1、汽车钣金基本工艺与设备汽车钣金基本工艺与设备模块四模块四汽车钣金机械制作工艺汽车钣金机械制作工艺模块模块4 汽车钣金机械制作工艺学习目标学习目标1.了解并掌握汽车钣金机械制作工艺了解并掌握汽车钣金机械制作工艺2.学会钣金机械制作的实际操作学会钣金机械制作的实际操作模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4.1 机械弯曲机械弯曲机械弯曲就是用机械设备将板材、型材或管材弯曲成一定角度、一定曲率、一定形状的零件的成形工艺。根据所用设备的不同，弯曲分为压弯、滚弯、绕弯和拉弯等。1、压弯模块模块4 汽车钣金机械制作工艺压弯是用机械加压的方法对金属材料施加弯矩，使其弯曲成形的方法。压弯时金属材料产生外拉内压，材料
2、中间有一层既不受拉也不受压的中性层。弯曲变形受最小弯曲半径的限制和材料回弹的影响。最小弯曲半径：部分材料的最小弯曲半径见下表。1.1 压弯变形特点模块模块4 汽车钣金机械制作工艺模块模块4 汽车钣金机械制作工艺最小弯曲半径影响因素 材料的塑性越好，允许的变量越大，最小弯曲半径越小，反之越大。材料的热处理状态会影响最小弯曲半径。材料冷变形后的加工硬化现象，将使最小弯曲半径变大。经退火后消除加工硬化的影响，则最小弯曲半径变小。弯曲变形的程度越大，最小弯曲半径也增大，反之，最小弯曲半径减小。弯曲线方向与材料纤维方向的夹角。材料边缘与表面状况。材料的边缘有毛刺，表面有缺陷时，弯曲时容易产生裂纹，最小弯
3、曲半径宜加大。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺1.2 压弯设备单柱液压床外形图闸压床的外形图模块模块4 汽车钣金机械制作工艺2、滚弯毛料通过滚模，在摩擦力的作用下自动咬入前进，并产生塑性弯曲的方法叫滚弯。滚弯的实质就是连续不断的弯曲。原理：材料由中间一对机械传动的滚轮夹持送进，成形曲率则由两侧弯曲轮控制。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺特点：1)通用性好，适合成形等曲率的零件；2）零件的回弹可以通过调整弯曲轮位置的方法来补偿；3)模具结构简单，制造周期短，最适宜新产品试制。滚弯的操作工艺及要点：检查开关是否良好，模具是否洁净；安装调整模具，使上下滚轮、弯曲轮的中心线在同一平面内（可用加垫方法调
4、整），并使滚轴轴线平行；按零件的滚弯曲率要求初步调整弯曲轮至上、下滚轮的距离；擦净毛料表面的污物并润滑；滚弯。分若干次缩短弯曲轮的距离，逐步成形弧度，并准确控制机床的启动与停止。当零件滚弯产生偏斜、扭曲及伤痕时，应及时取下零件，排除后再进行滚弯。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺操作要点：上下滚轮间隙调整要适当，间隙过小时，材料受压面被碾薄，间隙过大时，材料受压面不平，这些都会引起断面畸变。弯曲轮间隙每次缩短太多，将使弯曲半径显著变小，易使收缩的立边起皱，如果是受展的立边则易撕裂。滚弯后零件的弧度要略小于要求的弧度，以便补偿滚后校形的弧度增大。不对称型材要组合成对称型材滚弯，这是提高滚弯质量的重
5、要方法；滚弯中要充分发挥材料的塑性，如加强滚轮润滑减少摩擦，提高熟练程度，减少滚弯次数进而减少冷作硬化，当然，必要时可增加中间退火工序。滚弯时两端不能成型会留有直线段，因此毛料每端留加工余量100mm150mm,以便滚弯后切除。在多轴滚弯机滚弯成形时，安装滚轮要注意保持基本中心线成一直线，再根据主滚轮的位置调整好辅助导轮及导板的位置，同时弯滚毛料宽度要符合要求，否则不能保证零件质量和毛料的正常送进。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺滚弯机：模块模块4 汽车钣金机械制作工艺三轴滚弯机四轴滚弯机模块模块4 汽车钣金机械制作工艺手动三轴滚床它由两个互相连接的支架与三根小轴组成，两根前轴装成重叠形状（一
