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汽车车身制造工艺 
定 价：42 元 本教材已被 1 所学校申请过！ 丛书名：卓越工程师教育培养计划配套教材
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本书分为3篇15章。第1篇介绍车身冲压工艺，主要内容包括金属塑性冲压的基本理论及冲裁、弯曲、拉深、局部成形、车身覆盖件等拉深工艺，并介绍了冲压设备及模具。第2篇介绍了金属车身装焊工艺，主要内容包括车身常用的点焊、二氧化碳气体保护焊、激光焊的焊接原理和工艺要求，焊接装配方法和装焊夹具，然后比较深入地介绍了车身装焊质量的控制方法。第3篇介绍车身涂装工艺，主要内容包括车身用涂料种类、涂装前表面处理工艺、车身的涂装工艺及设备。
本书是卓越工程师教育培养计划配套教材—车辆工程系列教材之一。
当今世界，科技飞速发展，市场要求与人们生活关系密切的——汽车这一产品推陈出新，世界各大汽车厂商必须对这一需求快速响应。汽车车型的更新很重要的内容是车身外形的更新，也就是车身覆盖件的更新。据统计，车身的重量和制造成本占整车的40%~60%，因此，汽车车身是一款车品质的重要组成部分。我国汽车工业近年来得到快速发展，但与美国、欧洲、日本等国家相比，我国的汽车制造总体水平还有一定的差距。为了加速民族汽车产业的发展，迎接市场的挑战，我们必须要拥有一大批掌握现代汽车车身制造技术的人才，培养卓越的工程技术人员。为了满足这一需求，我们编写了本教材。车身制造涉及钣金冲压成形、金属焊接、涂漆装饰等多个领域，该课程是一门跨专业的课程。本书内容主要包括车身冲压、装焊和涂装三大部分，由上海工程技术大学赵晓昱、刘学文主编。赵晓昱编写绪论、第1篇、第2篇； 刘学文编写第3篇。本书的特点是从金属材料的微观材料力学基础理论入手，遵循学生学习车身制造工艺的认知规律，比较系统地介绍了汽车车身制造过程中的基本工艺，质量分析与控制，以及现生产中的案例，使学生知其然并知其所以然，了解当前的解决措施，目的是培养学生掌握客观规律，学习前人的经验，具备分析问题和解决问题的能力，在今后的工作岗位上积极探索。本教材适合用作高等院校汽车专业的教材，也可为从事汽车行业的技术人员提供参考。由于汽车车身技术发展迅速，新技术、新工艺日新月异，再加之编者水平有限，书中难免出现错误和疏漏之处，恳请专家和读者在阅读中不吝赐教，以使本书趋于完善，作者将不胜感激。编著者于上海工程技术大学2016年4月
绪论
0.1车身的功能 0.2车身的组成和结构类型 0.2.1车身的组成 0.2.2车身的结构类型 0.3车身的材料和制造工艺 第1篇汽车车身冲压工艺 第1章冲压工艺的基本理论 1.1金属塑性变形的基本理论 1.1.1金属塑性变形的机理 1.1.2金属塑性变形的受力状态 1.1.3塑性变形时应力与应变的关系 1.1.4塑性变形条件（屈服准则） 1.1.5塑性变形的基本定律 1.2金属的力学性能指标 1.3冲压对材料的要求 1.3.1材料力学性能对冲压的影响 1.3.2材料的化学成分和金相组织对冲压的影响 1.3.3对材料的厚度公差和表面质量的要求 1.4车身钢板材料的分类 第2章冲压工艺概述 2.1冲压工艺的特点 2.1.1冲压的概念 2.1.2冲压生产的三大要素 2.2冲压两大类工序 2.2.1分离工序 2.2.2成形工序 2.3冲压的基本工序和两种变形类型 2.3.1冲压的基本工序 2.3.2冲压件的两种变形类型 2.4板料冲压成形性能 2.5板料成形极限 2.5.1成形极限和成形极限图 2.5.2胀形成形试验（埃里克森值IE） 2.6冲压成形设备 2.6.1曲柄压力机 2.6.2高速压力机 2.6.3伺服压力机 2.6.4液压机 第3章冲裁工艺 3.1冲裁工艺的概念 3.2冲裁变形过程及应力分析 3.2.1冲裁变形过程 