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铝板冲压技术工艺

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铝板冲压技术工艺

发布日期:2022-12-19 作者: 点击:

一、铝板冲压件的工艺难点及常见缺陷

1.成形性差

2.起皱倾向严重

与钢板相比,铝板的起皱与开 裂之间的窗口较窄,起皱倾向严重。

3.回弹量大,零件精度控制困难

铝板的弹性模量仅为钢板的三分之一,零件更易回弹。

4.包边性差,易开裂和产生“桔皮”缺陷

5.板材表面氧化层粘性强,影响 模具使用寿命

铝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,1、毛刺,2、修边残屑

二、铝合金板冲压件的产品设计准则

1.铝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 铝板四门两盖的总成工艺通常采用滚轮包边。

外板翻边高度要求; 翻边高度的公差要求。

三、合金铝板冲压工艺设计指南

1、冲压成形方法种类

⑴传统冲压

⑵液压成形

⑶温热成形

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Z优化: 以保证冲压件质量为前提条件的工序Z少化;

模具简单化、生产成本Z少化; 材料成本Z小化(如考虑板料的合理排样、拉延工艺补充Z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。

⑴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

⑵压边圈型面尽量随零件形状以保 证各处的拉深高度一致

⑶采用“蝴蝶翅”压边圈设计理念

⑷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

工艺补充面

⑴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

⑵Z小凸 / 凹模圆角半径

⑶拔模角度

⑷修边线

⑸采用吸料筋和凸筋消除 / 减小起 皱缺陷

⑹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

拉延筋设计

⑴拉延筋的走向

⑵拉延筋的形状尺寸

⑶拉延筋 CAD 型面的自动生成

四、冲压模具设计关键事项

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,铝板零 件需要的补偿再加工次数往往会比钢板 多一次。

2.修边模

如何减少铝板修边的残屑和毛刺是铝板推广应用的首要研究课题。

铝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

4.包边

⑴采用包边模包边

⑵采用滚轮包边

优点 :

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;

适用于铝板的包边。常规包边 模包边工艺通常会导致铝板的包边 开裂;

滚轮包边工艺造成的包边回弹量较小。

难点 :

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。

五、铝板成形仿真技术应用 及缺陷解决方案

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。

主要包括: 仿真软件的选用;

工艺型面和板料的有限单元网格划分;

有限单元(膜单元和壳单元等)的 类型选取和积分点的确定;

单元网格自适应性划分的参数设置;

模具型面在冲压过程中的运动关系和参数设定;

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。

用于仿真的材料参数模型; 开裂缺陷评价;

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、准确的材料仿真模型、 合理的有限元单元选择和准确的接触算 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。

六、铝板冲压件回弹补偿技 术应用及控制策略

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。

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