1、1車身結構：1.1車身分類：一般來講，比較明確而又合理的分類形式是從結構和設計觀點出發(fā)，按車身承載型式來分，可將車身分為：非承載式、半承載式和承載式三大類：1. 非承載式（有車架式）一般，貨車（除微型貨車）、大客車、專用汽車及大部分高級轎車上都裝有單獨的車架，車身上的載荷主要由車架來承擔，但車身仍在一定程度上承受由車架彎曲和扭轉變形所引起的載荷。2. 半承載式半承載式是一種過度型的結構，車身下部仍保留有車架，不過它的強度和剛度要低于非承載式的車架，一般將它稱之為底架。它之所以被命名為半承載式是出于以下考慮：讓車身也分擔部分載荷，以此來減輕車架的自重力。這種結構型式主要體現(xiàn)在大客車上。3. 承載

2、式（無車架式）承載式車身無車架，車身的強度和剛度通常主要由車身下部來予以保證，一般中低檔轎車車身屬于承載式車身。以S11車身為例，如下圖所示：（少圖）其前端由兩根前縱梁、前圍板，輪罩形成一剛性較強的框架；車身中部、后部由左、右側圍（包括頂梁、門檻梁、A柱、B柱、C柱等）和地板、頂蓋及后備門框等構成的盒形結構 隨著立體交叉道路和高速公路的普及，轎車車速不斷增高，在轎車輕量化的同時，還必須從保護乘員人身安全的角度出發(fā)來仔細研究車身的結構設計。一般車身結構分為剛性結構和彈性結構，如果在車身前部和后部均為彈性結構而中部為剛性結構的情況下，就能確保乘員安全。所以，在車身開發(fā)的前期階段，CAE分析尤為重要

3、。1.2車身結構：車身總體尺寸和形狀以及承載的結構型式確定后，即可著手進行細致的結構分析與設計。設計車體結構大致按以下步驟進行：1） 確定整個車體應由哪些主要的和次要的構件組成，使其成為一個連續(xù)的完整的受力系統(tǒng)；確定主要桿件采取怎樣的截面型式閉式的或開式的。2） 確定如何構成這樣的截面，截面與其他部件的配合關系，密封或外形的要求，殼體上內外裝飾板或壓條的固定方法以及組成截面的各部分的制造方法及其裝配方法等。3） 對各個截面的初步方案制定以后，可以繪制由一個截面過渡到另一個截面的草圖，桿件連接結構草圖以及與此同時所形成的外覆蓋件（殼體、蒙皮）草圖。4） 將車體分成幾個分總成，例如S11可以分為四

4、門兩蓋、底板、發(fā)動機艙、側圍、頂蓋、后圍等；按分總成著手劃分殼體進行分快，并在主要的大型沖壓件間的接縫處劃線和注明連接型式，以便與制造部門進行商榷。5） 同時進行應力分析計算。6） 進行詳細的主圖板設計，并畫出零件圖。車身骨架設計應滿足車身剛度和強度的要求。剛度不足，將會引起車身的門框、窗框、發(fā)動機艙口及行李箱口的變形，車門卡死；低剛度必然伴有低的固有振動頻率，易發(fā)生結構共振和聲響，并削弱結構接頭的連接強度；此外，還會影響安裝在底架上底總成底相對位置。而強度不夠則將引起構件出現(xiàn)裂紋和疲勞斷裂。在進行上述具體設計前，首先要了解對車身結構設計的要求以及如何實現(xiàn)這些要求，在技術還是不太成熟時期可以借

5、鑒別的車型上的積累的經驗，下面以S11為例分段介紹。一：桿件的設計：在設計車身時，都要認真考慮桿件的設置。骨架桿件可分為三類：1） 功能所要求設置的，如門柱（A、B、C）柱、窗柱、門檻、門框上橫梁等、2） 加強用的，如懸置處設置的加強板，門、蓋鉸鏈處的加強板，鎖扣處的加強板等。3） 為安裝附件而設置的非承載件，如頂蓋上為安裝天窗而設置的框架等。顯然，1）、2）類是車身的主要承載件，應有足夠的剛度和強度，并構成一個連續(xù)完整的受力系統(tǒng)。S11車身為承載式轎車車身，其骨架見下圖（車門后面介紹），車體骨架結構分為車身下部總成1、側圍總成2及頂蓋部分3等。7516324如圖S11車身骨架圖1車身骨架下部

6、總成 2側圍總成 3頂蓋部分4發(fā)動機艙總成 5前底板總成 6后底板總成 7后圍板總成車體的縱向受力元件為前、后縱梁（在發(fā)動機艙及后底板總成里）、門檻（側圍總成及底板總成里）、側圍上部等，縱向受力元件是前擋板（發(fā)動機艙內）、前后底板橫梁、頂蓋橫梁、后圍板等。車身下部總成又可分為發(fā)動機艙、前、后底板、后圍板等四塊，其中發(fā)動機艙主要由前縱梁、前圍板、輪罩等組成，這部分承受比較大的集中力，如發(fā)動機、散熱器、發(fā)動機罩及前減震器的支撐反力等，而底板部分主要承受分散在底板上的力，如車體自身重力、乘客重力、車門重力等；以及承受油箱、備胎和行李的集中重力等，因此，車體結構中易出現(xiàn)載荷分配不均衡和剛度不適應載荷要