3.2.2冲裁变形时的应力状态 3.3冲裁件断面质量与影响因素 3.3.1冲裁件断面状态 3.3.2冲裁件的断面质量和尺寸精度要求 3.3.3影响冲裁件断面质量的因素 3.4冲裁模具间隙的设计 3.4.1间隙值确定原则 3.4.2间隙值的确定方法 3.5凸模与凹模刃口尺寸设计 3.5.1凸、凹模刃口尺寸计算原则 3.5.2凸、凹模刃口尺寸的加工和计算 3.6冲裁力与冲裁压力中心计算 3.6.1冲裁力的计算 3.6.2降低冲裁力的方法 3.6.3卸料力、推件力的计算 3.6.4压力机公称压力的确定 3.6.5冲模压力中心的确定 3.7冲裁工艺分析与设计 3.7.1排样设计 3.7.2冲裁件的尺寸设计 3.8冲裁模 3.8.1冲模的类型和要求 3.8.2冲裁模的典型结构 第4章弯曲工艺 4.1弯曲工艺的概念 4.2板料弯曲变形及特点 4.2.1弯曲变形过程 4.2.2弯曲变形的特点分析 4.2.3弯曲变形的应力与应变 4.2.4弯曲件中性层及位置确定 4.3弯曲件质量分析 4.3.1弯曲回弹分析及工艺设计 4.3.2弯裂分析及工艺设计 4.3.3弯曲偏移分析及工艺设计 4.4弯曲工艺计算 4.4.1弯曲力的计算 4.4.2弯曲毛坯尺寸的确定 4.5弯曲模 4.5.1弯曲模的要求 4.5.2弯曲模的典型结构 第5章拉深工艺 5.1拉深工艺的概念 5.2圆筒形零件的拉深 5.2.1圆筒形零件的拉深变形过程 5.2.2变形分析 5.2.3各种拉深件的变形特点 5.3盒形零件的拉深 5.4非直壁旋转件的拉深 5.4.1球形件的拉深 5.4.2抛物线形件拉深 5.5拉深中的质量问题及解决措施 5.5.1起皱和拉裂 5.5.2防止起皱和拉裂的措施 5.6拉深工艺设计 5.6.1拉深件毛坯尺寸的确定 5.6.2拉深系数 5.6.3阶梯圆筒形件的拉深 5.6.4拉深力和压边力计算及压力机的确定 5.7拉深模的分类及其典型结构 5.7.1拉深模的分类 5.7.2拉深模的典型结构 第6章局部成形工艺 6.1局部成形的概念 6.2胀形工艺 6.2.1胀形成形的特点 6.2.2胀形工艺设计 6.3翻边工艺 6.3.1圆孔翻边(翻孔) 6.3.2外缘翻边 6.4校平和整形 6.4.1校平和整形的工艺特点 6.4.2校平工艺 6.4.3整形工艺 6.4.4校平、整形力的计算 第7章车身覆盖件的冲压工艺 7.1车身覆盖件的成形工艺 7.1.1车身覆盖件成形分类 7.1.2覆盖件的冲压工序 7.2车身覆盖件拉深工艺设计 7.2.1工艺设计原则 7.2.2车身覆盖件拉深工艺的设计 7.3拉深覆盖件的材料 7.3.1拉深覆盖件对材料的要求 7.3.2汽车覆盖件常用材料及性能 7.4汽车覆盖件冲压成形模具 7.4.1拉深模常见典型结构 7.4.2翻边模 7.4.3修边模典型结构 7.5典型车身覆盖件的冲压工艺示例 7.5.1车身顶盖的冲压工艺 7.5.2车身侧围外板的冲压工艺 7.5.3车身翼子板的冲压工艺 7.5.4发动机盖板的冲压工艺 第2篇汽车车身装焊工艺 第8章焊接工艺概论 8.1金属焊接成形技术的特点 8.2金属焊接的实质 8.3金属焊接过程 8.3.1焊接过程的特点 8.3.2焊接热影响区 8.4金属焊接方法及其应用 8.5车身常用的焊接方法 第9章车身焊接工艺 9.1电阻焊 9.1.1电阻焊的焊接原理与设备 9.1.2点焊的焊接特点 9.1.3点焊的焊接循环 9.1.4点焊的焊接工艺 9.1.5电阻焊的分类 9.2二氧化碳气体保护焊 9.2.1二氧化碳气体保护焊的定义 9.2.2二氧化碳气体保护焊的焊接过程 9.2.3二氧化碳气体保护焊的特点 9.2.4短路过渡短弧焊的工艺参数 9.3激光焊接 9.3.1激光焊的设备及其原理 9.3.2激光焊接工艺 第10章车身焊装夹具 10.1夹具的分类和要求 10.1.1夹具的分类 10.1.2装焊夹具的基本要求 