《汽车制造工艺技术》 教案 模块三 汽车冲压材料.docx

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1、授课方案授课敕师课程名称汽车制造工艺技术1单元5授课时间年月日年月口年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节任务一汽车冲压材料教学目标知识目标：了解了斛汽车冲压材料的基本要求：掌握汽车冲压钢板分类及各钢板的材料特性和冲压材料的成形性能能力目标：能正确分析不同汽车冲压钢板的性能家质目标：培养学生爱动脑、善于查资料的素质重点难点题点：汽车冲压钢板雄点：汽车冲压材料的成形性能教学地点普通教室口一体化教室回多媒体教室团实训室口实脸室口企业现场口其他教学方法及手段常规教学口启发式教学/现场教学口案例教学口同册教学/项目教学J多媒体教学口演示教学口其他教学过程设计一、笫9二、导入三、WWW

2、四、集向五、布置作业六、总结教学后记教案用纸No授课内任务一汽车冲压材料【复习】1 .汽车落料剪切生产处的结构Sl成?2 .半自动冲压生产线结构组成？【导入】汽车冲压材料汽车生产中采用了大Iit的冲Ik成形工艺.冲压成形工艺材料消耗乩、工艺流程简单、适合大量流水生产.冲球能生产出定强度、定刚%形状一杂、币Jt轻的零件.冲他应定的零件互换性好.健保证装配的也定性、生产效率充.产品刖3稳定.而且Il常适合汽年I：业也品种、大批Iit生产的需要.冲反材料1.j冲压生产的关系十分密切,材料的好坏不仅决定产品的性能,更直接影响到冲压工2的过理设”,影啊到冲压产品的贷61、成本、使用寿命和生产fiiftU

3、【讲授新课】一、汽车冲压材料的基本要求汽车不同部位的冲压件有不同的作用，具有不同的加工艺过程.为满足不同部位冲压件的作用和的化工艺过程,对冲压件的材料有下列要求:（1）强度高.汽车车身是能行驶的“房屋”.行驶中应能保障乘员及货物的安全，这就需要车D我盖件有足够的强度。另外，汽车发生群撞任故时，车身可能发生碳摭的部位应有足协吸收碰报产生的能曜的能力和防止严重变形的刚度，以保证驾驶人和乘客的安全，（2）成形性好，制造车身装靛件的钢板材料播是经过冲压成形的.一般情况下,钢板材料的强度越岛,成形性就越差.研究开发既有高强度又有好的成形性能的钢板材料和其他有良好性能的金属,非金属材料，是目前研究汽车陵盖

4、件材料的更要方向。（3）顺呆轻。有资料介绍，汽车的车身年减轻10%,行驶油耗就相应减少6%8%,油耗是汽车的虫签经济指标之1减少油耗可以改善废气的排放，降低空气污染.汽车政破轻,在同样的教荷和速位下可以缩短制动距离并减少碰撞惯性，问时也提鬲了汽车行驶的安全性，（4）耐腐蚀.车身覆或件是暴露在大气环境中的.车上的乘员,货物强车身挡风避雨汽*行驶中要经受不同的地理条件和气候环境的考脸。城市酸雨、海边盐雾、大漠风沙、高原沐雪都会时车身造成损害。汽车车身耐腐蚀要求已从20世纪70年代的8年不穿孔发展到目前的12年不穿孔.（5）良好的焊接性.汽车车身是由覆施件焊接装配而成.涉鼓件成品准确地安放在斓接夹具

5、匕数控操纵的点焊机器人符覆彘件饵成左右侧困、原益、地板、仪表台上部、发动机盖、车门行李箱等部件，然后将各部件安放在白车身用车焊接夹具上，焊成白车Sh辆中型车的白车身大约有三四个焊点，任何一个焊点失效都会降低整车的刚性、挠性等安全性指标。阁族件材料具有好焊接性是材料的质要指标之M（6）抗凹陷性，汽车在混石路面上行驶时会受到泥石的进液,恶劣的气象条件如冰雀、严理沙尘蹑扬起的沙石.都可能造成车身外表面局部凹陷.影响美观,甚至漆腴利落,为此要求车身器盅件板材有一定的抗凹陷性。（7）表面光沽易涂装,汽车的漆腹外.表都是光亮如镜的，未经清洗涂装的白车身其衣面也必须是平滑光眼的，因为涂装油漆不能遮箭覆箭件基