6、根装在另一根的上面），相互间的距离可根据加工材料的厚度来调整，可用手柄转动滚轴。两个前轴的后面有一个叫做限动轴的第三轴，当板材卷成筒形时，可根据所需弯曲半径，将它抬高或降低，制成的零件可以从能拆卸的上轴上拿下来。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺国产XG一1型材滚弯机特点：带有靠模装置，能大大提高滚制弯曲率外形的效率。由于采用靠模的传动方式，使型材送进与靠模转动更加协调。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺机动不对称三轴滚床模块模块4 汽车钣金机械制作工艺多轴滚弯机模块模块4 汽车钣金机械制作工艺 组合式滚模（a）带垫片组合滚模 （b）组合式螺纹连接滚模形型材滚模模块模块4 汽车钣金机械制作工艺3、
7、绕弯将毛料的一端夹紧在旋转的模具上，并对毛料侧向施压，使毛料绕模具弯曲成形的过程叫绕弯。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺绕弯的特点：1)与滚弯相比，绕弯使型材边缘得到较好的支持，减小了零件起皱、剖面畸变、扭曲等现象，在弯曲过程中还能压校剖面夹角，提高零件的精度。2)绕弯一般是一次弯曲成形，工效比滚弯高。3)绕弯零件曲率半径回弹大，模具必须相应修回弹。4)多数情况下，绕弯主要用于成形 等曲率的零件。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺绕弯的设备：丝杠绕弯机液压绕弯机模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4、拉弯型材零件在弯曲过程中施加一定的拉力，使其产生拉伸弯曲变形，简称拉弯。拉弯适用于成型型材零件的弯曲
8、。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺拉弯的特点与步骤：1)拉弯成形的特点 回弹小，精度高，可拉制相对弯曲半径大的零件。模具结构简单，不用修回弹。2)拉弯成形的步骤 将毛料放入两夹头内并夹紧预拉，预拉夹紧毛料 将预拉的毛料沿弯曲模弯曲。毛料的弯曲 补加拉力使其贴模。补拉成形。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺拉弯的设备：转台式拉弯机模块模块4 汽车钣金机械制作工艺转臂式拉弯机模块模块4 汽车钣金机械制作工艺XL一6型材拉弯机模块模块4 汽车钣金机械制作工艺拉弯的工艺：1）一次拉弯 一次拉弯的工艺为：下料淬火在淬火后材料时效期内预拉0.7%1%保持拉力不变，将型材毛料弯曲至贴合模具外形补拉1.5%3检
9、验。2）两次拉弯当零件相对弯曲半径小，弯曲角度大，一次拉弯效果差时，可将拉弯分两步进行，即先用退火料预拉和弯曲，但不补拉，然后将毛料淬火，在新淬火状态下，再将毛料弯曲至完全贴模，完成补拉。两次拉弯工艺为：下料退火料预拉0.2%1不变预拉力绕拉弯模弯曲淬火在新淬火状态下弯至贴模后进行补拉1 53修整检验。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺3）操作步骤 熟悉工艺、模具及相关依据。安装调整模具。进行机床空拉及运转。将毛料夹入夹头中。按规定的工艺及压力进行拉弯。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4.2 压延成形压延成形了解压延成形的原理及过程学会压延系数及压延次数的确定压延力和压边力及压延件展开和尺寸计算
10、学会压延模的安装与调整学习目标学习目标模块模块4 汽车钣金机械制作工艺1、压延原理与变形过程压延也称为拉深、拉延成形，是指利用模具对金属板料施力，使其成为立体空心零件的压制工艺方法。压延成形零件压延成形零件模块模块4 汽车钣金机械制作工艺压延成形原理可见圆桶形制件，在拉深过程中塑性变形只发生在桶壁部分，而且其变形程度由底部向上逐渐增大，在圆桶顶部的变形最大，该处材料在切向受到最大的压缩，径向受到最大的拉伸。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺2、压延系数及压延次数的确定压延过程的变形特点，是将毛料的大断面面积变为小断面面积的开口空心件。因此，压延系数即指每次压延后的断面积与压延前的断面积之比。模块