10.2薄板的焊接定位与夹紧 10.2.1薄板装配定位原理 10.2.2薄板接头形式 10.2.3薄板焊接步骤 10.2.4工件的定位 10.2.5车身专用定位元件 10.2.6工件的夹紧 10.3车身总成装焊夹具 第11章汽车车身装焊工艺质量控制 11.1车身薄板件装配质量概述 11.2薄板装焊偏差源分析及其传播 11.2.1点焊装配偏差的定义及类型 11.2.2装配偏差的传播 11.3汽车薄板件装配偏差建模 11.3.1薄板冲压件偏差的分析模型 11.3.2焊接偏差与点焊连接建模 11.4偏差主成分分析 11.4.1偏差诊断系统的构建 11.4.2基于主成分分析的金属薄板变形分析 第3篇涂 装 工 艺 第12章涂装概述 12.1涂装的定义及功能 12.2涂装三要素及涂装四度 12.2.1涂装三要素 12.2.2涂装四度 12.3汽车车身涂装工艺过程及主流涂层结构 第13章涂装前金属的表面处理 13.1前处理目的及要求 13.2前处理工序过程 13.2.1脱脂工艺 13.2.2表面调整 13.2.3磷化 13.2.4钝化 第14章汽车车身涂料 14.1涂料的发展简史 14.2涂料的组成、分类、命名和编号 14.2.1涂料的组成 14.2.2涂料分类 14.2.3涂料命名 14.2.4涂料的编号 14.2.5型号名称举例 14.3汽车前处理药剂和涂料 14.3.1脱脂材料 14.3.2除锈材料 14.3.3磷化剂 14.3.4钝化材料 14.4汽车车身涂料 14.4.1汽车底漆涂料 14.4.2汽车中间涂料 14.4.3汽车面漆涂料 第15章汽车车身涂装工艺 15.1车身涂装工艺简介 15.2底漆喷涂 15.2.1阴极电泳 15.2.2车身电泳工艺 15.2.3电泳装置 15.3中间漆喷涂 15.4面漆喷涂 15.5涂膜干燥 15.6喷漆工艺的展望 参考文献 第3章冲裁工艺3.1冲裁工艺的概念冲裁工艺是冲压分离工序的总称，是利用模具在压力机上使板料的一部分沿着一定的轮廓形状与另一部分产生分离的一种冲压工序。冲裁主要是指落料和冲孔工序，从板料上冲下所需的零件或毛坯叫落料(见图31(a))，在工件上冲出所需形状的孔叫冲孔(见图31(b))。冲裁的应用非常广泛，既可直接冲制成品零件，也可为其他成形工序制备坯料。 图31落料与冲孔 (a) 落料； (b) 冲孔 3.2冲裁变形过程及应力分析经过冲裁的零件应该满足设计所要求的质量。冲裁件的质量合格是指零件的断面质量、尺寸精度及形状误差等都符合工艺要求，断面平直、光洁，尺寸不超过图样规定的公差范围，零件外形满足形状公差。而冲裁后零件的质量是由剪切区分离处的断面状况决定的，因此需分析冲裁变形过程。 3.2.1冲裁变形过程冲裁过程包括弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段，如图32所示。（1） 弹性变形阶段当凸模下降至接触板料时，凸模开始对板料加压。由于凸模与凹模之间存在间隙，因此有力矩M的存在，如图33所示，使板料产生弹性压缩并有弯曲，且稍微压入凹模腔口。此阶段为弹性变形阶段。 图32冲裁变形过程 图33冲裁时作用于板料上的力 1—凹模； 2—板料； 3—凸模 （2） 塑性变形阶段随着凸模下压，凸、凹模作用于板料的垂直压力分布不均匀，将向模具刃口方向急剧增大，模具刃口压入板料。当应力状态满足塑性变形条件时，进入塑性变形阶段，在塑性变形的同时还伴随有纤维的弯曲与拉伸。（3） 断裂阶段随着变形的增加，刃口附近产生应力集中，一直达到最大值。当刃口附近材料中应力达到破坏应力，便在凸、凹模刃口侧面产生微裂纹，并沿最大切应力方向向材料内部发展，使材料分离。此阶段为断裂阶段。 3.2.2冲裁变形时的应力状态 图34冲裁应力状态图 冲裁时，由于板料弯曲的影响，其剪切区的应力状态复杂，且与变形过程有关。对于无卸料板压紧板料的冲裁，其裁剪区板料的应力状态如图34所示，其中σρ为径向应力，σθ为切向应力，σt为厚向应力。