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純干貨丨深度解讀汽車制造四大工藝之沖壓！

汽車被稱為“改變世界的機器”。由于汽車工業具有很強的產業關聯度，因而被視為一個國家經濟發展水平的重要標志。本篇利用四個章節和大家探討汽車的四大工藝。沖壓工藝作為四大工藝的重中之重，也是四大工藝之首，我們先來看看。

一、概念

1、沖壓概念

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。沖壓和鍛造同屬塑性加工（或稱壓力加工），合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過沖壓制成成品。

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汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量沖壓件。

2、沖壓工藝特點

A、沖壓是一種高生產效率、低材料消耗的加工方法。沖壓工藝適用于較大批量零件制品的生產，便于實現機械化與自動化，有較高的生產效率，同時，沖壓生產不僅能努力做到少廢料和無廢料生產，而且即使在某些情況下有邊角余料，也可以充分利用。

B、操作工藝方便，不需要操作者有較高水平的技藝。

C、沖壓出的零件一般不需要再進行機械加工，具有較高的尺寸精度。

D、沖壓件有較好的互換性。沖壓加工穩定性較好，同一批沖壓件．可相互交換使用，不影響裝配和產品性能。

E、由于沖壓件用板材作材料，它的表面質量較好，為后續表面處理工序(如電鍍、噴漆)提供了方便條件。

F、沖壓加工能獲得強度高、剛度大而重量輕的零件。

G、用模具批量生產的沖壓件成本低廉。

H、沖壓能制造出其它金屬加工方法難加工出的形狀復雜的零件。

3、沖壓工序簡介

機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向動力來源，其中所有力學傳遞結構都是機械的。機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成。

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A、分離工序

板料在外力作用下沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和切斷面質量的成品和半成品。分離條件：變形材料內部的應力超過強度極限σb。

a. 落料

用沖模沿封閉曲線沖切，沖下部分是零件。用于制造各種形狀的平板零件。

b. 沖孔

用沖模沿封閉曲線沖切，沖下部分是廢料。有正沖孔、側沖孔、吊沖孔等幾種形式。

c. 修邊

將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定形狀。

d. 分離

用沖模沿不封閉曲線沖切產生分離。

左右件一起成形時，分離工序用得較多。

B、成形工序

坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的成品和半成品。

成形條件：屈服強度σS<材料內部應力<強度極限σb。

a. 拉延

把板料毛坯成形制成各種開口空心零件。

b. 翻邊

把板料或半成品的邊緣沿一定的曲線按一定的曲率成形成豎立的邊緣。

c. 整形

為了提高已成形零件的尺寸精度或獲得小的圓角半徑而采用的成形方法。

d. 翻孔

在預先沖孔的板料或半成品上或未經沖孔的板料制成豎立的邊緣。

e. 彎曲

把板料沿直線彎成各種形狀，可以加工形狀極為復雜的零件。

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4、沖壓工藝流程圖

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二：沖壓模具

模具在日本被譽為“進入富裕社會的原動力”、在德國被稱為“金屬加工業中的帝王”。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一。

A、模具分類

按工作原理可以分為:

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B、模具基本結構

沖模通常由上、下模（凸、凹模）兩部分構成

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組成：1 工作部分、2 導向、3 定位、4 限位、5 彈性元件、6 起吊和翻轉

三：沖壓設備

1.壓力機

A、按床身結構，壓力機可分為開式壓力機和閉式壓力機兩種

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開式壓機三面敞開，床身呈C型，剛性較差，一般用于小型壓機；

閉式壓機前后二面敞開，床身封閉，剛性較好，一般用于大中型壓機。

B、按驅動滑塊力的種類，壓力機可分為：機械壓力機和液壓機

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2.開卷線

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3.剪板機

剪板機主要用于剪裁各種尺寸金屬板料的直線邊緣。

傳動形式為機械和液壓式兩種。

四：沖壓材料

沖壓材料是影響零件質量和模具壽命的重要因素。目前,可沖壓的材料不僅有低碳鋼，而且還有不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等。

鋼板是目前汽車沖壓中使用最多最廣的原材料，目前隨著車身輕量化要求，高強度鋼板、夾層鋼板等新型材料在汽車車身上使用日趨增多。

1.鋼板性能要求

A、具有良好的機械性能及較大的變形能力。

金屬材料的機械性能是指抗拉強度、屈服強度、延伸率、硬度﹑塑性應變比。

高的塑性應變比r值(各向異性性能)

高的加工硬化指數n值；

高的延伸率δ；

低的屈強比(σs/σb)；

低的時效指數。

B、良好的表面質量

鋼板表面不得有結疤、裂紋、夾雜和劃痕等明顯缺陷。其中車身內板允許存在不影響成型性及涂漆附著力的缺陷，如小氣泡、小劃痕、小輥印、輕微的刮傷及輕微氧化色等；外板須符合FD（O5）的質量級別即兩面中較好的一面不得有任何缺欠，即不能影響涂漆后的外觀質量或電鍍后的外觀質量，另一面應達到FB（O3）的要求。

2.鋼板分類

A、按厚度分：厚板（4mm以上）、中板（3-4mm）、薄板（3mm以下）汽車車身沖壓件主要以薄板為主

B、按軋制狀態分：熱軋鋼板、冷軋鋼板

熱軋就是在高于合金再結晶溫度的溫度中使其軟化后用壓輪把材料壓成薄片或鋼坯的橫截面，使材料形變，但材料物理性質并無變化。熱軋板韌性和表面平整性差,價格較低。熱軋加工較粗糙，軋不出很薄的鋼。

冷軋是對已經過熱軋、除麻點除氧化工序的材料在低于合金再結晶溫度的溫度中用壓輪進一步碾壓材料以讓材料有再結晶的過程。經過反覆的冷壓—再結晶—退火—冷壓（反覆2～3次）過程，材料里的金屬發生分子級別的改變（再結晶），形成的合金物理性質發生改變。故其表面質量好、光潔度高、產品尺寸精度高，產品的性能和組織能滿足一些特殊的使用要求。

冷軋鋼板主要包括：冷軋碳素鋼板、冷軋低碳鋼板、沖壓用冷軋鋼板、高強度冷軋鋼板等。

冷軋碳素鋼板

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S為鋼Steel的縮寫，P為板Plate的縮寫，第三個字母C為Cold的縮寫，N表示需保證非時效性。

冷軋低碳鋼板

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五：檢具

檢具是一種用來測量和評價零件尺寸質量的專用檢驗設備。

在汽車制造中，無論對于具有復雜空間幾何形狀的大型沖壓件、內飾件、焊接分總成等，還是對于簡單的小型沖壓件、內飾件等，較多采用專用檢具作為主要檢測手段，用于控制工序間的產品質量。

檢具檢測具有迅速、準確、直觀、方便等優點，尤其適合大批量生產的需要。

檢具常由三部分組成:

①骨架和底座部分；

②型體部分；

③功能件(功能件包括: 快速夾頭，定位銷，檢測銷, 移動式間隙滑塊，測量表，型面卡板等) 。

來源：網絡