冲压件结构工艺研究 |
| 2012-06-13 19:37 作者：韩啸 赵栋 柳南 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑：GuiGu 【搜索试试】
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摘要：冲压件具有良好的工艺性和经济性，衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数目和尺寸大小、冲压件的结构等因素。针对加工工过程中的设计与加工工艺，做进一步研究。
关键词：冲压件；工艺；特点；原则
中图分类号：TG386文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0420
【《硅谷》杂志2012年4月刊文】冲压件具有良好的工艺性和经济性，衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数目和尺寸大小、冲压件的结构等因素。冲压工序作为汽车制造本钱的重要一环，必须通过不断改进产品设计来满足制造工艺的要求，同时还采用尽量大尺寸的公道的车身总成分块，如整块式车身左右侧板及车顶盖板，既可使汽车外形更加美观实用，减少空气阻力，又可减少冲压件数目及焊点，能有效地降低加工成本。
1冲压件的特点
冲压件主要是将金属或非金属板料，借助压力机的压力，通过冲压模具冲压加工成形的，它主要有以下特点：1）冲压件加工是在材料消耗不大的前提下，经冲压制造出来的，其零件重量轻、刚度好，并且板料经过塑性变形后，金属内部的组织结构得到改善，使冲压件强度有所提高。2）冲压件具有较高的尺寸精度，同模件尺寸均匀一致，有较好的互换性。不需要进一步机械加工即可满足一般的装配和使用要求。3）冲压件在冲压过程中，由于材料的表面不受破坏，故有较好的表面质量，外观光滑美观，这为表面喷漆、电镀、磷化及其他表面处理提供了方便条件。
2冲压件设计原则
1）设计的冲压件必须满足产品使用和技术性能，并能便于组装及修配。
2）设计的冲压件必须有利于提高金属材料的利用率，减少材料的品种和规格，尽可能降低材料的消耗。在允许的情况下采用价格低廉的材料，尽可能使零件做到无废料及少废料冲裁。
3）设计的冲压件必须形状简单，结构合理，以有利于简化模具结构、简化工序数量，即用最少、最简单的冲压工序完成整个零件的加工，减少再用其他方法加工，并有利于冲压操作，便于组织实现机械化与自动化生产，以提高劳动生产率。
4）设计的冲压件，在保证能正常使用情况下，尽量使尺寸精度等级及表面粗糙度等级要求低一些，并有利于产品的互换，减少废品、保证产品质量稳定。
5）设计的冲压件，应有利于尽可能使用现有设备、工艺装备和工艺流程对其进行加工，并有利于冲模使用寿命的延长。
3确定冲压件的总体工艺
在对冲压件工艺确定时，需要仔细研究零件成形性的基础上，以材料的极限变形参数，各种变形性质的复合程度及趋向性，当前的生产条件和零件的产量质量要求为依据，提出各种可能的零件成形总体工艺方案。根据技术上可靠，经济上合理的原则对各种方案进行对比、分析，从而选出最佳工艺方案。
3.1选择冲压基本工序
剪裁，落料，冲孔，切边，弯曲，拉深，翻边等是常见的冲压工序，各工序有其不同的性质，特点和用途。有些可以从产品零件图上直观地看出冲压该零件所需工序的性质。例如平板件上的各种型孔只需要冲孔，落料或剪切工序；开口筒形件则需拉深工序。有些零件的工序性质，必须经过分析和计算才能确定。
3.2确定冲压次数和冲压顺序
冲压次数是指同一性质的工序重复进行的次数。对于拉深件，可根据它的形状和尺寸，以及板料许可的变形程度，计算出拉深次数。其它如弯曲件，翻边件等的冲压次数也是根据具体形状和尺寸以及极限变形程度来决定。
冲压顺序的安排应有利于发挥材料的塑性以减少工序数量。主要根据工序的变形特点和质量要求来安排，确定冲压顺序的一般原则如下：