A点——σρ为凸模侧压力与板料弯曲引起的径向压应力； σθ为板料弯曲引起的压应力与侧压力引起的拉应力的合成切向应力； σt为凸模下压引起的厚向拉应力。B点——受三向压缩应力，是由凸模下压及板料弯曲引起的。C点——σρ为板料受拉伸作用而产生的拉应力，σt为板料受挤压而产生的厚向压应力。D点——板料弯曲引起径向拉应力σρ和切向拉应力σθ，σt是凹模挤压板料产生的厚向压应力。E点——σρ、σθ为板料弯曲引起的径向拉应力与凹模侧压力引起的切向压应力合成产生的应力，σt为凸模下压引起的厚向拉应力。一般情况下，E点主要以拉应力为主。 从A、B、C、D、E各点的应力状态可以看出，凸模与凹模端面（B和D点处）的静水压应力（压应力球张量）高于侧面（A和E点）。又因材料弯曲使凸模一侧板料受到双向压缩，凹模一侧板料受到双向拉伸，故凸模刃口附近的静水压应力又比凹模刃口附近的静水压应力高。因此,冲裁裂纹首先在静水压应力最低的凹模刃口侧壁E点产生，继而在凸模刃口侧面A点产生。所以当裂纹形成时，就在冲裁件上留下了毛刺。 根据冲裁时板料的受力情况可知，材料的变形区在以凸模与凹模刃口连线为中心而形成的狭小区域内。在与刃口连线大约呈45°的方向上，金属材料受拉伸而伸长； 在其垂直方向，金属材料由于受到挤压作用而缩短； 在切线方向的应力和应变较小，可忽略不计。在这种应力状态下，刃口连线就是最大切应变方向，因而上、下裂纹必然会重合（在合理间隙时）。3.3冲裁件断面质量与影响因素3.3.1冲裁件断面状态 图35冲裁件断面特征 （a） 冲孔； （b） 落料 a—圆角带； b—光亮带； c—剪裂带； d—毛刺 冲裁件的断面可明显地分为圆角带、光亮带、剪裂带和毛刺四个部分。图35中，a为圆角带，形成圆角带的原因是当凸模压入材料时，刃口附近的材料被牵连弯曲拉入凹模变形而造成的； b为光亮带，是模具刃口切入后，在侧压力作用下切刃相对板料滑移的结果，一般占全断面的1/3~1/2, 其表面质量较佳； c为剪裂带，是由裂纹扩展形成的粗糙面，略带有斜度，不与板料平面垂直，其表面质量较差； d为毛刺，呈竖直环状，是模具拉挤的结果。 3.3.2冲裁件的断面质量和尺寸精度要求冲裁后得到的工件断面精度应在经济精度范围内，普通冲裁的经济精度不高于IT11，冲孔比落料高一级。对冲裁件断面粗糙度和允许的毛刺高度要求见表31。若冲裁件的精度低于上述要求，则需在冲裁后进行修整或采用精密冲裁。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，冲裁件尺寸精度越高，一般可分为精密级和经济级。精密级是指冲压工艺技术上所能达到的精度，模具制造精度较高，冲裁件外形尺寸精度可达到IT8～IT10级，内孔尺寸可达到IT7~IT9级。表32为冲裁件的外形与内孔尺寸公差。 表31冲裁件断面的粗糙度和毛刺高度 冲裁类型 尺寸精度(公差等级)冲裁断面粗糙度Ra允许毛刺高度/mm经济级精密级料厚/mmRa/μm料厚/mm试模时生产时 普通冲裁IT12~IT14冲孔比落料高一级IT9~IT11，落料低于IT10，冲孔低于IT9 ≤13.2≤0.3≤0.015≤0.051~26.30.3~0.5≤0.02≤0.082~312.50.5~1.0≤0.03≤0.103~4251.0~1.5≤0.04≤0.124~5501.5~2.0≤0.05≤0.15 整修IT8~IT9最高可达IT6~IT7Ra为0.8~3.2μm微小精密冲裁IT8~IT9最高可达IT6~IT7Ra为0.4~1.6μm微小 注： (1) Ra与材料性能及料厚有关； (2) 毛刺高度与冲裁条件、材料性能及料厚有关，表中数值为金属板冲裁参考值。 