11、模块4 汽车钣金机械制作工艺2.1 压延力和压边力的计算（1）压延力的计算压延力是工件压延时需要加在凸模上的总压力，是选择压力机的主要依据。压延力包括压延时作用在工件上的压延力和有压边圈时压边力的之和。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺（2）压边力的计算在压延过程中，工件在压延变形的凸缘部分压力的作用下，很可能由于失稳而发生起皱现象，致使零件出现废品或损坏模具。为了防止这种现象的发生，在生产多采用压边圈的形式来解决。在压边圈上施加的作用力，称为压边力。计算压边力的经验公式为模块模块4 汽车钣金机械制作工艺表中q值取决于材料的力学性能、压延系数、相对厚度、压延件的形状等因素。压延容易时取小值，压延
12、困难时取大值。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺3、压延件展开尺寸的计算压延件毛料尺寸的计算常采用等面积法进行，即毛料的面积等于零件的面积，且毛料的形状应与零件的横截面积形状相似。将筒形件分为三个简单的几何体，分别求面积，相加之和等于该筒形体毛料面积。筒形零件的表面积：模块模块4 汽车钣金机械制作工艺模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4、压延模的安装与调整压延模根据所使用的压力机不同，可以分为单动压力机用压延模和双动压力机用压延模；根据压延工序顺序的不同，可以分为首次压延模和再次压延模；按模具构造的不同，可以分为简单模和复合模等。（1）压延模的结构1)无压边圈的首次压延模当凸缘不会起皱时，不需采用
13、压边圈。无压边圈的简单压延模如图模块模块4 汽车钣金机械制作工艺2）有压边圈的首次压延模有压边圈的首次压延模，弹簧压边圈在上模上，工作时压边圈随凸模一起下降。当压边圈与毛料接触后，凸模继续下降，压边圈则在弹簧的作用下压紧毛料。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺3)再次压延模毛料经过首次压延，己经成为半成品，在以后的各次压延中，凹模结构应有相应的改变，以便于半成品定位。有压边圈的再次压延模，压边圈状在下模上，半成品依靠压边圈的外径定位。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4)复合压延模落料复合压延模，压延凸模及落料凹模在下模上，上模上的落料凸模同时又是压延凹模，在一次冲压行程中，同时完成压延成形和落料
14、。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4.3 落压落压成形成形落压成形是一种综合性的成形方法，是将平板毛料放在落压模上，靠落锤的锤头带动固定于其上的落压模，锤击成一定形状零件的工艺方法。1、落压成形的原理落压成形的原理如图所示，毛料放在下模上，落锤的锤头带动着固定在其上的上模高速落下，锤击毛料，使其沿下模的型腔滑动并产生塑性变形，一直到毛料符合模具的型腔为止，从而获得所需要的零件。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺2、落压成形的特点落压成形与其他成形方法相比较，有以下特点：（1）成形机动、灵活落压成形是一种综合性的半机械化的成形方法，在成形过程可视具体情况，机动、灵活地随时穿插平皱、垫橡皮、收边和放
