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您當前的位置是：五金沖壓件 >> 行業(yè)動態(tài)鋁合金沖壓件縮頸拉裂的解決方案
發(fā)布時間：2021-04-30 23:44:00
汽車覆蓋件中鋁合金沖壓件與不銹鋼沖壓件對比，具有質(zhì)量輕、散熱快、吸音性能好、不銹蝕等優(yōu)點。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)千沖程停機時間高達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。其次是鋁料有時效特點，熱處理后隨時間增加，鋁本身強度、硬度升高，塑性、韌性下降。一般鋁卷料熱處理后需要在6個月時間內(nèi)進行生產(chǎn)，而在這6個月的生產(chǎn)窗口里，由于時效原因不同批次鋁料生產(chǎn)前機械性能千差萬別，在模具中成形時模具裕度與材料性能的匹配性差，縮頸拉裂時有發(fā)生。
沖壓加工廠解決縮頸拉裂問題方案如下：
1.板料時效控制：
鋁板料有時效的特性，隨時間增加強度、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)、運輸、溫度等等條件的不同，在沖壓生產(chǎn)前鋁板料的機械性能差異性很大，對模具的生產(chǎn)調(diào)整影響很大，也造成了連續(xù)生產(chǎn)時經(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)的機械性能區(qū)間，然后利用鋁料時效的特性，掌握時效規(guī)律，針對屈服強度偏低的鋁料放置停用使其自然時效，屈服強度升高至預(yù)期的范圍后再進行生產(chǎn)。
2.鋁板機械性能預(yù)警及區(qū)間供貨
通過對板料料卡進行改革，將板料所有信息都打印至料卡上，方便生產(chǎn)問題出現(xiàn)后快速進行材料性能比對分析。另外對生產(chǎn)出現(xiàn)過問題的性能數(shù)據(jù)進行總結(jié)歸納，形成每個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，輔助進行縮頸拉裂點優(yōu)化
針對模具固定位置容易產(chǎn)生縮頸拉裂問題，特別是拉延模擬報告中理論縮頸最大點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)備進行優(yōu)化。
4.Comsmart網(wǎng)格監(jiān)控
通過生產(chǎn)經(jīng)驗，整理總結(jié)鋁件易發(fā)生的縮頸拉裂位置，對這些位置進行模具裕度監(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），通過手持攝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，從拍照到計算機計算結(jié)束約1個小時即可完成，具有操作方便、快捷、易標定等優(yōu)點。完成后輸出分析報告，提示哪些位置安全，哪些位置還有風(fēng)險。針對風(fēng)險位置，模具維修人員評估進一步優(yōu)化的可行性。
5.設(shè)備特殊功能開發(fā)
當前沖壓件生產(chǎn)設(shè)備中，拉延下氣墊已經(jīng)可以實現(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。
推薦文章：沖壓件加工中必遵守的技術(shù)性規(guī)定
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。其次是鋁料有時效特點，熱處理后隨時間增加，鋁本身強度、硬度升高，塑性、韌性下降。一般鋁卷料熱處理后需要在6個月時間內(nèi)進行生產(chǎn)，而在這6個月的生產(chǎn)窗口里，由于時效原因不同批次鋁料生產(chǎn)前機械性能千差萬別，在模具中成形時模具裕度與材料性能的匹配性差，縮頸拉裂時有發(fā)生。
沖壓加工廠解決縮頸拉裂問題方案如下：
1.板料時效控制：
鋁板料有時效的特性，隨時間增加強度、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)、運輸、溫度等等條件的不同，在沖壓生產(chǎn)前鋁板料的機械性能差異性很大，對模具的生產(chǎn)調(diào)整影響很大，也造成了連續(xù)生產(chǎn)時經(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)的機械性能區(qū)間，然后利用鋁料時效的特性，掌握時效規(guī)律，針對屈服強度偏低的鋁料放置停用使其自然時效，屈服強度升高至預(yù)期的范圍后再進行生產(chǎn)。
2.鋁板機械性能預(yù)警及區(qū)間供貨
通過對板料料卡進行改革，將板料所有信息都打印至料卡上，方便生產(chǎn)問題出現(xiàn)后快速進行材料性能比對分析。另外對生產(chǎn)出現(xiàn)過問題的性能數(shù)據(jù)進行總結(jié)歸納，形成每個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，輔助進行縮頸拉裂點優(yōu)化
針對模具固定位置容易產(chǎn)生縮頸拉裂問題，特別是拉延模擬報告中理論縮頸最大點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)備進行優(yōu)化。
4.Comsmart網(wǎng)格監(jiān)控
通過生產(chǎn)經(jīng)驗，整理總結(jié)鋁件易發(fā)生的縮頸拉裂位置，對這些位置進行模具裕度監(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），通過手持攝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，從拍照到計算機計算結(jié)束約1個小時即可完成，具有操作方便、快捷、易標定等優(yōu)點。完成后輸出分析報告，提示哪些位置安全，哪些位置還有風(fēng)險。針對風(fēng)險位置，模具維修人員評估進一步優(yōu)化的可行性。
5.設(shè)備特殊功能開發(fā)
當前沖壓件生產(chǎn)設(shè)備中，拉延下氣墊已經(jīng)可以實現(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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