车用铝合金板件在冲裁过程中产生毛刺的原因分析

车用铝合金板件在冲裁过程中产生毛刺的原因分析

汽车轻量化是汽车行业发展的重要方向,采用轻量化材料是实现汽车轻量化的主要方式。铝合金板件具有体积质量比小、耐腐蚀、比刚度高以及散热性能好等优点，成为了汽车行业关注的替代材料。铝合金材料由于自身的材料特性，使其成形特点及工艺参数与传统车用钢板之间存在较大差异。而包含修边、落料和冲孔在内的冲裁工艺是汽车覆盖件成形工艺中的重要工艺。对铝合金板件进行冲裁，需要注意冲裁后产生的毛刺。毛刺的产生将会伴随生产过程，一直延续到装配完整的整车上，其严重影响汽车的外观质量。因而，必须对铝合金板件冲裁过程中毛刺产生的原因和影响因素进行分析。

铝合金板件在冲裁过程中，从凸模接触板料开始到冲裁结束，可将整个过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段。毛刺主要产生于塑性变形阶段，此时凸模和凹模的刃口切入铝合金板件中，刃口正面材料被压缩，刃尖部分为高水压状态，这就使裂纹的起点不在刃口尖部，而在距离刃尖附近的模具侧面。这样，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。毛刺的产生与材料本身的性能参数、凸凹模刃口间隙、刃口几何形状、润滑条件和剪切线曲率、温度、压料力、剪切角度等多种因素相关。以6111-T4铝合金板件为例，通过单因素影响分析，确定了汽车覆盖件模具与修边刃口之间的间隙必须小于0.1mm，剪切角度必须控制在30°～-15°之间，这样才能保证产生的毛刺不会引起汽车外观质量明显下降。

Sergey Golovashchenko et al.

SAE 2016-01-0348.

编译：王祥