汽车覆盖件冲压成形技术特点

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文字|赚理论

编辑|李才硕

前言

汽车内饰件一般是指构成汽车驾驶室的内外表面零件，如顶盖、车门、引擎盖、前壁、后壁、侧壁、翼子板、地板、行李箱盖等。

其中，安装在车身内部的零件称为内盖零件，安装在车身外部的零件也称为外表面零件和外盖零件。

汽车覆盖件对尺寸精度和形状精度的要求非常高，尺寸精度主要用于保证汽车的批量自动化生产要求，也是保证整车质量要求的重要组成部分。人们关注的是对汽车产品日益增长的审美和艺术需求。

因此，汽车覆盖件的生产水平在很大程度上体现了一个企业或国家的冲压技术水平。

汽车覆盖件成型的特点

在钣金冲压成形中，汽车覆盖件是最复杂的冲压件。零件通常有许多局部突起、肋和其他形状。零件尺寸较大，毛坯相对厚度较小。通过成型和切边获得成品汽车覆盖件需要翻边、冲孔等多道冲压工序，甚至十几道工序。

汽车覆盖件的复杂形状决定了毛发的变形特征、变形分布和变形过程，变形特征不是简单的拉深变形或简单的凸出变形，而是拉深变形和凸出变形同时存在的复杂变形。

毛坯的应力特征可分为两部分，一部分是压制表面的粗糙度，这部分粗糙的部分大多承受径向拉应力和切向压应力。粗糙度主要是在拉伸方向，在压力的应力作用下发生塑性变形，其形成机制是拉深成形机制，另一部分是冲床下的毛损伤。

这部分头发承受径向和切向的拉应力。即毛发在双向拉应力的作用下发生塑性变形，其形成机制为溶胀形成。

图1为汽车覆盖件冲压成形过程中各零件的应力应变特性。汽车覆盖件的变形特性往往会造成成型过程中出现裂纹、皱纹、表面翘曲、表面凸伤和划伤、线条偏移、尺寸精度差、形状精度差、刚性不足等质量题。

因此，要获得高质量的汽车覆盖件，必须在冲压成型理论和技术方面做大量的研发工作，并在工艺、模具、冲压条件等各方面采取综合措施。

汽车覆盖件成型技术特点

损伤和成型极限的应用汽车覆盖件成型过程中的损伤题主要分为两类。

一类称为强度断裂，是由于材料在传力区缺乏强度，不能使变形区毛坯产生足够的塑性变形而发生的；另一类是塑性变形不足而引起的断裂。材料在变形区的能力称为塑性破坏。

塑性断裂一般发生在双向拉伸应力下，单向拉伸时得到的塑性指数不能简单地用来衡量材料的塑性变形能力，而必须用成形极限图来衡量材料的极限塑性变形。成分。

图2中的SCV曲线引出总应变区内各点的最大应变，称为应变区应变曲线，FLD曲线表示材料在两种作用下所能达到的最大应变。当SCV曲线达到FLD曲线时，毛坯出现裂纹。

不同应变比在板材平面内所能产生的最大应变是不同的，因此成形极限图能够更准确地反映板材在单向拉应力的各种应力状态下的所有双向拉应力状态。两个方向上相等的拉伸应力是可以实现的最大应变。

变形状态曲线和成形极限曲线在汽车覆盖件冲压生产中，还可以利用成形极限曲线来分析开裂题的原因，并根据变形情况制定合理的防止开裂的技术措施。调试和调试拉丝模具选择合理的毛坯并监控生产过程。

防治皱纹和表面翘曲皱纹是汽车覆盖件冲压成型过程中常出现且较难控制的质量题之一。

汽车覆盖件冲压成型过程中出现的皱纹可分为压应力皱纹、不均匀拉应力皱纹、剪切应力皱纹等，各种类型的皱纹发生在各种直接应力状态下，其面积也不同。

一般情况下，可以通过各个部位、受力状态来分析判断产生皱纹的原因，制定有针对性的技术措施，例如法兰表面的发丝皱纹多是由于切向压应力过大造成的。可以通过增大压边力或减小切向压应力来解决。