15、边等工作。(2)成形速度高落压成形是高速度的成形。落下部分重量大(0.8t 5t)，锤击速度高达5m/s，能获得足够的变形和冲击力，而且变形速度与变形程度可以有人工灵活掌握，锤击可轻可重，可深可浅。(3)成形复杂零件能成形其他方法难以成形的零件。如几何形状复杂、尺寸较大的双曲度零件，均可以采用落压成形。(4)成形成本低模具简单，制造方便，加工容易，所以成本较低。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺3、落压成形的设备落压成形所用的设备是落锤，辅助设备有点击锤、收缩机、振动剪等。落锤基本都是单气缸压缩空气式。空气式落锤的构造模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4、落压模落压模的种类按加工模具的材料不同分为
16、铅锌落压模（简称铅锌模）、环氧塑料落压模和聚氨醋橡胶落压模三种。最常用的是铅锌模。铅锌模的上模由铅合金制成。它的密度大，硬度低，锤出的零件效果好，不易造成零件表面划伤。下模由锌合金制成，它的强度大、硬度高、能满足批量生产的要求。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺5、落压工艺1）拉伸成形拉伸成形的下模为凹模，工作面的形状与零件的外形相符2）压缩成形压缩成形的下模为凸模，工作面的形状与零件的内形相符3）混合成形混合成形的落压模，其下模凹凸部分都有压缩成形混合成形模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4.4 其它其它成形成形1、胀形胀形是将直径较小的筒体或锥形毛料，利用压力由内向外膨胀的方法。成形为直径较大
17、的或有曲形母线的旋转体。胀形用的毛坯主要由板料滚弯焊接而成，个别情况下则用底的杯形压延件。液压胀形机械胀形模块模块4 汽车钣金机械制作工艺2、爆炸成形利用炸药爆炸时所产生的高能冲击波，通过不同介质（空气或水）使毛料产生塑性变形的加工方法称为爆炸成形。爆炸成形可以完成的工序有：弯曲、压延、胀形、压印、收自、扩口、校正及冲裁等，其中以胀形和矫正的效果较好，不必手工矫正。（1）爆炸成形的特点l）不需要大型设备，模具简单，准备期短。2）零件尺寸不受成形力的限制。因此对大尺寸和大厚度的零件最为适宜。3)适用于某些成形困难的新材料。4)上、下模协调困难的复杂形状零件，可仅制一个凹模，采用爆炸成形。（2）爆
18、炸成形形式爆炸成形有开式和闭式两种形式。实际生产上以开式为主。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺典型开式成形的爆炸装置水筒常用l0mm 30mm厚的钢板制成，其直径决定于成形工件的尺寸。水筒高度应大于火药距R与装药至水面高度H之和。H不能过小，过小会影响爆炸效率，通常取HR。由于零件的形状和大小不同，其水筒的形状也应不同，也可不用水筒。而对于大型或厚度较大的零件成形时，可采用临时水筒一次成形。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺3、旋压成形旋压是将板料或半成品土件，利用旋压机或车床的旋转，以赶棒逐渐使板料变形与心模贴合的加工方法。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺旋压成形的特点如下(1)旋压与压延不同
19、。旋压时板料与赶棒间是点接触，使板料由点到线，由线到面逐渐紧贴心模成形。旋压时变形有两种：一种是赶棒直接接触的材料产生局部变形；另一种是板料沿着赶棒的加压方向倒伏。因此，旋压工件有时会起皱或破裂。(2)旋压工具简单，可在普通车床上进行。心模可采用木质、铝、铸铁和钢来制造。(3)旋压后工件材料晶格紧密细化。(4)旋压后工件精度高、粗糙度较低。(5)虽工作效率较低，但能加工其他方法难以加工的零件。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺4、电水成形电水成形是指电路中的高压电流使电极周围的介质形成极强的冲击波，从而使板料贴模成形的加工方法。电水成形的基本过程电水成形适用于板料、管材的拉深、胀形、校形、冲孔等工序，具有成形过程稳定、操作方便、内部能量容易调整、控制简单等优点。模块模块4 汽车钣金机械制作工艺
