一、鋁板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

與鋼板相比，鋁板的起皺與開 裂之間的窗口較窄，起皺傾向嚴重。

3.回彈量大，零件精度控制困難

鋁板的彈性模量僅為鋼板的三分之一，零件更易回彈。

４.包邊性差，易開裂和產生“桔皮”缺陷

５.板材表面氧化層粘性強，影響 模具使用壽命

鋁板表面氧化層在板料拉延過 程中與模具表面摩擦較大，易剝落并粘 在模具表面造成模具損傷。

６.修邊后毛刺較大并碎屑堆積嚴重，零件面品受到影響且模具維護成本增加，1、毛刺，2、修邊殘屑

二、鋁合金板沖壓件的產品設計準則

1．鋁板的零件的形狀不宜太 復雜，深度不宜太深，形狀、深度的過 渡盡可能平緩。

2.通過增加內外板的支撐點，增強鋁合金外板的抗彎曲能力。

3.翻邊設計 鋁板四門兩蓋的總成工藝通常采用滾輪包邊。

外板翻邊高度要求； 翻邊高度的公差要求。

三、合金鋁板沖壓工藝設計指南

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．傳統沖壓的工藝設計，沖壓工藝設計是連結產品結構設計

和模具設計制造的紐帶。精益制造的實現來源于精益的工藝設計。

工藝方案的選擇 沖壓方向的確定； 壓邊圈的設計和優化； ?？诰€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Z優化： 以保證沖壓件質量為前提條件的工序Z少化；

模具簡單化、生產成本Z少化； 材料成本Z小化（如考慮板料的合理排樣、拉延工藝補充Z小化）； 滿足沖壓生產設備； 充分利用沖壓成形仿真技術，科學優化零件結構。

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

⑴壓邊圈型面要求表面光順，采用可延展的型面形狀，如單曲面或錐形面 避免采用雙曲面和球面，否則板料 會在壓邊圈閉合時由于積料而影響表面質量

⑵壓邊圈型面盡量隨零件形狀以保 證各處的拉深高度一致

⑶采用“蝴蝶翅”壓邊圈設計理念

⑷對于鋁合金沖壓零件，應當避免 將產品部分設計在壓邊圈型面上

工藝補充面

⑴鋁比鋼更容易材料硬化，建議產 品形狀一次成型到位，不要采用整形

⑵Z小凸 / 凹模圓角半徑

⑶拔模角度

⑷修邊線

⑸采用吸料筋和凸筋消除 / 減小起 皺缺陷

⑹借助凸筋形狀對開裂風險區的材 料進行局部保護，消除開裂風險

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 型面的自動生成

四、沖壓模具設計關鍵事項

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于減小鋁板表面 擦傷和降低因表面氧化層剝落而造成的 模具磨損。

由于鋁板回彈量大于鋼板，模 具結構設計時應預留足夠的型面補償再加工余量。根據實踐經驗，鋁板零 件需要的補償再加工次數往往會比鋼板 多一次。

2．修邊模

如何減少鋁板修邊的殘屑和毛刺是鋁板推廣應用的首要研究課題。

鋁板修邊殘屑和毛刺來源于刃 口初始切入以及與板材斷面之間的摩擦，其嚴重程度取決于修邊角度和刃口 間隙。修邊速度對其影響程度不大。

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

3．翻邊模 翻邊刀塊間隙 翻邊刀塊吃入量翻邊上模圓角翻邊下模圓角表面處理

4．包邊

⑴采用包邊模包邊

⑵采用滾輪包邊

優點 ：

包邊角度靈活，可完成常規包邊模 包邊工藝無法完成的包邊角度；

適用于鋁板的包邊。常規包邊 模包邊工藝通常會導致鋁板的包邊 開裂；

滾輪包邊工藝造成的包邊回彈量較小。

難點 ：

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

五、鋁板成形仿真技術應用 及缺陷解決方案

當前以計算機仿真為基礎的板料成 形技術在沖壓領域迅速發展，開始從經 驗走向科學化和實用化。

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

主要包括： 仿真軟件的選用；

工藝型面和板料的有限單元網格劃分；

有限單元（膜單元和殼單元等）的 類型選取和積分點的確定；

單元網格自適應性劃分的參數設置；

模具型面在沖壓過程中的運動關系和參數設定；

壓邊力和成形噸位的預測方法； 板料形狀尺寸的優化方法。 鋁板與模具型面的摩擦系數在 沖壓成形仿真中通常定義為 0.2，而鋼 板則取值 0.125～0.15。

用于仿真的材料參數模型； 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。 回彈預測模面補償技術是控制板材沖壓回彈 的核心技術?；谟嬎銠C仿真的模面補 償技術依賴于回彈預測精度。

回彈預測的精度主要取決于用戶對 軟件的應用程度、準確的材料仿真模型、 合理的有限元單元選擇和準確的接觸算 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、鋁板沖壓件回彈補償技 術應用及控制策略

預留足夠的型面補償再加工余量； 型面補償盡量不要調整?？诰€位置； 工序間工藝型面的差異變化。