冲压件是市场上常见的加工零件,它的应用行业很多,不同的冲压件加工类型也不同。轿车冲压件是汽车制造业中使用最多的加工零件,而铝合金冲压件是其中之一。因此,在加工汽车铝合金冲压件时,应如何解决冲床缩口拉裂?
铝合金冲压件与不锈钢冲压件相比,具有质量轻、散热快、吸音性好、不生锈等优点。现有铝合金冲压件主要采用6,000系铝合金,由于铝件和钢材质不同,在冲压生产的两大主要工艺中,采用了成形工艺中的缩颈拉裂和分选工艺对料屑的影响更为显著。新制模铝屑问题,每生产千冲程的停机时间可达20分钟,超过普通钢件的5倍,同品种的缩颈铝件频率比钢的3倍以上。
相对于钢件,铝件的成形工艺,更容易发生缩颈拉裂。造成这一问题的主要原因有二:第一,相同塑性硬化指数n值的铝合金板的冲压成形性能比冷轧钢板低得多。铝材料本身的厚度向异性指数低、深冲性大,局部断后延伸率低,成形窗口窄,成形能力仅为钢的1/3。第二,铝材具有时效特性,随着热处理后的时间增加,铝本身的强度、硬度上升、塑性、韧性降低。一般而言,铝卷经过热处理后需要6个月的生产,而在这6个月的生产窗口中,由于时效原因,不同批次的铝在生产前机械性能差异很大,在模具中成形时模具裕度与材料性能的匹配性差,缩颈拉裂时有发生。
冲压厂的缩口处理方案如下:
1.板材时效控制:
铝板材具有老化性能,强度随时间增加,硬度提高,塑性降低。在冲压生产之前,由于板材的制造工艺、热处理后的出厂状态、运输、温度等条件的不同,铝板料在冲压生产之前的机械性能差异很大,对模具的生产调整影响很大,也造成了连续生产中经常出现的缩颈拉裂等问题。为了解决这一问题,可以先积累模具能稳定生产的力学性能区间,然后利用铝的时效特性,掌握时效规律,对屈服度较低的铝放置停止使用,使其自然时效,屈服强度提高到预期范围后,才能生产。
2.铝板机械性能预警和间歇供应。
改造了板材的料卡,把所有的板材信息打印到料卡上,方便了生产过程中出现的问题,对物料的性能进行快速的对比分析。此外,还总结和归纳了生产中出现的性能问题的指标数据,形成了每一种铝合金冲压件的性能预警范围,超过了时间范围使用蓝色卡料卡,起到缺陷提前预警作用。
3.利用Autoform、ATos等数字化手段,协助优化缩颈部位的拉裂。
对于模具固定位置易出现缩颈现象,尤其是拉延模拟中所报告的理论缩颈最大点或超过安全裕度线(FLC)时,可在数字软件和设备上辅助优化。
4.智能网格监测系统。
根据经验,整理总结了铝件容易发生缩颈断裂的位置,对这些部位进行了模具裕度监测,一种主要的应用是网格应变分析装置(4×500万像素的三维立体摄像机),手持式摄像机拍摄,可得到监控区域内网格应变的具体情况,从拍摄到电脑运算结束约1小时,即可完成,其优点是易于操作、快速、易于校准。结束后输出分析报告,提示哪个位置安全,哪个位置还有风险。对于风险点,模具维护人员对进一步优化进行了评价。
5.特殊功能的设备开发。
在目前的冲压件生产设备中,拉延下气垫已能实现分段压力的功能,盖板通过设定分段下气垫压力,在成形前期采用小压力成形,后压下拉延下气垫实现。采用分段压力设置可有效解决深拉延铝合金冲压件的拉裂问题。
上述是有关汽车铝合金冲压件加工的有关内容,任何加工零件都需要根据其材料、特性等进行不同的加工方案,并在加工过程中及时解决出现的问题。但愿上面能对读者有所帮助。
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