铝合金板冲压件的工艺难点及常见缺陷
不同于传统方式，全铝车身制造工艺有其特殊性、复杂性和多样性。与钢板相比，铝合金板的起皱与开裂之间的窗口较窄，起皱倾向严重。铝合金板的弹性模量仅为钢板的三分之一，零件更易回弹。铝合金板表面氧化层在板料拉延过程中与模具表面摩擦较大，易剥落并粘在模具表面造成模具损伤。６.修边后毛刺较大并碎屑堆积严重，零件面品受到影响且模具维护成本增加毛刺：1．铝合金板的零件的形状不宜太复杂，深度不宜太深，形状、深度的过渡尽可能平缓。2.通过增加内外板的支撑点，增强铝合金外板的抗弯曲能力。3.翻边设计铝合金板四门两盖的总成工艺通常采用滚轮包边。2．传统冲压的工艺设计冲压工艺设计是连结产品结构设计和模具设计制造的纽带。精益制造的实现来源于精益的工艺设计。工艺方案的选择冲压方向的确定；压边圈的设计和优化；模口线的设定；工艺补充的细化；拉延筋的设计。工艺设计需严格遵循以下原则，力求工艺设计的最优化：以保证冲压件质量为前提条件的工序最少化；模具简单化、生产成本最少化；材料成本最小化（如考虑板料的合理排样、拉延工艺补充最小化）；满足冲压生产设备；充分利用冲压成形仿真技术，科学优化零件结构。压边圈设计工艺型面设计的首要任务是确保压边圈型面的设计质量。不当的压边圈型 面设计会造成压边圈合模时板料起皱，直接影响冲压件品质。压边圈型面要求表面光顺，采用可延展的型面形状，如单曲面或锥形面避免采用双曲面和球面，否则板料会在压边圈闭合时由于积料而影响表面质量对于铝合金冲压零件，应当避免将产品部分设计在压边圈型面上铝比钢更容易材料硬化，建议产品形状一次成型到位，不要采用整形借助凸筋形状对开裂风险区的材料进行局部保护，消除开裂风险1．拉延模实验证明，表面镀铬处理方法相比其它方法更能有助于减小铝合金板表面 擦伤和降低因表面氧化层剥落而造成的 模具磨损。由于铝合金板回弹量大于钢板，模具结构设计时应预留足够的型面补偿再加工余量。根据实践经验，铝合金板零 件需要的补偿再加工次数往往会比钢板多一次。如何减少铝合金板修边的残屑和毛刺是铝合金板推广应用的首要研究课题。铝合金板修边残屑和毛刺来源于刃口初始切入以及与板材断面之间的摩擦，其严重程度取决于修边角度和刃口间隙。修边速度对其影响程度不大。修边角度、刃口间隙和刃口半径冲孔刃口间隙刃口吃入量增大压料力有助于减少残屑量、提升面品质量废料刀表面处理 。3．翻边模翻边刀块间隙翻边刀块吃入量翻边上模圆角翻边下模圆角表面处理包边角度灵活，可完成常规包边模包边工艺无法完成的包边角度；适用于铝合金板的包边。常规包边模包边工艺通常会导致铝合金板的包边开裂；包边路径的优化设计；包边调试需要计算机预编程以及现场程序调整，对工作人员的技术要求较高。当前以计算机仿真为基础的板料成 形技术在冲压领域迅速发展，开始从经验走向科学化和实用化。冲压成形仿真除保证材料性能参数的输入精度，冲压仿真的其它参数也需要在准确性和正确性上深入研究。有限单元（膜单元和壳单元等）的类型选取和积分点的确定；压边力和成形吨位的预测方法；板料形状尺寸的优化方法。铝合金板与模具型面的摩擦系数在冲压成形仿真中通常定义为 0.2，而钢板则取值0.125～0.15。起皱 / 叠料缺陷评价；冲击线 / 滑移线缺陷评价；外表光顺性评价。回弹预测模面补偿技术是控制板材冲压回弹的核心技术。基于计算机仿真的模面补偿技术依赖于回弹预测精度。回弹预测的精度主要取决于用户对软件的应用程度、精确的材料仿真模型、合理的有限元单元选择和精确的接触算法。事实证明，对这些因素的综合考虑能够使得回弹预测与实测结果比较吻合。预留足够的型面补偿再加工余量；型面补偿尽量不要调整模口线位置；工序间工艺型面的差异变化。设计缺少工艺和制造经验，难以兼顾产品结构的制造工艺性；国内冲压行业自动化程度低；缺少专门进行冲压生产线虚拟验证系统对 制造过程进行预测和诊断。目前汽车冲压件开发的国际商业软件仅能解决整个产品开发链中的局部环节问题，且功能相对独立，均无法为冲压件设计开发提供整体解决方案。需要集各软件功能优势于一体，采用“一站式”创新算法，通过贯穿整个设计开发链的软件解决方案创建我国独立自主的“汽车冲压件智能设计开发平台”。
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