淺談汽車沖壓工藝流程

陳柏良

摘要：一輛汽車包含了大大小小的無數(shù)零件，這些無數(shù)的汽車零件是怎么被創(chuàng)造出來的呢，本文簡要闡述汽車沖壓工藝特點及工藝流程。

關鍵詞：汽車；制造；沖壓

汽車制造的四大工藝包括沖壓、焊裝、涂裝、裝配。本文主要談談汽車的汽車沖壓工藝技術。

一、汽車沖壓工藝

沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。說到?jīng)_壓，就先說說其主要用到的設備沖壓機和模具還有一些其他的運輸設備。在沖壓車間中這兩個設備最值錢，現(xiàn)在要投資一條沖壓生產(chǎn)線至少上億了。沖壓機是通過電動機驅(qū)動飛輪，并通過離合器，傳動齒輪帶動曲柄連桿機構使滑塊上下運動，帶動拉伸模具對鋼板成型。沖壓機械壓力機是汽車制造四大工藝中沖壓工藝最主要、最常用的設備之一。它主要是依靠壓力機的壓下能量作功于模具中的鋼板，使之成形，變成汽車車身的殼體。

二、汽車沖壓模具

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。汽車工業(yè)，在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具2000套左右，其中大中型覆蓋件模具近300套。模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種發(fā)展和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術水平。

目前，模具已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。將模具結構草圖作為有力基礎，繪制總裝配圖。裝配圖中，零件之間關系應清晰明了，相關剖面圖、投影圖等應得到呈現(xiàn)，畫出工件圖，注明相關要求，填寫零件明細。模具工作零件在制作環(huán)節(jié)有一定的標準，在計算、定位、壓料、緊固等方面都應依規(guī)范行事。若壁厚沖頭較小且長、凹模偏薄，應強化校核，確定凹模的尺寸、結構，進行設計，依照周界模架的選用，以確保模具的閉合高度、大小、壓力適應于相關設備，并畫出模具結構的相關草圖。為滿足自動化沖壓生產(chǎn)線的需要，國內(nèi)知名壓力機生產(chǎn)企業(yè)進行了高性能單機連線壓力機的研制生產(chǎn)。先后研制了具有大噸位、大行程、大臺面，以及大噸位氣墊、機械手自動上下料系統(tǒng)、全自動換模系統(tǒng)和功能完善的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)速度快、精度高的沖壓設備。

結合沖壓力需求、模具閉合高度及結構、零件特質(zhì)、沖壓工序特質(zhì)，以現(xiàn)有設備的考慮為基礎，將設備的選擇與模具設計工作建立關系，確定設備所需數(shù)量，選擇設備類型。若設備不大，沖壓力的計算結果偏小，但是模具尺寸較大，則可選擇偏大的設備，是模具的尺寸及結構適應于設備的閉合高度及漏料孔大小。對模具的設計則需注意三個方面：一是要使沖模平衡，則需使模柄軸線發(fā)揮作用，將沖模壓力中心重合于壓力機滑塊中心線，防止非常規(guī)磨損；二是對拉深模具，需計算拉深功，校核電機功率；三是在彎曲以及拉深工序中，工程偏大，為了使取出工件以及防止毛坯更便捷，需校核壓力機行程，保證行程在特定范圍。

三、沖壓車間作業(yè)流程

汽車制造中有60%-70%的金屬零部件需經(jīng)塑性加工成形，沖壓加工是完成金屬塑性成形的一種重要手段，它是最基本、最傳統(tǒng)、最重要的金屬加工方法之一。車身上的各種覆蓋件、車內(nèi)支撐件、結構加強件，還有大量的汽車零部件，如發(fā)動機的排氣彎管及消聲器、空心凸輪軸、油底殼、發(fā)動機支架、框架結構件、橫縱梁等等，都是經(jīng)沖壓成形技術。正向精密、多功能、高效節(jié)能、安全清潔的生產(chǎn)方向發(fā)展，沖壓工件的制造工藝水平及質(zhì)量，在較大程度上對汽車制造質(zhì)量和成本有直接的影響。

沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術。板料，模具和設備是沖壓加工的三要素。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。

沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。首先將采購來的鋼板送到?jīng)_壓生產(chǎn)線通過清洗機清洗，接著由機械臂進行搬運到下一站也就是沖壓的第一站進行成型，然后送到下一站進行剪邊，緊接著沖孔，再折邊，前面這些作業(yè)都是自動化完成的，最后收料是由人工來做，因為要對沖壓鈑金件進行質(zhì)檢和裝載。沖壓件工藝過程主要包括四個過程：

1.基本沖壓工序。翻邊、落料、剪裁、沖孔等工序在沖壓工序中較為普遍。每道工序均存在各自的特性，差異具有顯著性。對于平板件中的型孔而言，主要工序有剪切、落料、沖孔，而開口筒形件應包括拉深工序。對特定零件，則需進行相關計算，并分析，以將工序性質(zhì)確定。如油封外夾圈以及內(nèi)夾圈沖壓件，兩者在外徑以及直邊高度方面具有差異性，計算并分析后，外夾圈沖壓工序為翻邊、拉深、落料、沖孔，內(nèi)夾圈則除去拉深工序即可。

2.確定沖壓次數(shù)。沖壓次數(shù)主要指對同一工序的重復次數(shù)。如拉深工序，則可通過對材料的形狀、特質(zhì)等進行計算，將拉深次數(shù)確定下來；翻邊工序，則可通過計算材料的變形程度、尺寸等以確定工序次數(shù)。為適當減少工序次數(shù)，發(fā)揮材料塑性特征，應在結合工序質(zhì)量的基礎上將工序順序進行更為合理的安排。

3.工序組合。沖壓件的制造可以衍生出多道工序，因此在設定工藝方案時，應注重工序的組合，可單個工序也可多道組合。沖壓件在精度、尺寸、生產(chǎn)批量等方面的因素，關系到模具的選擇。若生產(chǎn)具有大批量性質(zhì)，則應將沖壓工序組合實施，選擇復合模或連續(xù)模沖壓；而小批量生產(chǎn)則應選簡便工序模。若沖壓件出現(xiàn)尺寸過小，采用單工序會降低生產(chǎn)率，且不具方便性，所以應選擇復合模或連續(xù)模的沖壓。

4.各工序工藝方案的設計。沖壓工序方面工藝方案的設計應以總體零件工藝方案為基礎，確定特定工序的加工方式，工藝參數(shù)在工序中的確定，在沖壓工序中，以其成形極限作為主要根據(jù)，對必要的工藝進行計算，如彎曲件的半徑、翻邊的高度等；確定毛坯形狀、大小以及合適的下料方式，計算材料的利用率，確定工序成形力，將工序需消耗的時間、材料等確定在一定范圍內(nèi)，通過相關計算，繪出各道工序的工件圖。

參考文獻：

【1】陳曉剛.模具沖壓工藝在汽車模具中的應用分析-《科技經(jīng)濟導刊》2016.