7、求的情況，這將影響系統(tǒng)的總變形。現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是擴大車身光照部分的總面積，所以必然要減小腰線以上支柱的截面；考慮到提高空氣動力性能的要求，前風窗支柱后傾角更大了；因此，為加強支柱，出來采用閉口截面外，在風窗支柱和車體前圍側板之間采用了上面與風擋柱連接，下面與側板連接的加強板；此外，還必須通過儀表板支架和風窗上橫梁加強左右支柱的橫向連接，S11正是這一點的體現(xiàn)。二：桿件截面形狀與剛度的關系：薄壁桿件的截面形狀對其截面特性有很大影響，與剛度有關的截面特性是彎曲慣性矩I，扭轉慣性矩Jk等。薄壁桿件的截面形狀可分為閉口和開口兩類，他們的截面特性有較大差別。例如，對于閉口截面，扭轉慣性矩Jk4As

8、15;As×t/s，式中As為板料厚度中線所圍成的面積、可見，中線周長s一定，材料厚度t一定，抗扭慣性Jk與As的平方成正比，而截面形狀無獨立意義，所圍面積大小則很重要。圓形截面對抗扭最有利。矩形截面中，正方形抗扭能力最高，當矩形兩邊之比h/b>2式,扭轉剛度明顯下降。下表為材料面積A相等（周邊的長度s和料厚t均相等）而形狀不同的截面特性的比較示例。表中分別表示對主慣性軸y的抗彎慣性矩和抗彎斷面系數，Wk為抗扭斷面系數。截面形狀截面尺寸/cmAJkIyWyWkh=12.8b=4.8t-0.410.0044110.0043h=6.4b=4.8t-0.410.590.690.733

9、0.768h=7.13t-0.4110.6910.6561注:表中各截面參數的數值是歸一化后的數值,即分別以三種截面的最大值為1可見,在材料面積A和壁厚t保持不變的情況下,閉口截面的抗彎性能稍次于開口截面，但閉口截面的扭轉慣性矩要比開口截面大多了。因此，從提高整個車身和構件的扭轉剛度出發(fā)，宜多采用閉口截面，但是還需要考慮構件截面的其他因數，如結構功能、配合關系以及制造工藝等等，因此，實際車身骨架構件的截面形狀往往是比較復雜的。以S11側圍為例截面形式如下： S11為承載式轎車車身骨架截面示例；為了提高扭轉剛度，幾乎都采用閉口截面。當對車身骨架初步設計方案進行有限元分析后，可根據計算得到的內力分

10、布情況，適當調整構件的截面形狀和尺寸。三：骨架結構中的應力集中：當受力桿件的截面發(fā)生突變時，就會由于剛度突變引起截面變化處應力集中。在經常承受交應變應力的汽車車身上，應力集中可能誘發(fā)進展性裂縫，導致疲勞損壞，甚至斷裂。這是車身結構損壞的重要原因之一。因此，在結構設計時要避免截面急劇變化，特別是要注意加強板和接頭的設計。S11就曾出現(xiàn)此類問題，如圖所示為S11的后底板后橫梁橫臂板，在應力集中區(qū)由于設計了過渡臺階面且翻邊正好到臺階面處，導致此處應力集中在路試過程中疲勞損壞直致斷裂，應力集中區(qū)因此在后來的設計更改中更成下圖，在應力集中于減緩臺階面加長翻邊距離且加寬件的截面寬度等等，避免產生應力集中使

11、應力均勻寫，在車身上又很多受有集中力需要使用加強板的部位，如固定車門鉸鏈的地方、懸掛操縱踏板處等。但是應合理設計加強板的大小和厚度。加強板太小，則不足以將集中載荷通過加強板分散到較大的面積上；加強板太大，則會增加質量，一般加強板的厚度比加強件的板料為厚，但厚度不宜相差懸殊，否則，不僅咱加強板邊緣由于剛度突變會引起集中而出現(xiàn)裂紋，而且對焊接強度也是不利的。如S11安裝前門鉸鏈部分外板為0.75mm 安裝板為0.9mm，加強板為1.5mm在設計車身時，承載桿件上需要開一些孔洞，以便安裝各種導線、管路和機構等。顯然，由于這些孔洞將產生應力集中，應盡可能將孔位選在應力較小的部位。此外，開一個大孔比開數

12、個小孔應力集中更嚴重。在設計S11車身初期，犯了一個較為嚴重的錯誤，只是借鑒別的車的現(xiàn)有的經驗，未對車身骨架設計方案進行有限元分析，所以有部分車身件在路試過程中出現(xiàn)問題，如左懸置支架的斷力，上面所說的后底板后橫梁橫臂板斷裂等。所以在對車身骨架設計方案進行有限元分析后，能得到內力分布情況，適當調整構件的截面形狀和尺寸。四：門、及蓋的說明2 斷面圖：（可以在門、蓋里說明）重要性：車身斷面圖是車身設計人員不可缺少的必修課，從斷面圖可以很清晰的反映車身各個部分的結構，件與件之間的搭接關系，怎樣才能準確的畫出車身斷面圖（仔細的觀察車身結構及多練，熟能生巧），哪幾部分的斷面圖是重要的（四門兩蓋壓合邊，四門