6、材表面的任何微小桩痕/孟件基材经表面处埋后对漆媵要有良好的时着力,漆膜不易判才能呈现其耐腐蚀和美观的双重功效.（8）不污染环境.覆盖件在加工过程中最好不散发污染环境的气体.尤其轿车车身的内部是密闭的乘坐空间，更不允许有不良气体散发。车照内所有生物或彳j机材料及某些有吉溶剂，在汽车出厂前都应妥许处理.（9）可以再生。汽车是大批量生产的两品，全世界大约母年生产六千万辆汽车,同时每年报咙四五千万辆汽车.以每辆汽车车身约0.5t计算,两三千万吨物资如不能回收再利用就是极大的浪费,而且还会占用大Ift士地.污染环境.（10）质地均匀.汽车是大批量生产的产品,稳定的生产流程和生产工艺必须有不分批次和来源而

7、质、性能都均匀致的毛坯材料作保证，否则将导致生产秩序的紊乱.质后均匀最主要的就是板材厚度尺寸公屋范围应尽量小,尺寸公差范围大的坯料,对冲压件的生产稳定性有很大影响.会使成形变化不定,废品率增大.在某些成形工序中,模具间解根据坯科厚度确定的,尤其是校正弯曲和整形工序,坯料厚度公差对成形件的精度与模具寿命影响很大.（II）供应渠道广，车身是汽车的表征.汽车的动力、传动、控制、制动、悬架、装饰等部件都可以从专业部件生产厂采购成品.唯有车身.一般都是汽车厂选定毛坯材料自行生产。因此车身生产所需的毛坯材料通常都由多家企业供应，即使某一供应槃遒受阻，也不致影响汽车的生产。因此汽车用族件材料必须是有宽广的供

8、应烝道。（12）价格合理.汽车车身成本约占整车成本的1/3.除高级浆华侨车外,汽车已毡大众化的交通工具,同时也是一-种交易商品，买卖双方都桁型汽车的性价比能够合理.一般汽车价格的组成包括材料成本和生产成本两大方面，因此汽车救篮件材料价格高低a接关系到汽车价格，必须保证其合珊性。二、汽车各部件对材料的性能要求（1）汽车车身对材料的性能要求，汽车车身部件大都是Kl族件，外形红朵,成形复杂,但受力不大，采用模具成形J：艺，材料的成形性能就成了主要矛盾,因此要求材料具有成形性、张紧刚性、延伸性、抗凹性、耐腐性和焊接性等.产品设计时.通常根据板制零件受力情况和形状或杂程度来选择铜板品种，一般选用拓廷性能

9、优良的低碳冷轧钢板、超低碳冷轧钢板.近几年，成形性优异、强度更高的含磷冷轧钢板、高强收冷轧钢板、冷轧双相钢板、烘烤硬化冷轧剂板、超低破刚高强反冷轨钢板以及其他种类钢板如涂该层钢板、拼焊钢板和TRIP钢板等,也被大量应用到车门外板、车门内板、车门加强板、车顶彘、行李箱盖板和保险杠等汽车车身零件上.（2）汽车车厢零件对材料的性能要求。汽车车厢缪件的状不太笈杂，大都采用辄压成形工艺，时材料的成形性、刚性、耐腐饨性和焊接性都有一定的要求。一般选用成形性能和焊接性较好的高强度钢板,通常，采用强度级别为3（X）-6MPa高强度钢板和超细晶粒钢，（3）车架及一些支撑件对材料的性能要求.车架及一些用于支撑和连

10、接的零部件,都是重要的承栽件.大都采用模具成形工2要求材料有较高的塞度和较好的塑性,以及疲劳耐久性、陇撞能量吸收能力和焊接性等。一般选用成形性能较好的制强度钢板、超细晶粒钢板强强级别在300610MPa）和超商强度板（强度皴别在610100oMPa）三、汽车冲压用钢板分类按轧制方法分，汽车冲压用钢板可分为冷轧钢板和热轧钢板.按冲压级别区分.则可分为普通冲压级、深冲级和超深冲级.优碳热轧铜板可分为深拉延级（S.普通拉延级（P）和冷弯成形级（W）.冷轧钢板可分为超深冲拉延级（IF）、最更杂技延级（ZF）、很复柴拉廷级（HF）,受杂拉延线（F）、最深拉延级（Z）、深拉延级（S和普通拉延级（P）.按覆