1）对于有孔或有缺口的平板件，如选用简单模时，一般先落料，再冲孔或切口，使用连续模时，则应先冲孔或切口，后落料。
2）对于带孔的弯曲件，孔边与弯曲区的间距较大，可先冲孔，后弯曲。如孔边在弯曲区附近或孔与基准面有较高要求时，必须先弯曲后冲孔。
3）对于带孔的拉深件，一般都是先拉深后冲孔，但是孔的位置在零件底部，且孔径尺寸要求不高时，也可先在毛坯上冲孔，后拉深。
4）多角弯曲件，应从材料变形和弯曲时材料移动两方面考虑安排先后顺序，一般情况下先弯外角，后弯内角。
5）对于形状复杂的拉深件，为便于材料变形和流动，应先成形内部形状，再拉深外部形状。
6）整形或校平工序，应在冲压件基本成形以后进行。
3.3工序的组合方式
一个冲压件往往需要经过多道工序才能完成，因此，编制工艺方案时，必须考虑是采用简单模一个个工序冲压呢？还是将工序组合起来，用复合模或连续模生产。通常，模具的选用主要取决于冲压件的生产批量，尺寸大小和精度要求等因素。生产批量大，冲压工序应尽可能地组合在一起，采用复合模或连续模冲压；小批量生产，常选用单工序简单模。但对于尺寸过小的冲压件，考虑到单工序模上料不方便和生产率低，也常选用复合模或连续模生产；若选用自动送料，一般用连续模冲压；为避免多次冲压的定位误差，常选用复合模生产，当用几个简单模制造费用比复合模高，而生产批量又不大时，也可考虑用将工序组合起来，选用复合模生产。工序的组合方式，可选用复合模或连续模。一般来说，复合模的冲压精度比连续模高，结构紧凑，模具轮廓面积比连续模小；但是，连续模的生产率较高，操作比较安全，容易实现单机自动化生产，若装上自动送料装置，可适用小件的自动冲压。
3.4辅助工序
对于某些组合冲压件或有特殊要求的冲压件，在分析了基本工序，冲压次数，顺序及工序的组合方式后，尚须考虑非冲压辅助工序，如钻孔，铰孔，车削等机械加工，焊接，铆合，热处理，表面处理，清理和去毛刺等工序。如多次拉深工序之间，为消除加工硬化，要进行退火处理；为除锈要酸洗等。这些辅助工序可根据冲压件结构特点和使用要求选用，安排在各冲压工序之间进行，也可安排在冲压工序前或后完成。
4冲压件检验方法
1）触摸检验：检验员需戴上触摸手套沿着冲压件纵向紧贴冲压件表面触摸，这种检验方法取决于检验员的经验。但这种方法不失为一种行之有效的快速检验方法。
2）油石打磨：首先用干净的纱布将外覆盖件的表面擦干净，然后打磨用油石（20×20×100mm或更大），有圆弧的地方和难以接触到的地方用相对较小的油石打磨。油石粒度的选择取决于表面状况（如粗糙度，镀锌等）。
3）柔性纱网的打磨：用干净的纱布将外覆盖件的表面擦干净。用柔性砂网紧贴冲压件表面沿纵向打磨至整个表面，任何麻点、压痕会很容易地被发现。
4）涂油检验：用干净的纱布将外覆盖件的表面擦干净。再用干净的刷子沿着同一个方向均匀地涂油至冲压件的整个外表面。把涂完油的冲压件放在强光下检验，建议把冲压件竖在车身位置上。
5）目视检验：目视检测主要用于发现冲压件的外观异常和宏观缺陷。
6）检具检测：将冲压件放入检具，依据检具说明书操作要求，对冲压件进行检测
5结束语
在汽车制造过程部，有70%左右的金属零部件需要进行冲压加工，如车身覆盖件、车内结构件、支撑件等。随着我国机械制造技术和工艺的不断提高，高精度、高效能、高安全成为冲压技术发展的主要生产方面，同时，冲压造制工艺的不断提高，也较大程度上对我国汽车制造质量整体提高和发展，起到了良好的推动作用。
参考文献：
[1]郭乃龙，沈阳汽车制造厂冲压件成本控制措施[D].大连理工大学，2000.
[2]虞苓、于银水，汽车行业冲压加工生产率的研究与分析[J].工业工程，2004（03）.
[3]董秋月、余心宏，冲压件质量保证初探[J].机械工人，1995（02）.（注：本文版权归作者本人和硅谷杂志所有，禁止他人未经授权转载）
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