13、與側圍，兩蓋與頂蓋、側圍等等，其實車身各個部分的斷面圖都是很重要的）， 3. S11沖壓用材料3.1沖壓材料的主要力學性能指標 （一） 屈服強度屈服強度小，材料易于變形，當壓縮變形時，不易起皺，對彎曲變形，會彈性小，即貼模性和定型性好。（二） 屈強比屈強比越小，即材料易于塑性變形而不易拉裂。（三） 伸長率伸長率表示板料產生均勻變形的或穩(wěn)定的塑性能力，直接決定伸長類變形中的沖壓成型能力。伸長率是影響翻孔或擴孔成型性能最主要的參數。（四） 應變強化指數nn值越高，表示鋼材在成型加工過程中高變形區(qū)強度較高，變形較易傳播到領近的低變形區(qū)，從而應變分布較為均勻，減少局部變形集中的現(xiàn)象。n值對于拉脹成形尤

14、為重要。（五） 塑性應變比r值由于冷軋鋼板各方項性能不同，r值代表鋼板拉伸時，寬度方向和厚度方向應變比值。R越大，表示材料越不易在厚度方向發(fā)展變形，深沖性能越好。除了以上幾種主要的力學性能，常見的還有杯突值（IE）和烘烤硬化值(BH)。杯突值用于評價板料的拉脹形能。杯突值越大，拉脹形能越好。烘烤硬化值是指試樣進行拉深后170溫度下保持20分鐘時屈服強度的上升量，是烘烤硬化鋼的主要性能之一。3.2 S11沖壓件用的材料（六） 深沖鋼板,又稱深沖級普通強度冷軋鋼，包括ST12,ST13,ST14（ST1405,ST14F,ST14HF）。ST12又稱鋁鎮(zhèn)靜鋼，具有一定的強度和好的塑性。用于汽車水箱

15、外殼等一般成形加工。ST13和ST14又稱特殊鎮(zhèn)靜鋼，即非時效鋼。這種鋼與ST12相比較，沖壓成形后，零件表面不產生滑移線，即沖壓件表面質量較好。ST13常用于汽車門窗等沖壓成形的加工。ST14常用于汽車油箱等深沖壓成形加工,ST1405中05表示鋼的表面質量較好，沒有劃痕等缺陷，而ST14(F/HF),F表示復雜拉延級，HF 表示很復雜拉延級。（七） 高強度鋼板，又稱深沖級含磷高強度超低碳鎮(zhèn)靜鋼，包括B170P1和B210P1。由于該鋼板中加入磷，由于磷具有很強的強化能力，約是硅的7倍，錳的10倍，所以要獲得同等強度，只需加入少量的磷即可，同時還避免由于加入大量的硅與錳而帶來塑性和延伸率的降

16、低。另一方面，該鋼中的碳含量很低，提高了鋼的塑性和延伸率。所以該類鋼具有良好的沖壓性能和高的強度以及具有烘烤硬化性能。 （八） 超深沖鋼板，又稱超深沖高強度超低碳IF鋼，指ST16,ST1605。由于該鋼中加入了強碳，氮化活物，固定了鋼中的碳氮原子, 故該鋼又稱無間隙原子鋼。該鋼具有非常好的沖壓性能以及具有好的烘烤硬化性能。（九） 烘烤硬化板，又稱超低碳烘烤硬化鋼，指B140H1,B180H1。該鋼在冷軋退火時，碳氮原子以間隙固溶存在，當預變形后高溫時效處理時，碳氮原子向位錯處聚集釘扎，提高了材料的屈服強度。故該類鋼具有良好烘烤硬化性能。鋼板在沖壓成形前既有較低的屈服強度，經拉深變形或沖壓成形

17、后，并進行涂漆烘烤，屈服強度得到一定的提高，即抗凹性能得到提高。（十） 酸洗鋼板，包括SPHC,SPHE,SAPH370。該類鋼具有生產流程短，成本低，以及較高的強度和較好的延伸率，用于制造汽車車架，車輪等零件。公司允許材料,一下代用材料：BLC 低屈服點冷連軋鋼帶屈服點低，沖壓可塑性區(qū)域廣，形狀穩(wěn)定性好。BLD 抗時效性低屈服點冷連軋鋼帶沖壓性能較BLC更好，且不易產生滑移線。BUSD BUFD 非時效性超深沖冷連軋鋼帶優(yōu)良的沖壓成形性能，可減少沖壓道次。3.3 材料的力學性能 鋼類鋼號屈服強度(MPa)抗拉強度(MPa)延伸率(%)rnBH（MPa）深沖鋼板ST12280270-41028

18、ST13240270-37034ST14210270-35038超深沖鋼板ST16190270-350411.80.22高強度鋼板B170P1170-26034036-401.4B210P1210-31039032-36 1.4烘烤硬化板B140H1140-23027041-451.130B180H1180-28034035-391.1酸洗鋼板SPHC27027-31SPHE27031-41SAPH37022537032-37沖壓用冷連軋鋼帶.BLC140-26027036-41BLD110-23027039-44R901.2R900.19BUSD110-21026041-461.40.26B

19、UFD100-19025043-481.60.213.4 材料在S11材料中的應用 鋼類鋼號應用深沖鋼板ST12小加強板，左右后安全帶下支點加強板，前擋板橫梁中間加強板，前擋板橫梁左加強板，前圍上橫梁左/右支撐板，左/右底梁前支撐板，后門所安裝板本體，副儀表板后安裝支架，后座椅安裝板，左右前懸控制臂座后支架，前擋板安全板本體，儀表臺左/右上安裝支架 ，暖風器左/右下安裝支架 ，保險絲盒安裝支架，側圍緩沖器安裝板，左右后門玻璃前導軌連接板，高尾剎車燈安裝板，儀表板左/右下安裝板支架，洗滌液罐前支架，左/右后安全帶下支點安裝板，左右后縱梁內加強板，油箱前安裝支架，發(fā)動罩支桿支架，左/右后縱梁外側支

