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鋁合金沖壓件縮頸拉裂的解決方案

作者：五金沖壓編輯????來源：本站原創(chuàng)????發(fā)布時(shí)間：2021-04-27T08:12:48????瀏覽量：

汽車覆蓋件中鋁合金沖壓件與不銹鋼沖壓件對(duì)比，具有質(zhì)量輕、散熱快、吸音性能好、不銹蝕等優(yōu)點(diǎn)。目前用于沖壓件的鋁合金板材多是6000系鋁合金，由于鋁件與鋼件材料不同，在沖壓生產(chǎn)典型的兩大工藝中，成形工藝中的縮頸拉裂問題，以及分離工藝中的料屑問題有較為突出的影響。新制模具鋁件料屑問題每生產(chǎn)千沖程停機(jī)時(shí)間高達(dá)20min，超過普通鋼件5倍，同品種縮頸拉裂頻次鋁件高于鋼件3倍。
在成形工藝中，鋁件與鋼件相比更易出現(xiàn)縮頸拉裂問題。該問題主要有兩方面原因：一是相同塑性硬化指數(shù)n值的鋁合金板的沖壓成形性能遠(yuǎn)低于冷軋鋼板。鋁料自身厚向異性指數(shù)r值低，深沖性、局部斷后伸長率都較低，成形窗口窄，成形能力只有鋼的1/3。其次是鋁料有時(shí)效特點(diǎn)，熱處理后隨時(shí)間增加，鋁本身強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。一般鋁卷料熱處理后需要在6個(gè)月時(shí)間內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，而在這6個(gè)月的生產(chǎn)窗口里，由于時(shí)效原因不同批次鋁料生產(chǎn)前機(jī)械性能千差萬別，在模具中成形時(shí)模具裕度與材料性能的匹配性差，縮頸拉裂時(shí)有發(fā)生。
沖壓加工廠解決縮頸拉裂問題方案如下：
1.板料時(shí)效控制：
鋁板料有時(shí)效的特性，隨時(shí)間增加強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。由于板料制造工藝、熱處理后出廠狀態(tài)、運(yùn)輸、溫度等等條件的不同，在沖壓生產(chǎn)前鋁板料的機(jī)械性能差異性很大，對(duì)模具的生產(chǎn)調(diào)整影響很大，也造成了連續(xù)生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)縮頸拉裂等問題。為解決這一問題可以先積累出模具可以穩(wěn)定生產(chǎn)的機(jī)械性能區(qū)間，然后利用鋁料時(shí)效的特性，掌握時(shí)效規(guī)律，針對(duì)屈服強(qiáng)度偏低的鋁料放置停用使其自然時(shí)效，屈服強(qiáng)度升高至預(yù)期的范圍后再進(jìn)行生產(chǎn)。
2.鋁板機(jī)械性能預(yù)警及區(qū)間供貨
通過對(duì)板料料卡進(jìn)行改革，將板料所有信息都打印至料卡上，方便生產(chǎn)問題出現(xiàn)后快速進(jìn)行材料性能比對(duì)分析。另外對(duì)生產(chǎn)出現(xiàn)過問題的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)歸納，形成每個(gè)鋁合金沖壓件品種自己的性能預(yù)警區(qū)間，超出區(qū)間的使用藍(lán)色卡片料卡，起到缺陷提前預(yù)警作用。
3.利用Autoform、ATos等數(shù)字化手段，輔助進(jìn)行縮頸拉裂點(diǎn)優(yōu)化
針對(duì)模具固定位置容易產(chǎn)生縮頸拉裂問題，特別是拉延模擬報(bào)告中理論縮頸最大點(diǎn)或者超過安全裕度線（FLC）的，可以輔助使用數(shù)字化軟件和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。
4.Comsmart網(wǎng)格監(jiān)控
通過生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，整理總結(jié)鋁件易發(fā)生的縮頸拉裂位置，對(duì)這些位置進(jìn)行模具裕度監(jiān)控，主要使用Comsmart網(wǎng)格應(yīng)變分析設(shè)備（4×500萬像素三維立體攝像頭），通過手持?jǐn)z像頭拍照的方式獲取監(jiān)控區(qū)網(wǎng)格應(yīng)變的具體情況，從拍照到計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)束約1個(gè)小時(shí)即可完成，具有操作方便、快捷、易標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)。完成后輸出分析報(bào)告，提示哪些位置安全，哪些位置還有風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)位置，模具維修人員評(píng)估進(jìn)一步優(yōu)化的可行性。
5.設(shè)備特殊功能開發(fā)
當(dāng)前沖壓件生產(chǎn)設(shè)備中，拉延下氣墊已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)分段壓力功能，蓋通過設(shè)置分段下氣墊壓力，成形前期板料流動(dòng)階段使用小壓力成形，后期零件形狀固定階段使用大壓力穩(wěn)定尺寸精度。使用分段壓力設(shè)置可以有效解決深拉延鋁合金沖壓件的拉裂問題。
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