汽车设计中的工艺知识

1汽车设计中的工艺知识一．汽车零件对板材的要求：1焊接工艺要求：材料中的碳份是对材料性能影响的最主要因素：C—焊接性能；C—焊接性能材料中的合金成分是对材料性能影响的重要要因素合金元素—焊接性能；合金元素—焊接性能为易于焊接，材料的碳当量CH一般不得大于0.45%，碳钢含碳量≤0.25%，合金钢含碳量≤0.18%2冲压工艺要求：延长率δ要大，越大，拉延性能越好；屈强比σs/σb要小，越小，塑性变形性能越好；屈服极限·弹性模数比σs/E要小，越小，冲压回弹越小。焊接:焊接性能分：“良好”“一般”“较差”“不好”四个等级含碳量越高越难焊一般碳钢C%0.25合金钢C%0.18%—可焊性好碳钢含碳量高于C%0.45;合金钢含碳量高于C%0.38%—可焊性不好1)碳当量CH%=C+61Mn+51Cr+41Mo+241SiCH0.45%—难焊CH0.45%—易焊例如:25号钢:C0.25Mn0.7Cr0.25MoSi0.20CH%=C+61Mn+51Cr+41Mo+241Si=0.25+61×0.7+51×0.25+241×0.2=0.37%245号钢:C0.45Mn0.7Cr0.25MoSi0.216锰:C0.16Mn1.5Cr0.25MoSi0.4CH%=C+61Mn+51Cr+41Mo+241Si0.16+61×1.5+51×0.25+241×0.2=0.42%低碳钢:C0.25%中碳钢:C=0.25%～0.6%高碳钢C0.6%普通碳素钢:S≤0.055%P≤0.045%优质碳素钢:S≤0.045%P≤0.040%高级优质碳素钢:S≤0.035%P≤0.035%热轧钢板:一般用途,并能进一步深加工成冷轧钢板,可进行普通拉延(P)冷轧钢板:适合于冲压与拉延,进行深拉延(S)最深拉延(Z)复杂拉延(F)很复杂拉延(HF)最复杂拉延(ZF)几种提法：1.深0～100㎜-----拉延；100～200㎜深拉延；200～300㎜最深拉延2.0～160㎜-----拉延；≥160㎜深拉延薄钢板:4.0㎜钣金工厚钢板:4.0～14㎜冷作工国际焊接学会推荐碳当量CH%=C+61Mn+51Cr+51Mo+51V+151Ni+151Cu适合σb=500～900MPa日本JIS标准规定CH%=C+61Mn+241Si+401Ni+51Cr+41Mo+141V适合σb=500～1000MPa32)焊点直径d:δ:焊件板厚不同厚度时取薄板厚d=1.2δ+4(δ≤3㎜)d=1.5δ+4(δ3㎜)δ=1㎜d=4.2㎜δ=2㎜d=6.4㎜δ=3㎜d=7.6㎜δ=4㎜d=10㎜（焊工手册：d=2δ+3）凹陷应满足h=0.1～0.15δ3)焊点距离:当板厚比3建议不用点焊板厚(㎜)最小点距(㎜)115(二层)20(三层)225(二层)30(三层)330(二层)40(三层)440(二层)50(三层)4)点焊板厚:由焊机结构形式不同使用场合不同,汽车车身制造用悬挂式点焊机较多。汽车工程手册制造篇P503“由于焊钳强度受到一定限制，导线断面尺寸受到一定限制，因此一般焊接板厚在3㎜以下”。一般焊接板厚≤3㎜二层或三层时总厚≤6㎜板厚超过4㎜则在工艺上要特别关注例如电焊机落地点焊机:焊2+2DN16或DN25焊3+3DN75（或4+4）5)电弧焊—气体保护焊手工电弧焊—用焊条(有药模保)规格:粗细强度等级焊缝质量:焊缝强度要高于母材,如20钢σs280,σb460而焊条性能σb420～1000MPa。气体保护焊—用惰性气体保护有氩气、氦气、氮气、氢气、二氧化碳气。