20、架，轉向柱固定支架安裝板，輪罩護板安裝支架，排氣管掉臂支架，左右側固定扶手加強板，前門玻璃后導軌連接板，左/右后門玻璃前導軌連接板，后底板中間橫梁托板，左右前縱梁后下底板加強板，手制動固定支架，左右前懸控制臂座前支架，電瓶前安裝支架、電瓶后安裝支架、空濾器安裝支架、雨刮器電機安裝板本體、左右前門鎖加強板、后背門緩沖器安裝板、雨刮器電機安裝板、左右前縱梁后下底板前支撐板、左右前縱梁后下底板后支撐板、懸置安裝帽、左右前下支板本體、左右前門上鉸鏈安裝板、油箱前安裝支架加強板、后縱梁前下支板加強板、油箱右安裝支架、前圍上橫梁左加強板、左右后門上鉸鏈安裝板、左右翼子板安裝支架、左右B柱鉸鏈安裝板、左右前

21、縱梁后下板、左右前座椅安全帶加強板、后底板中橫梁安全帶固定板、前圍上橫梁右加強板、后端板本體、發(fā)動機懸置左右支架、發(fā)動機后懸置左支架加強板、左右前減振器座上加強板、左右前減振器座下加強板、右前縱梁加強板螺母板、雨刮臂安裝加強板、左右前門上鉸鏈安裝板、左右前門下鉸鏈安裝板、左右后門上鉸鏈安裝板、左右后門下鉸鏈安裝板、后背門鎖安裝板、后背門鉸鏈左右安裝板、保險絲盒前支架, 換擋手柄固定座，左右后流水槽下部本體，后門欄外板加強板，螺母盒，油箱口蓋板本體，油箱口蓋加強板本體，油箱口蓋鎖扣 ，油箱口蓋連接板本體，左右后縱梁端板ST13前圍上橫梁下蓋板本體，后頂橫梁加強板，左右前門外板窗框加強板，中頂橫梁

22、，后頂橫梁，左右后流水槽上部本體，左右后門外板窗框加強板，后底板前橫梁本體，后底板中橫梁本體，后底板后橫梁本體，左/右后視鏡外安裝板，前拖溝板本體，鎖板安裝板，水箱上橫梁左/右加強板,左右前門窗框后加強板，左右前支撐板，左/右后視鏡內安裝板，左/右后門玻璃后導軌上安裝板，儀表臺橫梁左右安裝板，前擋板橫梁，左右門鎖加強板，冷卻液罐安裝支架，左右后梁加強板前部本體，轉向機安裝加強板，左/右前縱梁加強板 ，散熱器左/右安裝支架 ，前橫梁左/右安裝板本體，后拖鉤安裝板-ST1405左右/翼子板，左/右后門外板，左/右前門外板，后背門外板HF前風擋橫梁本體，后背門內板，后底板本體，前底板本體，前后側圍內

23、板后部本體，前座椅安裝板，左/右后縱梁吊掛加強板，左/右后縱梁本體，前座椅后內支座，左/右前輪罩內板，左右前門鉸鏈加強板，碳罐加強板，左/右前縱梁后底加強板, 換擋手柄固定座(允許代用ST12)超深沖鋼板ST16左/右側圍外板（ST1605）,發(fā)動機罩內板，左/右后門內板，左/右前門內板，加油口盒，左/右尾燈安裝板，前后椅外支座，轉向機左/右安裝支架，左右B柱加強板高強度鋼板B170P1前頂橫梁、前擋板本體、后門欄外板本體、左右前輪罩外板、左右輪罩內板、左右大燈內安裝支架、左右底梁加強板候補本體、左右前門內板窗框加強板、左右后內板窗框加強板、左右A柱加強板本體、左右C柱加強板、左右前輪罩外加強

24、板、前座椅橫梁本體、左右前豎板本體、水箱上橫梁本體、左右前縱梁本體1、左右前縱梁本體11B210P1左右A柱內板、左右A柱加強板、左右前底版連接板、備胎安裝支架本體、蒸發(fā)器安裝支架、后門欄上內板本體、水箱上橫梁右下支架、左右前輪罩后下支板、左右側上梁內板加強板、排氣管吊架、前擋板左右外加強板、前擋板左右內支板、儀表板下安裝支板、保險杠左右安裝板支架、水箱上橫梁左下支架、前擋板下加強板、前底版后支板、儀表板固定座固定板、左右大燈外安裝板支架、左右后座椅上支架、左右安全帶安裝板、底梁支撐板、左右前輪罩前支板、左右前輪罩后下支板、動力轉向液罐固定支架、左右輪罩加強板、暖風氣上安裝支架、左右前大燈上安