表32冲裁件的外形与内孔尺寸公差mm 材料厚度t 工 件 尺 寸一般公差等级工件较高公差等级工件<1010~5050~150150~300<1010~5050~150150~300 0.2~0.50.080.050.100.080.140.120.20.0250.020.030.040.050.080.080.5~10.120.050.150.080.220.120.30.030.020.040.040.060.080.101~20.180.060.220.100.300.160.500.040.030.060.060.080.100.122~40.240.080.280.120.400.200.700.060.040.080.080.100.120.154~60.300.100.310.150.500.251.00.100.060.120.100.150.150.20 3.3.3影响冲裁件断面质量的因素1. 材料的性能 塑性较好的材料冲裁时裂纹出现的较迟，因而材料被剪切的深度较大，所得到的断面光亮带所占比例大，圆角和拱弯也大，断裂带较窄。而塑性较差的材料，当剪切开始不久材料便被拉裂，使断面光亮带所占比例小，圆角、拱弯小，断面大部分是有斜度的粗糙断裂带。2. 模具刃口状态刃口状态对冲裁过程中的应力状态有较大影响。当模具刃口磨钝后，挤压作用增大，则冲裁件圆角和光亮带增大。但钝的刃口即使间隙选择合理，在冲裁件上也将产生较大的毛刺。凸模较钝时，落料件上毛刺较大； 凹模较钝时，冲孔件上毛刺较大。3. 冲裁模间隙一般要求冲裁件有较大的光亮带，尽量减小断裂带区域的宽度。为了顺利地完成冲裁过程和提高冲裁件断面质量，不仅要求凸模和凹模的工作刃口必须锋利，而且要求凸模和凹模之间要有适当间隙。冲裁间隙是指凸、凹模刃口工作部分尺寸之差，冲裁间隙是直接关系到冲裁件断面质量、尺寸精度、冲裁力大小和模具寿命的重要参数。(1) 模具间隙对断面质量的影响。间隙过大或过小均导致上、下两面的剪切裂纹不能相交重合于一线，如图36所示。可以看出，工件上裂纹形成的圆直径与凸模直径相近，工件下裂纹形成的圆直径与凹模直径相近。若间隙合适，上、下裂纹相互重合，则断面光洁，略带斜度(见图36(b))。间隙过小，上、下两面裂纹不重合，隔着一定的距离，相互平行，最后在其间形成毛刺和层片，并产生两个光亮带(见图36(a))； 间隙过大，对于薄料会将材料拉入间隙中，形成拉长向毛刺，对于厚料会形成塌角(见图36(c))； 若间隙分布不均，则小的一边会形成光亮带，大的一边形成很大的塌角。 图36间隙大小对冲裁件断面质量的影响 (a) 间隙过小； (b) 间隙合适； (c) 间隙过大 (2) 冲裁件尺寸精度的影响当间隙较小时，落料时，制件尺寸会大于凹模口尺寸； 冲孔时，冲孔尺寸会小于凸模尺寸。当间隙较大时，落料时，制件尺寸会小于凹模口尺寸； 冲孔时，冲孔尺寸会大于凸模尺寸。 以上讨论的冲裁件精度都是在一定的模具尺寸前提下进行的，冲裁件尺寸越小、形状越简单，则精度越高。实际上还有冲模制造精度的因素，冲模制造精度越高，冲裁件的精度相应越高。除此之外，冲模结构、定位方式等对冲裁件质量亦有较大影响。冲模制造精度与冲裁件精度之间的关系见表33。 表33冲模制造精度与冲裁件精度之间的关系 冲模制造精度 冲裁件精度材料厚度t/mm0.50.81.01.52345681012 IT6~IT7IT8IT8IT9IT10IT10——————IT7~IT8—IT9IT10IT10IT12IT12IT12—————IT9———IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT14 图37冲裁时作用在模具刃口部位的力 (3) 冲模寿命的影响冲裁时，板料对凸模和凹模刃口产生侧压力N1和N2(见图37)。间隙小，侧压力加大，摩擦力μN1和μN2也增大，使刃口磨损加剧，寿命下降； 间隙偏大，坯料弯曲相应增大，使刃口端面上的压力分布不均匀，容易崩刃或产生塑性变形，降低使用寿命。 (4) 冲裁时各种力的影响试验证明，随间隙的增大冲裁力有一定的减小，但当单面间隙介于材料厚度的5％～20％时，冲裁力减小5％～10％。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响较大，一般随间隙增大，卸料力、推件力都将减小。当单面间隙增大到材料厚度的15％～25％时，卸料力几乎降到零。3.4冲裁模具间隙的设计由3.3节可知，模具间隙不仅影响冲裁件的断面质量、冲件精度，而且还影响模具寿命、卸料力、冲裁力。因此，冲裁间隙是模具设计中的一个重要工艺参数。 凸模与凹模间单侧的间隙称为单面间隙，两侧间隙之和称为双面间隙。无特殊说明， 冲裁间隙是指双面间隙。 图38冲裁间隙 如图38所示，冲裁间隙等于凹模与凸模刃口尺寸之差，有 Z=DA-dT（31） 式中： Z——冲裁间隙； DA——凹模刃口尺寸； dT——凸模刃口尺寸。 3.4.1间隙值确定原则在生产实际中，主要是根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命三个因素给间隙值规定一个范围。只要间隙在这个范围内，就能得到合格的冲裁件及较长的模具寿命，这个间隙范围就称为合理间隙。这个间隙范围的最小值称为最小合理间隙Zmin，最大值称为最大合理间隙Zmax。由于模具在使用过程中凸、凹模逐渐被磨损，使得间隙值增大，因此在最初设计和制造模具时应采用最小合理间隙Zmin。3.4.2间隙值的确定方法确定凸、凹模合理间隙的方法有两种： 1. 理论计算法 图39冲裁产生裂纹的瞬时状态 理论计算法是根据上、下裂纹重合的原则进行的。图39所示为冲裁过程中产生裂纹的瞬间状态，从图中可以得出合理间隙为 Z=2(t-h0)tanβ=2t1-h0ttanβ（32） 式中： t——材料厚度； h0——产生裂纹时凸模挤入材料深度； h0/t——产生裂纹时凸模挤入材料的相对挤入深度； β——剪切裂纹与垂线间的夹角。 式（32）表明，合理间隙值Z主要取决于材料厚度t和相对挤入深度h0/t，而h0/t不仅与材料的塑性有关，而且还受料厚等因素的综合影响。一般材料厚度越大、塑性越差的硬材料，Z值越大； 反之，材料厚度越小、塑性越好的软材料，Z值越小。各种材料的h0／t和β选取可参考表34。 表34h0／t与β值 材料 h0/tβ/(°) 退火硬化退火硬化 软钢、纯铜、软黄铜0.50.3565中硬钢、硬黄铜0.30.254硬钢、硬青铜0.20.144 2. 经验确定法根据经验，对于尺寸精度、断面质量要求高的制件，选用较小的间隙值； 对于断面质量、尺寸精度要求不高的制件，以降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的间隙值。可按下列数据或参考表35和表36推荐的间隙值选用。 表35冲裁模初始双面间隙Zmm 材料厚度t 软铝纯铜、黄铜、软钢 wCwC为碳的质量分数，表示钢中的含碳量。=0.08%~0.2%杜拉铝、中等硬钢wC=0.3%~0.4%硬钢wC=0.5%~0.6%ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax 0.20.0080.0120.0100.0140.0120.0160.0140.0180.30.0120.0180.0150.0210.0180.0240.0210.0270.40.0160.0240.0200.0280.0240.0320.0280.0360.50.0200.0300.0250.0350.0300.0400.0350.0450.60.0240.0360.0300.0420.0360.0480.0420.0540.70.0280.0420.0350.0490.0420.0560.0490.0630.80.0320.0480.0400.0560.0480.0640.0560.0720.90.0360.0540.0450.0630.0540.0720.0630.0811.00.0400.0600.0500.0700.0600.0800.0700.0901.20.0500.0840.0720.0960.0840.1080.0960.1201.50.0750.1050.0900.1200.1050.1350.1200.1501.80.0900.1260.1080.1440.1260.1620.1440.180 