性参数选择。
4）冲头任意运动特性的自动定义。
5）压边圈上压延筋和压边力的自动定义。
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e) 翻边整形冲孔
f) 修边冲孔
某轿车右侧围外板冲压工艺过程
g) 修边冲孔整形
9.2.4
车身覆盖件冲压模具
汽车覆盖件冲压模具有三种：拉深模、修边模和 翻边模。其中拉深模是直接影响汽车覆盖件成形质量 和生产效率的关键。冲压模具的设计、制造和调整， 是汽车覆盖件冲压生产中最重要环节之一。 一、汽车覆盖件冲压模具的特点 与一般薄板冲压模具相比。有以下特点： 1．模具形状和结构更复杂 2．模具的制造难度更大，要求更高 3．需要数套模具,而且各模具间的依赖关系大 4．模具调试更加重要和复杂
故对修边模的设计制造要求很高。
发 动 机 罩 内 板 冲 压 加 工 工 艺 过 程
a）拉深
c）冲孔
整形
工艺过程为：下料（冲裁）→拉深及两侧切边→ 修边冲孔→整形翻边→翻边冲孔整形。如图所示。
轿 车 顶 盖 冲 压 工 艺 过 程
a)拉深及两侧切边 （2000t双动压力机）
b）修边冲孔 （1000t单动压力机）
c）整形翻边 （1000t单动压力机）
d）翻边冲孔整形 （1000t单动压力机）
3．轿车左/右侧围外板冲压成形工艺 其工艺过程为：下料并落料（1340mm×3175mm）→ 拉深→修边冲孔→翻边整形冲孔→翻边整形冲孔→修边 冲孔→修边冲孔整形。如图所示。
a)下料及落料
b)拉深
c) 修边冲孔
d) 翻边整形冲孔
二、车身覆盖件冲压模具结构 覆盖件拉深模结构与拉深使用的机床有密切关 系。目前生产以单动拉深模和双动拉深模为主。 因双动拉深模压紧力大、拉深深度深、卸料板 为刚性等优点而应用更多。
1．单动拉深与双动拉深 ■单动倒装拉深模 一般的浅拉深或形 状对称的拉深件，都在 单动压力机上采用单动 拉深，凸模安装在下工 作台面上，故称之为倒 装拉深模。如图所示。
二、覆盖件冲压基本工序内容安排
1．拉深工序 是汽车覆盖件冲压成型的关键工序。覆盖件 的形状大部分主要是在拉深工序中形成的。 在生产技术准备中，应优先考虑拉深工艺设 计和拉深模具的设计、制造与调试。 拉深毛坯件一般需经过整形和修边后方能成 为拉深零件。
2．落料工序 主要获得拉深工序所需要的坯料形状和尺寸。 由于覆盖件冲压成型很复杂，不可能计算出其 准确的落料尺寸，故应在拉深工艺试冲成功后，才 能确定坯料的形状和尺寸。 在生产技术准备时，落料工序及落料模的设计 应安排在拉深、翻边调试成功后再进行。
凹模
压料圈
调整块
气顶柱
导板
凸模
单动倒装拉深模结构
■双动正装拉深模 一般的浅拉深 或形状对称的拉深 件，都在单动压力 机上采用单动拉深 ，凸模安装在下工 作台面上，称之为 倒装拉深。 如图所示。
固定座
凸模 压料圈
凹模
双动正装拉深模结构
2．车身覆盖件拉深模典型结构 拉深模主要由凸模、凹模、压料圈组成。凹模有2 种结构：闭口式凹模和通口式凹模，绝大多数采用闭口 式凹模。如图示。
三、车身典型覆盖件冲压工艺实例 轿车车身外覆盖件主要由门（左∕右前、后门 ）、盖（发动机罩盖、顶盖、行李舱盖、两翼（ 左∕右前、后翼子板）、及两侧（左∕右侧围外 板）等组成。 这些覆盖件形状结构各有特点，其冲压成形工 艺也各有不同。 举例说明于后。
1．发动机罩内板冲压成形工艺 其工艺过程为：下料（冲裁）→拉深→切边→冲孔 →弯曲整形。如图所示。
3．整形工序 主要将拉深工序中尚未完全成型的覆盖件形状 成型出来。其变形性质一般是胀形变形，经常复合 在修边或翻边工序中完成。
4．修边工序 主要是切除拉深件上的工艺补充部分。工艺补 充部分仅为拉深工序需要，拉深完成后要将其切除。 5．翻边工序 主要是将覆盖件的边缘进行翻边成型。安排在 修边工序之后进行。 6．冲孔工序 用以加工覆盖件上的各种孔洞。一般安排在拉 深工序之后或翻边工序之后进行。 若先冲孔，会造成在拉深或翻边时孔的位置、 尺寸、形状发生变化，影响以后的安装与连接。
带有凹模芯的通口式凹模结构
车身顶盖的闭口式拉深凹模结构
3．车身覆盖件修边模典型结构
覆盖件的修边通常在拉深成形后进行。 覆盖件修边模是用于将拉深、成形、弯曲后的工件 边缘及中间部分实现分离的冲裁模，与普通落料模、冲 孔模有很大的不同。 修边的特点：
◆覆盖件的修边线多为较长的不规则轮廓； ◆工件经拉深变形后形状复杂，冲切部位可能是任意的 空间曲面； ◆冲压件往往有不同程度的弹性变形，冲裁分离过程通 常存在较大的侧向力等。