25、裝支架、左右C柱加強板支架、左右安全帶上支點加強板、左右尾燈室內支板、踏腳板上安裝支架、踏腳板下安裝支架、前保險杠中支撐板、前保險杠支撐板、前保險杠橫梁加強板、前保險杠本體、后底板后橫梁橫臂板、后底板后橫梁直臂板烘烤硬化板B140H1B180H1發(fā)動機罩外板，頂蓋酸洗鋼板SPHC前座椅后內支座安裝板、前座椅后外支座安裝板、手制動后安裝板、后座椅固定支架、中橫梁排氣管吊臂板、排氣管吊臂板、前橫梁左右安裝板加強板、后縱梁排氣管吊臂板、后底板后橫梁加強板、左右前剎車管安裝支架、左右后剎車管安裝支架、左右千斤頂加強板、換擋拉線安裝支架、后縱梁前下支板前加強板、發(fā)動機艙內橫梁安裝左右支架、左右鉸鏈安裝板

26、、拖車支架、螺紋板SPHE懸置安裝座、左右前懸置控制臂座、前橫梁左右安裝板本體、發(fā)動機后懸置支座外板、左懸置支座內板SAPH370沖壓用冷連軋鋼帶.BLC（允許代用ST12）小加強板，左右后安全帶下支點加強板，前擋板橫梁中間加強板，前擋板橫梁左加強板，前圍上橫梁左/右支撐板，左/右底梁前支撐板，后門所安裝板本體，副儀表板后安裝支架，后座椅安裝板，左右前懸控制臂座后支架，前擋板安全板本體，儀表臺左/右上安裝支架 ，暖風器左/右下安裝支架 ，保險絲盒安裝支架，側圍緩沖器安裝板，左右后門玻璃前導軌連接板，高尾剎車燈安裝板，儀表板左/右下安裝板支架，洗滌液罐前支架，左/右后安全帶下支點安裝板，左右后縱

27、梁內加強板，油箱前安裝支架，發(fā)動罩支桿支架，左/右后縱梁外側支架，轉向柱固定支架安裝板，輪罩護板安裝支架，排氣管掉臂支架，左右側固定扶手加強板，前門玻璃后導軌連接板，左/右后門玻璃前導軌連接板，后底板中間橫梁托板，左右前縱梁后下底板加強板，手制動固定支架，左右前懸控制臂座前支架，電瓶前安裝支架、電瓶后安裝支架、空濾器安裝支架、雨刮器電機安裝板本體、左右前門鎖加強板、后背門緩沖器安裝板、雨刮器電機安裝板、左右前縱梁后下底板前支撐板、左右前縱梁后下底板后支撐板、懸置安裝帽、左右前下支板本體、左右前門上鉸鏈安裝板、油箱前安裝支架加強板、后縱梁前下支板加強板、油箱右安裝支架、前圍上橫梁左加強板、左右后

28、門上鉸鏈安裝板、左右翼子板安裝支架、左右B柱鉸鏈安裝板、左右前縱梁后下板、左右前座椅安全帶加強板、后底板中橫梁安全帶固定板、前圍上橫梁右加強板、后端板本體、發(fā)動機懸置左右支架、發(fā)動機后懸置左支架加強板、左右前減振器座上加強板、左右前減振器座下加強板、右前縱梁加強板螺母板、雨刮臂安裝加強板、左右前門上鉸鏈安裝板、左右前門下鉸鏈安裝板、左右后門上鉸鏈安裝板、左右后門下鉸鏈安裝板、后背門鎖安裝板、后背門鉸鏈左右安裝板、保險絲盒前支架,左右后流水槽下部本體，后門欄外板加強板，螺母盒，油箱口蓋板本體，油箱口蓋加強板本體，油箱口蓋鎖扣 ，油箱口蓋連接板本體，左右后縱梁端板BLD（允許代用ST14HF）左右

29、前門鉸鏈加強板，碳罐加強板，左/右前縱梁后底加強板BUSD換擋手柄固定座（允許代用ST12）前風擋橫梁本體，后背門內板，后底板本體，前底板本體，前后側圍內板后部本體，前座椅安裝板，左/右后縱梁吊掛加強板，左/右后縱梁本體，前座椅后內支座，左/右前輪罩內板(允許代用ST14HF)BUFD(允許代用ST16)發(fā)動機罩內板，左/右后門內板，左/右前門內板，加油口盒，左/右尾燈安裝板，前后椅外支座，轉向機左/右安裝支架， 4. S11沖壓工藝冷沖壓是指在常溫下，利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。冷沖壓的特點：產品尺寸穩(wěn)定，精度高，重量

30、輕，剛度好，互換性好，高效低耗，操作簡單，易于實現(xiàn)自動化。一 冷沖壓工藝按變形性質分為：分離工序和成型工序被加工材料在外力作作用下產生變形，但作用在變形部分的應力達到材料的抗剪強度，材料便產生分離，形成一定形狀和尺寸的零件。這些工序統(tǒng)稱為分離工序（剪裁，沖孔，落料，切口等）。被加工材料在外力作用下，作用在變形部分的相當應力處于材料的屈服強度與抗拉強度之間，材料僅僅產生塑性變形，形成一定形狀和尺寸的零件。這些工序統(tǒng)稱為成型工序（彎曲，拉深，成形等）按工序組合形式：1. 簡單工序，即一副模具內只完成零件的一個工序。2. 組合工序，即將兩種或兩種以上的簡單工序集中在一副模具內完成。根據組合的方法分為

