車用鋁合金板件在沖裁過(guò)程中產(chǎn)生毛刺的原因分析

車用鋁合金板件在沖裁過(guò)程中產(chǎn)生毛刺的原因分析

汽車輕量化是汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向,采用輕量化材料是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的主要方式。鋁合金板件具有體積質(zhì)量比小、耐腐蝕、比剛度高以及散熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為了汽車行業(yè)關(guān)注的替代材料。鋁合金材料由于自身的材料特性，使其成形特點(diǎn)及工藝參數(shù)與傳統(tǒng)車用鋼板之間存在較大差異。而包含修邊、落料和沖孔在內(nèi)的沖裁工藝是汽車覆蓋件成形工藝中的重要工藝。對(duì)鋁合金板件進(jìn)行沖裁，需要注意沖裁后產(chǎn)生的毛刺。毛刺的產(chǎn)生將會(huì)伴隨生產(chǎn)過(guò)程，一直延續(xù)到裝配完整的整車上，其嚴(yán)重影響汽車的外觀質(zhì)量。因而，必須對(duì)鋁合金板件沖裁過(guò)程中毛刺產(chǎn)生的原因和影響因素進(jìn)行分析。

鋁合金板件在沖裁過(guò)程中，從凸模接觸板料開(kāi)始到?jīng)_裁結(jié)束，可將整個(gè)過(guò)程分為彈性變形階段、塑性變形階段和斷裂分離階段。毛刺主要產(chǎn)生于塑性變形階段，此時(shí)凸模和凹模的刃口切入鋁合金板件中，刃口正面材料被壓縮，刃尖部分為高水壓狀態(tài)，這就使裂紋的起點(diǎn)不在刃口尖部，而在距離刃尖附近的模具側(cè)面。這樣，在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長(zhǎng)，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺。毛刺的產(chǎn)生與材料本身的性能參數(shù)、凸凹模刃口間隙、刃口幾何形狀、潤(rùn)滑條件和剪切線曲率、溫度、壓料力、剪切角度等多種因素相關(guān)。以6111-T4鋁合金板件為例，通過(guò)單因素影響分析，確定了汽車覆蓋件模具與修邊刃口之間的間隙必須小于0.1mm，剪切角度必須控制在30°～-15°之間，這樣才能保證產(chǎn)生的毛刺不會(huì)引起汽車外觀質(zhì)量明顯下降。

Sergey Golovashchenko et al.

SAE 2016-01-0348.

編譯：王祥