续表 材料厚度t 软铝纯铜、黄铜、软钢 wC=0.08%~0.2%杜拉铝、中等硬钢wC=0.3%~0.4%硬钢wC=0.5%~0.6%ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax 2.00.1000.1400.1200.1600.1400.1800.1600.200 2.20.1320.1760.1540.1980.1760.2200.1980.2422.50.1500.2000.1750.2250.2000.2500.2250.2752.80.1680.2240.1960.2520.2240.2800.2520.3083.00.1800.2400.2100.2700.2400.3000.2700.3303.50.2450.3150.2800.3500.3150.3850.3500.4204.00.2800.3600.3200.4000.3600.4400.4000.4804.50.3150.4050.3600.4500.4050.4900.4500.5405.00.3500.4500.4000.5000.4500.5500.5000.6006.00.4800.6000.5400.6600.6000.7200.6600.7807.00.5600.7000.6300.7700.7000.8400.7700.9108.00.7200.8800.8000.9600.8801.0400.9601.1209.00.8700.9900.9001.0800.9901.1701.0801.26010.00.9001.1001.0001.2001.1001.3001.2001.400 注： (1) 初始间隙的最小值相当于间隙的公称数值； (2) 初始间隙的最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值； (3) 在使用过程中，由于模具工作部分的磨损，间隙将有所增加，因而间隙的使用最大数值要超过表列数值。 表36冲裁模初始双面间隙Zmm 材料厚度t 08、10、3509Mn2、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax 小于0.5极 小 间 隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.10.2600.3800.2800.4000.2800.4002.50.3600.5000.3800.5400.3800.5402.750.4000.5600.4200.6000.4200.6003.00.4600.6400.4800.6600.4800.6603.50.5400.7400.5800.6800.5800.7804.00.6400.8800.6800.9200.6800.920 续表 材料厚度t 08、10、3509Mn2、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax 小于0.5极 小 间 隙4.50.7201.0000.6800.9600.7801.0405.50.9401.2800.7801.1000.9801.3206.01.0801.4400.8401.2001.1401.5006.50.9401.3008.01.2001.680 注： 冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25%。 (1) 软材料 t<1mm,Z=(3％～4％)t t =1～3mm,Z=(5％～8％)t t =3～5mm,Z=(8％～10％)t (2) 硬材料 t<1mm,Z=(4％～5％)t t =1～3mm,Z =(6％～8％)t t =3～5mm,Z =(8％～13％)t 3.5凸模与凹模刃口尺寸设计冲裁时，冲裁件的尺寸精度主要取决于凸、凹模刃口部分的尺寸，合理间隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸保证的。3.5.1凸、凹模刃口尺寸计算原则由于冲裁时凸、凹模间存在间隙，所以制件总带有一定锥度。而在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光亮面的尺寸为基准。落料时，制件的光亮面尺寸是凹模挤切材料形成的； 冲孔时，孔的光亮面是凸模刃口挤切材料形成的。故计算刃口尺寸应按落料和冲孔分别进行，原则如下： （1） 落料时以凹模为基准件，先确定凹模刃口尺寸。凹模刃口尺寸应接近或等于工件最小极限尺寸，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格工件。而凸模刃口尺寸则按凹模尺寸减去最小间隙值确定。（2） 冲孔时以凸模为基准件，先确定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸应接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证模具在一定范围内磨损后，仍能冲出合格的孔。而凹模刃口尺寸则按凸模尺寸加上最小间隙值确定。（3） 凸、凹模刃口尺寸制造公差与冲裁件的精度和形状有关，一般模具制造精度比冲裁件精度高2～3级，通常为IT6左右。3.5.2凸、凹模刃口尺寸的加工和计算根据冲裁件形状的复杂程度，模具的制造加工方法目前有两种。1. 凸、凹模分别加工采用分别加工凸、凹模时，为了保证凸、凹模间的间隙值，必须严格规定冲裁模具的制造公差。分别加工主要用于形状简单的制件，如圆形、方形、矩形等。1） 落料 D凹=（Dmax-xΔ） δ凹0（33） D凸=（D凹-Zmin）0-δ凸=（Dmax-xΔ-Zmin）0-δ凸（34） 2） 冲孔 d凸=（dmin xΔ）0-δ凸（35） d凹=（d凸 Zmin） δ凹0=（dmin xΔ Zmin） δ凹0（36） 式中： D凹、D凸——落料时凹、凸模尺寸； d凹、d凸——冲孔时凹、凸模尺寸； Dmax——落料件的最大极限尺寸； dmin——冲孔件孔的最小极限尺寸； Δ——冲裁件制造公差； Zmin——最小初始双面间隙； δ凹、δ凸——凹、凸模的制造偏差，可以查表37，或取 δ凸≤0.4(Zmax-Zmin)，δ凹≤0.6(Zmax-Zmin) x——系数，取值在0.5~1之间，可参考表38取值或按以下关系选取： ① 工件精度IT10以上，x=1； ② 工件精度IT11~IT13，x=0.75； ③ 工件精度IT14以上，x=0.5。 表37规则形状(圆形、方形)冲裁时凸模、凹模的制造偏差mm 基 本 尺 寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹 ≤180.0200.02018~300.0200.02530~800.0200.03080~1200.0250.035120~1800.0300.040180~2600.0300.045260~3600.0350.050360~5000.0400.0605000.0500.070
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