31、：復合沖壓，連續(xù)沖壓，連續(xù)-復合沖壓復合沖壓：在壓力機的一次行程中，在一副模具的同一位置上同時完成兩種或兩種以上的簡單工序的沖壓方法。連續(xù)沖壓：在壓力機的一次行程中，在一副模具的不同位置上同時完成兩種或兩種以上的簡單工序的沖壓方法。連續(xù)-復合沖壓，在一副模具內包括連續(xù)沖壓和復合沖壓的組合工序。一般按基本變形方式分類：沖裁工藝：利用模具使板料產生分離的沖壓工序（落料，沖孔，切口等）。彎曲：將板料，棒料，管料和型材等彎曲成一定形狀及角度的成型方向。變形特點：（自由和校正彎曲）（1） 工件分直邊和圓角兩部分。（2） 邊形區(qū)變形不均勻（外拉內壓）。（3） R/T較小時，厚度變薄。（4） 變形區(qū)內橫截斷

32、面的變化可視為板料的寬窄有所不同。E=1/(2R/T+1),E表示應變量，R/T表示彎曲變形程度，越小彎曲變形越嚴重。當E最大時，即可得到R/T。彎曲現(xiàn)象和問題：1 回彈 2 彎裂3 變形區(qū)變薄4 長度增加拉深：拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛佩壓制成各種開口的空心工件，或將以制成的空心的開口空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法，又稱拉延。變形區(qū)：1.平面凸緣區(qū)-主變形區(qū) 2凹模緣角部分-過渡區(qū) 3簡壁部分-傳力區(qū) 4凸模緣角部分-過渡區(qū) 5圓筒底部-小變形區(qū)其中凹模緣角部分和凸模緣角部分易斷裂。拉深成形障礙：（1） 起皺1. 凸緣部分材料的相對厚度：越大越有利。2. 切向壓應力：越

33、打越不利。3. 材料力學性能4. 凹模工作部分幾何形狀（2） 拉裂（凹凸模緣角靠直壁處）（3） 硬化翻邊：翻邊指沿曲線或直線將薄板霈料邊部或配料上預制孔邊部窄帶區(qū)域的材料彎折成豎邊的塑性加工的方法。主要目的用于零件的邊部強化，除去切邊以及在零件上制成與其他零件裝配，連接的部位或具有復雜特異形狀，合理空間的立體零件，同時提高零件的剛度。同時也可控制破裂或折皺。種類：圓孔翻邊/外緣翻邊/非圓孔翻邊/變薄翻邊圓孔翻邊：指將平板上或空心件上預制好的孔擴大成帶有豎立邊緣的孔。 成型極限：K=d/D(材料種類極其力學性能，預制空的孔口狀態(tài)，材料的相對厚度，凸模形狀)外緣翻邊：內曲翻邊/外曲翻邊 內曲翻邊：

34、用模具將毛胚上內凹的邊緣，翻成豎邊的沖壓加工的方法。 外曲翻邊：用模具將毛胚的外凸的外邊緣翻成豎邊的沖壓加工的方法。非圓孔翻邊變薄翻邊拉伸類（圓孔翻邊，外緣內曲，特點是：受拉應力，易拉裂）和壓縮類（外緣外曲，特點是：受切向壓應力，易起皺）縮口：將空心件或管件的口部直徑縮小的成型方法。主要受力（軸向壓應力和切向壓應力）縮口系數：K=d/D可能缺陷：失穩(wěn)和起皺旋壓（可完成旋轉體的拉深，翻邊，縮口，脹形）將板料或毛胚重心夾緊在胎具上,由旋壓機帶動胎具和毛胚一起高速旋轉，同時用桿棒加壓與毛胚，是毛胚產生局部塑性變形并使變形逐步擴展，最后達到所需要的形狀和尺寸。種類：不變薄旋壓(拉旋，縮旋，擴旋)變薄旋

35、壓（剪切旋壓，擠出旋壓）脹形：脹形是利用模具是板料拉深變薄局部表面積增大以獲得零件的加工方法。塑性變形區(qū)域僅限于與凸模接觸部分。工藝問題：破裂種類：局部脹形，圓柱空心毛胚的脹形，脹拉成形局部脹形：使材料發(fā)生拉伸，形成局部的凹進和凸出，借以改變毛胚形狀的方法。用于加強筋和凸形，零件及藝術品浮雕壓制，不對稱開口零件的冷壓成形。（力學性能）圓柱空心毛胚的脹形：將圓柱空心毛胚向外擴脹城區(qū)面空心零件的沖壓方法。公司用的沖壓方法及缺陷：1 落料沖孔（修邊）缺陷：毛刺過大、變形、表面劃傷、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺過大凸凹模間隙過大或過小；刃口磨損；導向精度差；凸凹模位置不同心等(2)變形孔距太小；壓料板

36、與凹模型面配合不好；間隙過大等(3)表面劃傷操作時有拖、拉等現(xiàn)象；板料在剪切過程中劃傷等(4)尺寸不符上料不到位；定位裝置損壞或松動，位置竄動等(5)少孔沖頭折斷；沖頭長度不夠等2 拉延缺陷：拉裂、起皺、表面拉傷、波浪、鼓包、凹坑、麻點等。(1)拉裂凸凹模R角半徑過小；壓邊力過大；材料成形性能差或材料尺寸偏大；凸凹模間隙太小；潤滑不當；定位不準；凸凹模R角或拉延筋不順、拉毛等(2)起皺凸凹模R角半徑過大；壓邊力過小；材料尺寸偏小；凸凹模間隙太大；潤滑過甚；定位不準；拉延筋布置不良，高度不夠等(3)表面拉傷模具工作表面有傷痕；材料表面有缺陷；潤滑油中有雜質、廢屑等(4)波浪、鼓包、凹坑、麻點壓邊

