浅谈汽车冲压工艺流程

浅谈汽车冲压工艺流程

作者：陈柏良

来源：《科学与财富》2018年第06期

摘要：一辆汽车包含了大大小小的无数零件，这些无数的汽车零件是怎么被创造出来的呢，本文简要阐述汽车冲压工艺特点及工艺流程。

关键词：汽车；制造；冲压

汽车制造的四大工艺包括冲压、焊装、涂装、装配。本文主要谈谈汽车的汽车冲压工艺技术。

一、汽车冲压工艺

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。说到冲压，就先说说其主要用到的设备冲压机和模具还有一些其他的运输设备。在冲压车间中这两个设备最值钱，现在要投资一条冲压生产线至少上亿了。冲压机是通过电动机驱动飞轮，并通过离合器，传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动，带动拉伸模具对钢板成型。冲压机械压力机是汽车制造四大工艺中冲压工艺最主要、最常用的设备之一。它主要是依靠压力机的压下能量作功于模具中的钢板，使之成形，变成汽车车身的壳体。

二、汽车冲压模具

在现代工业生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。汽车工业，在各种类型的汽车中，平均一个车型需要冲压模具2000套左右，其中大中型覆盖件模具近300套。模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种发展和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术水平。

目前，模具已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。将模具结构草图作为有力基础，绘制总装配图。装配图中，零件之间关系应清晰明了，相关剖面图、投影图等应得到呈现，画出工件图，注明相关要求，填写零件明细。模具工作零件在制作环节有一定的标准，在计算、定位、压料、紧固等方面都应依规范行事。若壁厚冲头较小且长、凹模偏薄，应强化校核，确定凹模的尺寸、结构，进行设计，依照周界模架的选用，以确保模具的闭合高度、大小、压力适应于相关设备，并画出模具结构的相关草图。为满足自动化冲压生产线的需要，国内知名压力机生产企业进行了高性能单机连线压力机的研制生产。先后研制了具有大吨位、大行程、大台面，以及大吨位气垫、机械手自动上下料系统、全自动换模系统和功能完善的触摸屏监控系统，生产速度快、精度高的冲压设备。

结合冲压力需求、模具闭合高度及结构、零件特质、冲压工序特质，以现有设备的考虑为基础，将设备的选择与模具设计工作建立关系，确定设备所需数量，选择设备类型。若設备不大，冲压力的计算结果偏小，但是模具尺寸较大，则可选择偏大的设备，是模具的尺寸及结构适应于设备的闭合高度及漏料孔大小。对模具的设计则需注意三个方面：一是要使冲模平衡，则需使模柄轴线发挥作用，将冲模压力中心重合于压力机滑块中心线，防止非常规磨损；二是对拉深模具，需计算拉深功，校核电机功率；三是在弯曲以及拉深工序中，工程偏大，为了使取出工件以及防止毛坯更便捷，需校核压力机行程，保证行程在特定范围。

三、冲压车间作业流程

汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形，冲压加工是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。车身上的各种覆盖件、车内支撑件、结构加强件，还有大量的汽车零部件，如发动机的排气弯管及消声器、空心凸轮轴、油底壳、发动机支架、框架结构件、横纵梁等等，都是经冲压成形技术。正向精密、多功能、高效节能、安全清洁的生产方向发展，冲压工件的制造工艺水平及质量，在较大程度上对汽车制造质量和成本有直接的影响。

冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状，尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。首先将采购来的钢板送到冲压生产线通过清洗机清洗，接着由机械臂进行搬运到下一站也就是冲压的第一站进行成型，然后送到下一站进行剪边，紧接着冲孔，再折边，前面这些作业都是自动化完成的，最后收料是由人工来做，因为要对冲压钣金件进行质检和装载。冲压件工艺过程主要包括四个过程：

1.基本冲压工序。翻边、落料、剪裁、冲孔等工序在冲压工序中较为普遍。每道工序均存在各自的特性，差异具有显著性。对于平板件中的型孔而言，主要工序有剪切、落料、冲孔，而开口筒形件应包括拉深工序。对特定零件，则需进行相关计算，并分析，以将工序性质确定。如油封外夹圈以及内夹圈冲压件，两者在外径以及直边高度方面具有差异性，计算并分析后，外夹圈冲压工序为翻边、拉深、落料、冲孔，内夹圈则除去拉深工序即可。

2.确定冲压次数。冲压次数主要指对同一工序的重复次数。如拉深工序，则可通过对材料的形状、特质等进行计算，将拉深次数确定下来；翻边工序，则可通过计算材料的变形程度、尺寸等以确定工序次数。为适当减少工序次数，发挥材料塑性特征，应在结合工序质量的基础上将工序顺序进行更为合理的安排。

3.工序组合。冲压件的制造可以衍生出多道工序，因此在设定工艺方案时，应注重工序的组合，可单个工序也可多道组合。冲压件在精度、尺寸、生产批量等方面的因素，关系到模具的选择。若生产具有大批量性质，则应将冲压工序组合实施，选择复合模或连续模冲压；而小批量生产则应选简便工序模。若冲压件出现尺寸过小，采用单工序会降低生产率，且不具方便性，所以应选择复合模或连续模的冲压。

4.各工序工艺方案的设计。冲压工序方面工艺方案的设计应以总体零件工艺方案为基础，确定特定工序的加工方式，工艺参数在工序中的确定，在冲压工序中，以其成形极限作为主要根据，对必要的工艺进行计算，如弯曲件的半径、翻边的高度等；确定毛坯形状、大小以及合适的下料方式，计算材料的利用率，确定工序成形力，将工序需消耗的时间、材料等确定在一定范围内，通过相关计算，绘出各道工序的工件图。

参考文献：

【1】陈晓刚.模具冲压工艺在汽车模具中的应用分析-《科技经济导刊》2016.