一、鋁闆沖壓件的工藝難點及常見缺陷

１.成形性差

２.起皺傾向嚴重

與鋼(gāng)闆相比，鋁闆的起皺與開 裂之間(jiān)的窗口較窄，起皺傾向嚴重。

3.回彈(dàn)量大，零件精度控制困難(nán)

鋁闆的彈(dàn)性模量僅爲鋼(gāng)闆的三分之一，零件更易回彈(dàn)。

４.包邊(biān)性差，易開裂和産(chǎn)生“桔皮”缺陷

５.闆材表面氧化層(céng)粘性強(qiáng)，影響 模具使用壽命

鋁闆表面氧化層在闆料拉延過 程中與模具表面摩擦較大，易剝(bō)落並(bìng)粘 在模具表面造成模具損傷。

６.修邊(biān)後毛刺較大並(bìng)碎屑堆積嚴重，零件面品受到影響且模具維護成本增加，1、毛刺，2、修邊(biān)殘屑

二、鋁合金闆沖壓件的産品設計準則

1．鋁闆的零件的形狀不宜太 複(fù)雜，深度不宜太深，形狀、深度的過(guò) 渡盡可能平緩。

2.通過增加内外闆的支撐(chēng)點(diǎn)，增強鋁合金外闆的抗彎曲能力。

3.翻邊(biān)設計 鋁闆四門兩蓋的總成工藝通常採(cǎi)用滾輪包邊(biān)。

外闆(bǎn)翻邊(biān)高度要求； 翻邊(biān)高度的公差要求。

三、合金鋁闆沖壓工藝設計指南

1、沖壓成形方法種類

⑴傳統沖壓

⑵液壓成形

⑶溫熱成形

2．傳統沖(chōng)壓的工藝設計，沖(chōng)壓工藝設計是連結産(chǎn)品結構設計

和模具設計制造的紐帶(dài)。精益制造的實現來源於(yú)精益的工藝設計。

工藝方案的選擇 沖壓方向的確(què)定； 壓邊(biān)圈的設計和優化； 模口線的設定； 工藝補充的細化； 拉延筋的設計。 工藝設計需嚴格遵循以下原則，力求工藝設計的最優化： 以保證沖壓件質量爲前提條件的工序最少化；

模具簡單化、生産成本最少化； 材料成本最小化（如考慮闆料的合理排樣
、拉延工藝補(bǔ)充最小化）； 滿足沖壓生産設備(bèi)； 充分利用沖壓成形仿真技術，科學優化零件結構。

壓邊(biān)圈設計 工藝型面設計的首要任務是確(què)保壓邊(biān)圈型面的設計質量。不當的壓邊(biān)圈型 面設計會造成壓邊(biān)圈合模時闆料起皺， 直接影響沖壓件品質。

⑴壓邊圈型面要求表面光順，採(cǎi)用可延展的型面形狀，如單曲面或錐形面 避免採(cǎi)用雙曲面和球面，否則闆料 會在壓邊圈閉合時由於(yú)積料而影響表面質量

⑵壓邊(biān)圈型面盡量随零件形狀以保 證各處(chù)的拉深高度一緻

⑶採(cǎi)用“蝴蝶翅”壓邊(biān)圈設計理念

⑷對於(yú)鋁合金沖壓零件，應當避免 将産品部分設計在壓邊(biān)圈型面上

工藝補充面

⑴鋁比鋼更容易材料硬化，建議産(chǎn) 品形狀一次成型到位，不要採(cǎi)用整形

⑵最小凸 / 凹模圓(yuán)角半徑(jìng)