37、力小；潤滑不當、模具型腔臟；材料表面臟；透氣孔堵塞；模具型面不平、潤滑油臟等3 翻邊缺陷：翻邊不垂直、翻邊高度不一致、翻邊拉毛、翻邊裂等。(1)翻邊不垂直凸凹模間隙過大(2)翻邊高度不一致凸凹模間隙不均勻；定位不準；落料件尺寸不準(3)翻邊拉毛刃口有傷痕；零件表面有雜質；刃口硬度太低(4)翻邊裂修邊時毛刺大；凸凹模間隙太小；翻邊處形狀有突變二模具一般模具的組成1 工作零件包括凸模和凹模等零件。2 定位零件主要包括擋料銷、定位銷、側刃等零件。 3 壓料、卸料、頂料零件主要包括卸料板、頂料器、氣動頂料裝置等零件。4 導向零件包括導柱、導套、導板等零件。5 支持零件包括上、下模板和凸凹模固定板等零件

38、。6 緊固零件包括內六角螺釘、卸料螺釘等零件。7 緩沖零件包括卸料彈簧、聚氨脂橡膠和氮氣缸等。8 安全零件及其它輔助零件主要有安全側銷、安全螺釘、工作限制器、存放限制器、上下料架、廢料滑槽、起重棒、吊耳等。安全側銷：主要作用是防止上模壓料板緊固螺釘松動或斷裂，導致壓料板落下，造成人員、工裝的重大損失。存放限制器：主要作用是防止模具彈性元件長期受壓而失效和防止刃口長期接觸影響刃口的壽命。（一般采用聚氨脂橡膠）工作限制器：主要作用是限制凸凹模的吃入深度。影響模具壽命的因素1 沖壓工藝及沖模設計的影響及提高沖模壽命的措施。(1)冷沖壓用原材料的影響。例如：原材料厚度公差不符合要求、材料性能波動、表面

39、質量差和不干凈等(2)排樣和搭邊的影響排樣方法與搭邊值對模具壽命影響非常大，不必要的往復送料排樣法和過小的搭邊值往往是造成模具急劇磨損和凸凹模啃傷的重要原因。(3)模具導向結構和導向精度的影響必要和可靠的導向，對于減小工作零件的磨損，避免凸凹模啃傷極為有效。(4)模具幾何參數的影響凸凹模的形狀、間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形影響極大，而對模具的磨損影響也很大。2 模具的材料的影響模具的材料性質及熱處理質量對模具壽命的影響是影響模具壽命諸因素中最重要的因素。3 模具的熱加工和表面強化的影響4 模具加工工藝的影響模具加工后模具的表面粗糙度對模具的壽命影響很大，所以要根據制件情況，合理的選擇加工工藝

40、。5 壓力機的精度與剛性的影響6 模具的使用、維護和保養(yǎng)的影響正確使用、維護和保管模具是提高模具壽命的重要方面。它包括模具正確安裝與調整；注意保持模具的清潔和合理的潤滑；防止誤送料、上雙料；嚴格控制凸模進入凹模的深度，控制校正彎曲、整形等工序中上模的下死點位置；及時的打磨、拋光等。對冷沖模具用鋼使用性能的基本要求1 具有高硬度和強度，以保證模具在工作過程中抗壓、耐磨、不變形、抗粘合2 具有高耐磨性，以保證模具在長期工作中，其形狀和尺寸公差在一定范圍內變化，不因過分磨損而失效3 具有足夠的韌性，以防止模具在沖擊負荷下產生脆性斷裂4 熱處理變形小，以保證模具在熱處理時不因過大變形而報廢5 有較高的

41、熱硬性，以保證模具在高速沖壓或重負荷沖壓工序中不因溫度升高而軟化三板料對冷沖壓的影響1 鋼板的厚度公差鋼板厚度公差超差是指鋼板的實際厚度超過標準允許的偏差，它不僅影響零件沖壓開裂，表面起皺，零件回彈，甚至可能造成重大的模具事故。這是影響沖壓成敗三要素之一。鋼板厚度公差波動的大小，實際上影響模具對零件施加壓力的大小，金屬流動的難易，從而影響零件沖壓開裂和起皺。2 鋼板的表面缺陷按規(guī)定，熱軋鋼板的表面不得有裂紋、結疤、折疊、氣泡、分層和夾層等對使用有害的缺陷。但允許有深度（或高度）不超過厚度公差一半的麻點、凹陷、劃痕等輕微、局部的缺陷，并保證鋼板的最小厚度。冷軋和熱軋鋼板的任何表面缺陷的存在，特別

42、是超出標準允許的表面缺陷，都會成為影響零件沖壓開裂、涂漆質量和車身外觀質量的直接原因。3 鋼板的化學成分(1)碳。碳是鋼中的一種最基本的元素，它提高鋼板的強度，特別是抗拉強度。(2)硅。硅能提高冷軋鋼板的強度。(3)錳。可防止鋼過氧化和冷軋鋼板邊部避免產生龜裂的有利作用。(4)磷。具有良好的冷軋退火功能。但磷有冷脆性，對焊接性能也有不利影響。(5)硫。對沖壓有害無益的元素。(6)鋁。防止鋼板時效、作為強脫氧劑、有利于深沖性能。汽車沖壓用鋼板應具有以下三方面的基本質量要求：1 良好的表面質量。材料的表面應光潔平整，無分層和機械性質的損傷，無銹斑、氧化皮及其它附著物。2 嚴格的厚度尺寸公差。3 優(yōu)