11、度级别区分，可分为普通强度、高频度和超商强度钢板，汽车冷冲压用钢板应具有良好的焊接性能、涂漆性能和抗凹陷性能.车身是由众多的冲压件钱焊接而成.良好的焊接性能提岛了车身的质量：良好的涂漆性能可以获得美观的车身外观质量和提高其耐弼蚀性能.采用镀锌网板生产车身冲压件是必要的。汽车在行驶中，东身要经受沙石的碰击，为提而车身外表件的抗凹陷性，采用烘烤现化钢板生产外表件是理想的。人们统称的钢板，包括钢带和钢板两种形式。成卷供应的称为钢带。也钢铁厂将钢带展平剪切成一定尺寸的平片，成搦供应给用户的钢材称为钢板.同一材质、厚度、面积的钢带其价格约较钢板低10%.钢带的长我大.可以连续持样材料利用率较纲板高,因此

12、.使用纲带段使用钢板更经济，更适合批地生产.使用网带为原料的工厂必须具备开卷线,更宽一些的钢带，可以减少车身零件、缩短工艺流程和焊点数等优戊，我国宝山钢铁公司己能生产180Omm宽钢板，武汉钢铁公司能生产223Onlm宽制板，联山铜铁公司能生产231Omm宽钢板.随着汽车车身轻量化设计的要求.防地轻、强度高、具有艮好冲床成形性能的材料是汽车冲压材料发展的主要趋势.悟、槎合金材料使用比例逐渐堵加，比如全铝合金车身.另外新型复合材料的用量也有堵加的趋势，比如碟纤维车身等，目前，广泛应用的汽车冲压材料包拈冷轨薄钢板和热轧剂板两类，其中，冷轧薄钢板应用于车身强六件的冲压:热轧钢板主要应用于车架大梁、车

13、轮等受力大的结构件.1.冷轧薄钠板目前大批量生产中使用最多的就是冷轧铜板.冷轧薄剂板的厚度在0.IS32mm之间,汽车车身多采用060.8mm的薄板,这种薄钢板尺寸精度非常高，衣面光滑.具有良好的力学性能和加工性,主要用于车身侧围板、顶装、发动机曲、翼子板、行李箱靛、车门板和仪表板等外覆部件,这些零件要求材料具有高的成形性能、良好的表面质量和煌接性能.（1）悟慎静钢板（OSA1.）OSA1.钢板属于低碳纲,有较好的塑性.合适的强度,具有一定的时效性.在36个月内使用时.不旎破坏其冲压性能.在冲制奴杂零件时，因零件各部位的变形地不同，会在零件表面出现滑移线，严重地降低零件的表面质量，这刻于汽车的

14、滑击件，这种现象是不允许出现的。一般要诳行调桢轧制处理，消除冲压中出现的滑移现象，综上所述，08A1.钢板适合冲压强度、表面质瓜要求不再的、变形均匀的一般零件,而对于深冲件和爱杂零件.要慎用.（2）无间照原子钢板（IF钢板轿车车身的形状为了减少空气口I力和外形美观而日趋发杂，对钢板的冲压性能要求H益提高，因此对影响冲压成形性能的指标有一定要求，如高的柴性应变比、适当的应变硬化指数、高的伸长率、低的屈服强度，只有符合上述要求的钢板才能冲出形状狂杂的零件.以普通沸跨纲为代表的第一代冷扎斜板和以铝的静纲为代表的第二代冷扎钢板都难以完全满足现代轿车冲压件的要求.目前已能大规模生产的第三代冷轧无间隙原子

15、钢（IF铜板）能湎足上述要求，由IF钢街生出的新型钢板如IFBH钢、IF高强度钢、IF镀层钢等，再加上双相别（DP钢）和型性变形诱导相变钢（TRIPifl）,使汽车用冷轧钢板达到了新的水平，基本上满足了轿车生产的需要.在低碳蝌中加入足好数址的钛后,纲中的碳、觎间隙原子就完全技钛固定,形成钛碳化合物,此时铜就成为无间隙原子纲而具有优异的成形性能。因钛价格品贵，刖的生产成本太高，因此无法大批地生产。20世纪60年代后期，出空脱气技术的成功应用，使得钢中的碳、氮含量大幅度降低，而减少了钱的用M，从而降低了IF钢的生产成本,到了70年代,制板生产采用连续退火机组,大大降低了生产成本,又出现了加呢及复合添加钛和配的IF捌.拉大了IF捌的生产和应用.*3-3rMRC!*rJl(IUTiMUoX2aonooa(Ma2O(InOCl10aw7*nWaon0P2aa4目前工业生产的IF钢有三种,即单一加Ti的TiIF钢、单一加Nb的Nb-IF钢和同时加Ti和Nb的复合Ti-Nb-IF钢.IF钢板的特点.与现在广泛使用的微镇静低碳深冲钢比IF钢板在性能上最明H的特点是优秀的成形性能和