一般有三种:二氧化碳气体保护焊、惰性气体保护焊和混合气体保护焊。4气体保护焊的优缺点:1.电弧可见便于调节2没有熔渣3易于机械化与自动化4无飞溅或少飞溅5焊接速度快，热影响区小6适宜薄板焊接编7光辐射强8焊接设备价格高。一般常用的:1.氩弧焊2.二氧化碳气体保护焊。3.混合气体保护焊使用焊丝有空心、实心二种。粗细常用有：φ0.8φ1.0φ1.2φ1.4φ1.6等。气体从焊丝与焊枪缝隙喷出,空心焊丝中心为产生电弧口。碳钢及低合金钢用气体:Ar+O2；Ar+CO2；CO2；ArTIG焊机:钨极惰性气体保护焊—常用于薄板焊接MIG焊机:熔化极惰性气体保护焊—常用于2㎜薄板与中板焊接。二氧化碳气体保护焊机:用二氧化碳气体进行保护,穿透力强,可用于10㎜以上的钢板,焊接变形小,对油、锈敏感性低,气体及焊丝成本低。缺点是:易烧损合金元素,飞溅大,焊枪重操作不便。价格:MIG焊机/TIG焊机=1.6～2图上标志：53×20（10）131一般电弧焊—标1；氩弧焊—标131；二氧化碳气体保护焊—标135混合气体保护焊—(标准不明确)标131或135点焊d○n×(e)N5○8×(10)21(或技术条件)5d:焊点直径n:焊点数量e:焊点间距焊点直径φ5,8个点的点焊10mm焊点间距角焊Kn×L(e)N53×20（10）131K：焊角高n：焊缝段数焊角高53段焊缝焊缝长20焊缝间距10L：焊缝长度e：焊缝间距符号与虚线异侧—表示焊缝在箭头所指一侧(符号与虚线同侧—表示焊缝在箭头所指背侧)Kn×L(e)N53×20（10）131符号与虚线同侧—表示焊缝在箭头所指背侧(符号与虚线异侧—表示焊缝在箭头所指一侧)角焊（四周焊）○Kn×L（e）N缝焊缝焊c○n×L（e）N5○4×15（10）22c:焊缝宽n:焊缝段数5:焊缝宽4:焊缝段数L:焊缝长度e:焊缝间距15:焊缝长度10:焊缝间距焊缝剖口：正确的焊缝剖口,不同的焊接方式剖口标准与要求不同,非常麻烦,因此,逐步与工艺人员共同完善。焊缝的检验:1）焊缝强度—焊接时可根据母材及要求的焊缝强度选焊丝.62）裂缝—可用着色、熔光、磁粉；超声波、X光3）熔深—为避免出现假焊、虚焊，需剖切检验,将部件剖切再打磨，再进行测量，根据板厚,如2.5㎜板厚熔深1.2～1.5冲压：拉延(拉深)；冲裁(落料,切边,冲孔);翻边；折边拉延(拉深)拔模斜度?拉延间隙:拉延间隙把压边圈和凸模分割开,通过拉延间隙板料流入凹模中,拉延间隙越小,局部的延伸率越大零件的表面将受到损坏,会产生裂痕,。如果拉延间隙太宽,零件的形状正确性降低,并会产生起皱等质量缺陷。拉延间隙取决于拉延深度,拉延件壁在压边圈和拉延凸模之间倾斜度至少为7度,这样在以后的切边工序中,有足够的剪切斜度。7当多次拉伸时前几次间隙大,最后一次间隙最小。1冲压圆角:内r＞材料厚t(最好r=3～5t)r越大越好但要≤8t2尺寸应标注凸模(凹面?)上3一次拉伸—圆形无凸缘（发兰边）的拉伸件高h/直径d≤0.4回弹:回弹公式：回弹前的角度r回弹后的角度r回材料厚tr当r/t=5～8时r回=trErs31很多尺寸变形的零件,局部的拉延率不同产生的回弹值也各不相同,这些回弹值在目前只能通过经验来估计。为了得到正确的形状,必须在模具上对预计的回弹量进行补偿，见下图。8材料:钢板:延伸率δ；——δ冲压性能屈强比σs/σb；（σs/σb）冲压性能抗剪强度τ；τ刀口模强度要求越高弹性模数E；E弹性回跳折边：这是一种非常简单的工艺方法。折边机:有60吨80吨……………800吨一套折边模的组合可以折出各种角度—圆角的零件形状。