43、異的深沖性能5. 焊接工藝目前公司運用的焊接方法有：點焊，凸焊，螺柱焊，二氧化碳保護焊，手工電弧焊。點焊：電弧焊：將被焊工件壓緊于兩電極之間，并通以電流，利用電流流經工件接觸面及領近區(qū)域產生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結合的一種方法。包括點焊，縫焊，凸焊，對焊。優(yōu)點：1.熔核形成時，始終被塑性環(huán)包圍，融化金屬與空氣隔絕，冶金過程簡單。 2加熱時間短，熱量集中，故熱影響區(qū)小，變形應力小。 3焊接成本低缺點：無可靠無損檢測方法，點，縫焊的搭接頭不僅增加了構件的質量，且因在兩板間熔核周圍形成夾角，使接頭處的抗拉強度和疲勞強度均較低。金屬電阻焊時的焊接性（主要指標）：1 材料的導電性

44、和導熱性2 材料的高溫強度（越高焊接性越差）3 材料對熱循環(huán)的敏感性熔點高，線膨脹系數大，易形成致密的氧化膜的金屬，其焊接性能差。點焊：工件只在有限的接觸面上，即所謂“點”上被焊接起來，并形成扁球形的熔核。焊接電極：是保證電焊質量的重要零件，其主要功能：向工件傳導電流，向工件傳遞壓力，迅速到山焊接區(qū)的熱量。主要構成：端部，主體，尾部和冷卻水孔。電焊方法：雙面焊和單面焊雙面焊時，電極由工件的兩側向焊接處潰點。單面焊時，電極由工件的一側向焊接處潰點。不形成焊點的電極采用大直徑和大接觸面積以減少電流密度。點焊工藝參數：焊接電流，焊接壓力，焊接時間當進行不等厚度或不同材料電焊時，熔核將不對稱于其交界面

45、，而是向厚板或導電，導熱性差的一邊偏倚，結果使薄件或導電，導熱性好的工件焊透率低，焊接強度小。熔核偏移的原因是有兩工減產熱和散熱條件不相同引起的。焊接接頭：通常采用搭接街頭和折邊接頭。接頭可以由兩個或兩個以上等厚或不等厚度的工件組成。設計點焊結構時，必須考慮電極的可達性。同時，還應考慮如邊距（取決被焊金屬種類，厚度和焊接條件），搭邊量（是邊距的兩倍），點距（最小值考慮分流），裝配間隙（盡量小）和焊點強度（以正拉強度和抗剪強度之比作為判斷接頭延性的指標。值越大越好）等因數。凸焊：凸焊是電焊的變型，在一個工件上有預制的凸點，凸焊時，一次在接頭處形成一個或多個熔核。應用場合：低碳鋼和低合金鋼，板件，

46、螺帽，螺釘類零件等，厚度一般為0.5-4mm。焊接模具是用于保持和夾緊工件于適當位置，同時也可用于電極。夾具是不導電的輔助裝置。對于小的工件，電極和夾具通常是合為一體。凸焊工藝特點：由于電流集中，克服點焊時熔核偏移的缺點。凸焊時，電極必須隨凸點被壓潰而快速下降，否則會應失壓而產生飛濺。凸焊工藝參數：電極壓力，焊接時間，焊接電流。焊接接頭和凸點：通常凸焊的接頭搭邊量要比電焊小。焊點間的間距沒有嚴格限制。在工件凸焊螺母，螺栓等緊固件時，凸點的數量應足以承受設計載荷。凸點的作用是將電流和壓力局限在工件的特定場合，其形狀和尺寸取決于應用的場合和需要的焊點強度。螺柱焊：將金屬螺柱或類似的其他緊固件焊接于

47、工件上的方法，是一種焊接緊固件的快速的方法，通常是將一根螺柱或其他緊固件焊到平面。按工件位置：平焊，立焊或仰焊。又可分為電弧螺柱焊和電容放電螺柱焊。電弧螺柱焊：首先將螺柱與工件間引燃電弧，是螺柱端面和相應的工件表面被加熱到熔融狀態(tài)，達到適當的溫度時，將螺柱擠壓到溶池中去，使兩者融合成焊縫。保護：焊劑（引弧端）和陶瓷保護圈。設備：直流焊接電源，焊接時間控制器，螺柱焊槍。工藝參數：焊接電流和焊接時間（輸入焊接能量足夠大是保證獲得優(yōu)質電弧螺柱焊街頭的基本條件）可焊接材料：碳鋼，高碳鋼，不銹鋼，低合金高強度鋼，鋁合金。電容放電螺柱焊種類：預接觸式，預留間隙式和拉弧式。焊接設備：焊槍，電源和控制裝置。二氧化碳保護焊，為熔化極氣體保護電弧焊一種。熔化極氣體保護電弧焊，采用可融化的焊絲與被焊工件之間的電弧作為熱源來熔化焊絲和母材金屬，并向焊區(qū)輸送保護氣體，使電弧，熔化的焊絲，熔池及附近的母材金屬免受周圍空氣的有害作用。二氧化碳保護焊，即采用二氧化碳作為保護氣體。特點：具有成本低，抗氫氣控能力強，適合薄板