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編輯推薦： 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。 內容簡介： 本书针对汽车车身制造工艺，比较详细地讲述了车身制造的整个过程。全书分为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。 本书可作为高等院校及专科学校汽车及相关专业的教材，也适用于从事汽车车身制造的工程技术人员参考。 目錄： 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 內容試閱： 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 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31a，在工件上冲出所需形状的孔叫冲孔见图31b。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31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32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33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32冲裁变形过程 图33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34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34所示，其中为径向应力，为切向应力，t为厚向应力。A点为凸模侧压力与板料弯曲引起的径向压应力； 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； t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点为板料受拉伸作用而产生的拉应力，t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和切向拉应力，t是凹模挤压板料产生的厚向压应力。E点、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，t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35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35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13~12, 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31。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32为冲裁件的外形与内孔尺寸公差。 表31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mmRam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 13.20.30.0150.051~26.30.3~0.50.020.082~312.50.5~1.00.030.103~4251.0~1.50.040.124~5501.5~2.00.050.15 整修IT8~IT9最高可达IT6~IT7Ra为0.8~3.2m微小精密冲裁IT8~IT9最高可达IT6~IT7Ra为0.4~1.6m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32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

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