模具内部出现的皱纹可能是由于拉伸应力或剪切应力不均匀造成的，并且常常是由于改变压制表面上的传递阻力的分布而引起的，例如改变拉深筋的布局或高度。使起皱区域的拉应力分布变得比较均匀，或者减小起皱区域的剪切应力，从而防止起皱的发生。

表面畸变是指汽车覆盖件表面出现非常小的局部凸凹，一般当局部凹凸高度小于02mm时称为表面畸变，高于02mm时，称为表面畸变。这称为表面变形。02mm称为皱纹。

如果这些表面扭曲出现在外饰件上，将会对车辆的整体外观产生重大影响，特别是汽车的外饰件不应有任何表面扭曲。

表面扭曲和皱纹只是程度不同，但其形成机理、产生原因、影响因素、预防措施等基本相同，防止表面扭曲的方法是控制表面扭曲发生的区域。

汽车覆盖件的尺寸精度非常高。汽车车身由数百个冲压件组成。冲压件采用机械连接或焊接。盖件的高尺寸精度和互换性是批量和全自动化生产的结果。必要的前提是车身各覆盖件之间的间隙必须均匀。例如，前门与后门之间的间隙、前门与前侧板之间的间隙的最大和最小宽度之差不应超过12毫米。即相邻覆盖段之间的差异不应超过12毫米。零件边缘线的平行度与底线的一致性不应超过12毫米。这就保证了车辆整体外观的一致性和美观性，而汽车外饰件的尺寸精度主要是由模具来保证的。

然而，在冲压成形过程中，由于板厚方向的应力差、塑性变形过小、纵向平面内的剪应力和残余应力等原因，导致覆盖件的尺寸精度降低。主要现象有角度变化、壁面扭曲、翘曲、脊线扭曲、冲头底部形状冻结不良等。

在许多情况下，汽车面板的尺寸精度和低几何精度是相互依赖的。这意味着盖板的曲面与冲头或工艺模型的轮廓不匹配，几何精度低导致尺寸精度差。

因此，在解决小尺寸精度较低的题时，必须考虑几何精度降低的影响，并采取各种措施来调整解决方案。解决方案包括使用低屈服极限o和大弹性模量E。和塑性系数E'.硬化指数n大的材料。

通过修改拉深筋、模具倒圆等措施，增大压紧面的受力，模具内部的粗糙度将受到更大的附加拉力，产生更大的塑性变形，从而改善变形分布不均匀的情况。

通过增大压边力、减小润滑作用等措施，增大凹模内坯料的附加张力，采用较厚的坯料。

车身外板等覆盖部件具有相对平缓的弯曲表面和与板厚度相比非常大的表面积。当外力作用在这些零件表面时，覆盖件必须具有一定的阻力，即覆盖件的刚度，覆盖件一般表示为载荷F与挠曲宽度的关系式收到后发生。负载、刚度。

如果精冲零件中孔之间的距离或孔与边缘之间的距离小于精冲零件的厚度0666，则称为小孔距零件。

如图1所示，手拉葫芦右壁板材质为16Mn，材料厚度为8=45mm，A、B孔间距为25mm。

520世纪50年代在冲压过程中引入数值模拟和计算机辅助设计提高了其准确性和可预测性。

620世纪70年代随着计算机数控技术的应用，冲压技术更加自动化，生产效率提高。

720世纪90年代至今冲压技术不断创新和提高，引进了高速冲压、多工位冲压、多功能冲压等先进技术，为生产复杂零件提供了更多可能。

如今，冲压技术已成为制造业广泛应用的重要工艺，生产各种零部件和产品，包括汽车、家电、电子设备、建筑材料等。同时，冲压技术不断发展和创新，满足市场更高品质、更高效率、更节能环保的需求。