汽车车身制造工艺学 (6)

3. 2 冲裁
3. 2. 1 影响冲裁质量的因素
冲裁件质量的内容包括: 冲裁的断面状况、尺寸 精度及形状精度。冲裁件的断面应平直、光洁、尺寸 误差不应超出规定, 外形应满足图样要求, 表面应尽可 能平坦。提高冲裁件精度和断面质量的主要措施有: 凸、凹模刃口锋利, 间隙合理或采用反压力冲裁等。
3. 2 冲裁
(5) 冲压所用的原材料是轧制板料或带料, 在冲压 过程中材料表面一般不受破坏, 故冲压零件的表面质 量较好。
3. 1 概述
3. 1. 2 冲压工序的种类
冲压工序可分为分离和成型两大类。 在冲压过 程中, 使冲压件与板料沿一定的轮廓线分离的工序为 分离, 如冲孔、落料、剪切、切口、切边、剖切等工 序。使冲压毛坯在不破坏的情况下发生塑性变形, 并 转化成所要求的成品的工序为成型, 如弯曲、卷曲、 扭曲、拉伸、翻边、缩口、扩口、局部成型等工序。
3. 2 冲裁
1) 斜刃模具冲裁
在用平刃口模具冲裁时, 整个刃口平面都同时 切入材料, 切断沿工件周边同时发生, 所需冲裁力大; 若采用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刃模具冲裁, 整个刃口平面不是全部同时 切入, 而是逐步地将材料切断, 这就等于减少了同时 切断的面积, 因而能降低了冲裁力, 并能减少冲击、 振动和噪声。 这种冲裁常用于大型厚板工件的冲裁。
3. 1 概述 3. 2 冲裁 3. 3 弯曲 3. 4 拉伸 3. 5 其他成型工艺
3. 1 概述
3. 1. 1 冲压加工的特点
汽车零件的冲压主要是指金属板料在常温下的 冲压, 即通过安装在压力机上的模具, 对板料施加外力, 使之产生塑性变形或分离, 从而获得一定尺寸、一定 形状和一定性能的汽车零件的加工方法。其特点如下:
3. 2 冲裁
当间隙过小时, 材料在凸、凹模刃口附近产生的 裂纹不重合。当凹模刃口附近产生的裂纹进入凸模下 面的压应力区而停止发展时, 在两条裂纹相距最近的 地方发生第二次拉裂。当上裂纹表面压入凹模时, 受 到凹模壁的挤压, 产生第二光亮部分, 还有部分材料 被挤出 材料表面形成毛刺。因此间隙过小时, 虽然断 面上的圆角较小, 穹弯变形小, 但是断面的质量是不 理想的。断面中部出现夹层、两个光亮部分, 断面有 挤长的毛刺, 或者没有形成第二光亮部分, 却在断面 上有断续的小光亮块, 如图 3-2a) 所示。
塑性好的材料, 冲裁时裂纹出现得比较迟, 因而 材料被剪切的深度较大, 所得断面光亮面所占的比例 大、圆角大、穹弯大, 断裂面较窄; 而塑性差的材料, 剪切开始不久, 便使材料拉裂,光亮面所占的比例小、 圆角小、穹弯小, 断面大部分是粗糙断裂面。
3. 2 冲裁
2) 模具间隙大小对断面质量的影响
当模具间隙增大时, 材料中的拉应力将增大, 使 拉伸断裂发生得早, 因而断裂面变宽, 光亮面就变窄; 且弯曲应力也增大, 因而圆角和穹弯均大。反之, 间 隙减小时, 材料中的拉应力减小, 裂纹产生较迟, 所以 断裂面窄, 光亮面宽, 且圆角和穹弯小。
3. 2 冲裁
3. 2. 3 冲裁力的计算及减小冲裁力的方法 1. 冲裁力的计算 一般用平刃口模具冲裁时, 冲裁力可按下式计算:
有时冲裁力可按下式估算:
3. 2 冲裁
2. 减小冲裁力的方法
在冲裁高强度材料或厚料和大尺寸工件时, 所需的冲裁力较大。若要用压力较小的压力机 冲裁, 必须采取措施以减小冲裁力, 其方法有以 下几种:
1. 冲裁件断面质量及其影响因素
冲裁件正常的断面状况如图 3- 1 所示。它由四个 层面构成, 即圆角部分、光亮剪切部分、粗糙断裂部 分、毛刺部分等。其中光亮剪切部分质量最佳。这些 部分在整个断面上所占的比例, 随材料的性能、厚度、 模具间隙、刃口状态和摩擦条件等的不同而变化。
3. 2 冲裁
1) 材料性能对断面质量的影响
模具刃口状态对冲裁过程中的应力状态与冲裁件 断面有较大的影响。当模具刃口磨损成圆角时, 挤压 作用增大, 所以冲裁件圆角和光亮面增大。
当凸、凹模刃口磨钝以后, 即使间隙合理, 也将 在冲裁件上产生毛刺。
除此以外, 断面质量还与摩擦、冲压方式(如搭边 值的大小、是否采用压料、顶件装置等) 、冲裁件轮 廓形状及尺寸等有关。
(1) 生产率高, 而且操作简便, 易实现机械化与自 动化。
(2) 冲压零件的尺寸精度是由模具保证的, 所以 质量稳定, 一般不需再进行切削加工便可以使用。
3. 1 概述
(3) 利用模具加工, 可以获得其他的加工方法所不 能或难以得到的复杂零件。
(4) 冲压加工一般不需要加热毛坯, 也不像切削加 工那样大量切除金属, 所以它不但节能, 而且节约材料。
3. 2 冲裁
冲裁是指利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料产生 分离的冲压工序。冲裁包括落料、冲孔、切口 、切边、 剖切、整修、精密冲裁等。冲裁通常指落料和冲孔。
冲裁以后板料分成两个部分, 即落料部分和带孔部 分。 若冲裁的目的是为了制取一定外形的冲落部分, 则 这种冲裁工序称为落料; 若是为了制取内孔, 则称为冲孔。 由于变形的机理不同, 冲裁有普通冲裁和精密冲裁之分, 汽车零件的冲裁, 多属于普通冲裁。
各种斜刃冲裁的形式如图 3-3 所示。
3. 2 冲裁
2. 冲裁件的公差等级
冲裁件公差等级和模具结构形式及其制造公差 等级等因素有关。模具的制造公差等级与冲裁件公 差等级的关系、冲裁件的角度偏差及断面的近似粗 糙度值分别见表 3-2 ~ 表 3-4。
3. 2 冲裁
3. 2 冲裁
3. 2. 2 合理间隙的确定
合理的间隙值是根据冲裁时获得光洁的制件断 面并略带斜度的条件来确定的, 其值与材料的厚度和 性质有关。由于对冲裁件断面质量和尺寸精度的要 求不同, 冲裁间隙的选取标准也不一样。
3. 2 冲裁
当间隙过大时, 材料在凸、凹模刃口 处产生的 裂纹也不重合。第二次拉裂产生的裂层斜度增大, 冲裁断面出现两个斜度 α1 及 α2, 断面质量也不理想, 而且由于圆角大、穹弯大、光亮部分小、毛刺大, 而使冲裁件质量下降, 如图 3-2b) 所示。
3. 2 冲裁
3. 2 冲裁
3) 模具刃口状态对断面质量的影响