⑶拔模角度

⑷修邊線

⑸採(cǎi)用吸料筋和凸筋消除 / 減(jiǎn)小起 皺缺陷

⑹借助凸筋形狀對(duì)開裂風(fēng)險區的材 料進行局部保護，消除開裂風(fēng)險

拉延筋設計

⑴拉延筋的走向

⑵拉延筋的形狀尺寸

⑶拉延筋 CAD 型面的自動(dòng)生成

四、沖(chōng)壓模具設計關(guān)鍵事項

1．拉延模 實驗證明，表面鍍鉻處理方法相比其它方法更能有助於(yú)減小鋁闆表面 擦傷和降低因表面氧化層剝(bō)落而造成的 模具磨損。

由於(yú)鋁闆回彈量大於(yú)鋼闆，模 具結構設計時應預留足夠的型面補(bǔ)償再加工餘量。根據實踐經驗，鋁闆零 件需要的補(bǔ)償再加工次數往往會比鋼闆 多一次。

2．修邊模

如何減少鋁闆修邊(biān)的殘(cán)屑和毛刺是鋁闆推廣應用的首要研究課題。

鋁闆修邊(biān)殘屑和毛刺來源於(yú)刃 口初始切入以及與闆材斷面之間的摩擦，其嚴重程度取決於(yú)修邊(biān)角度和刃口 間隙
。修邊(biān)速度對其影響程度不大。

修邊(biān)角度、刃口間隙和刃口半徑 沖孔刃口間隙刃口吃入量 增大壓料力有助於(yú)減少殘屑量、提升面品質量廢料刀表面處理 。

3．翻邊(biān)模 翻邊(biān)刀塊間隙 翻邊(biān)刀塊吃入量翻邊(biān)上模圓角翻邊(biān)下模圓角表面處(chù)理

4．包邊

⑴採用包邊模包邊

⑵採用滾輪包邊

優點 ：

包邊(biān)角度靈活，可完成常規(guī)包邊(biān)模 包邊(biān)工藝無法完成的包邊(biān)角度；

适用於(yú)鋁闆的包邊(biān)。常規包邊(biān) 模包邊(biān)工藝通常會導緻鋁闆的包邊(biān) 開裂；

滾輪包邊(biān)工藝造成的包邊(biān)回彈(dàn)量較小。

難點 ：

包邊(biān)路徑的優化設計； 包邊(biān)調試需要計算機預編(biān)程以及現場程序調整，對工作人員的技術要求較高。

五、鋁(lǚ)闆成形仿真技術應用 及缺陷解決(jué)方案

當前以計算機仿真爲基礎(chǔ)的闆料成 形技術在沖(chōng)壓領域迅速發展
，開始從經 驗走向科學化和實用化。

沖壓成形仿真 除保證材料性能參(cān)數的輸入精度，沖壓仿真的其它參(cān)數也需要在準確(què)性和 正確(què)性上深入研究。

主要包括： 仿真軟(ruǎn)件的選(xuǎn)用；

工藝型面和闆料的有限單(dān)元網格劃(huà)分；

有限單(dān)元（膜單(dān)元和殼單(dān)元等）的 類型選取和積分點的確(què)定；

單(dān)元網格自适應性劃分的參(cān)數設置；

模具型面在沖(chōng)壓過程中的運動關系和參(cān)數設定；

壓邊(biān)力和成形噸位的預測(cè)方法； 闆料形狀尺寸的優化方法。 鋁闆與模具型面的摩擦系數在 沖壓成形仿真中通常定義爲 0.2，而鋼 闆則取值 0.125～0.15。

用於(yú)仿真的材料參(cān)數模型； 開裂缺陷評價；

起皺 / 疊料缺陷評價； 沖擊線 / 滑移線缺陷評價； 外表光順性評價。 回彈預測模面補(bǔ)償技術是控制闆材沖壓回彈 的核心技術。基於(yú)計算機仿真的模面補(bǔ) 償技術依賴於(yú)回彈預測精度。

回彈預測的精度主要取決於(yú)用戶對 軟件的應用程度、準確(què)的材料仿真模型、 合理的有限元單元選擇和準確(què)的接觸算 法。事實證明，對這些因素的綜合考慮 能夠使得回彈預測與實測結果比較吻合。

六、鋁闆沖壓件回彈補(bǔ)償(cháng)技 術應用及控制策略

預留足夠的型面補(bǔ)償再加工餘量； 型面補(bǔ)償盡量不要調整模口線位置； 工序間工藝型面的差異變(biàn)化。