Сморщивание является распространенным дефектом в процессе штамповки автомобильного алюминиевого листа, особенно при обработке сложных изогнутых деталей. Эта проблема тесно связана со свойствами материала и параметрами процесса, и ее можно эффективно избежать, точно контролируя ключевые этапы.
Пластичность и анизотропия материала являются факторами, влияющими на образование складок. Удлинение автомобильного алюминиевого листа обычно составляет от 15% до 25%. Если деформация штампованной детали превышает предел материала, вероятно возникновение локальных складок. Кроме того, волокнистая структура, образующаяся во время прокатки, вызывает анизотропию, что приводит к меньшему сопротивлению деформации в направлении прокатки, чем в перпендикулярном направлении. Неправильное расположение заготовки может привести к сморщиванию из-за неравномерного усилия. Поэтому перед штамповкой ориентацию заготовки необходимо отрегулировать в соответствии с текстурой прокатанного автомобильного алюминиевого листа, чтобы гарантировать, что направление первичной деформации совпадает с направлением прокатки.
Настройка усилия заготовки является ключевым параметром для предотвращения складок. При штамповке автомобильного алюминиевого листа усилие заготовки должно соответствовать толщине материала и степени деформации и обычно контролируется в пределах от 50 до 300 кН. Для тонких листов толщиной менее 1 мм слишком малая сила удержания заготовки может привести к слишком быстрому растеканию заготовки, что приведет к образованию волнистых складок. Слишком большая сила может увеличить трение и вызвать растрескивание. Можно использовать поэтапное управление силой удержания заготовки: использование низкого давления на начальных этапах волочения для обеспечения плавного потока материала и постепенное увеличение давления на средних этапах, чтобы предотвратить избыточное накопление материала, что эффективно снижает вероятность образования складок.
Зазор пуансона и матрицы, а также радиус скругления должны быть точно подобраны. При штамповке автомобильного алюминиевого листа зазор должен быть в 1,1-1,2 раза больше толщины материала. Слишком большой зазор может легко привести к образованию складок во время деформации, а слишком маленький может увеличить трение и вызвать царапины на поверхности. Радиус угла матрицы должен быть в 8-10 раз больше толщины листа. Слишком маленькое скругление увеличивает сопротивление потоку материала, что приводит к локальному скоплению материала и образованию складок; слишком большое количество скругления снижает эффект удержания заготовки. Например, для автомобильного алюминиевого листа толщиной 1,2 мм радиус угла матрицы рекомендуется составлять 10–12 мм с зазором, контролируемым в пределах 1,3–1,4 мм.
Конструкция формы и размера заготовки требует оптимизации. Неподходящие заготовки могут привести к затруднению плавной передачи лишнего материала в процессе штамповки, что приведет к образованию складок. Анализ моделирования CAE может предсказать тенденции потока материала и придать заготовке ступенчатую или изогнутую форму, чтобы заранее исключить излишки материала. Например, профиль кромки заготовок из алюминиевого листа для автомобильных дверных панелей необходимо регулировать в соответствии с глубиной вытяжки, чтобы обеспечить сбалансированный поток материала по всем участкам и минимизировать образование складок в источнике.
Скоординированный контроль смазки и скорости штамповки также имеет решающее значение. Нанесение на поверхность алюминиевого листа специализированной штамповочной смазки (вязкостью 20-30 сСт) позволяет снизить коэффициент трения до уровня ниже 0,1, смягчая неравномерное сопротивление течению материала. Рекомендуемая скорость штамповки 150-250 мм/с. Превышение скорости может привести к задержке реакции материала и локальному образованию складок. Чрезмерные скорости увеличивают время контакта и повышают риск отказа смазки. Для деталей со сложными криволинейными поверхностями можно использовать штамповку с переменной скоростью, снижая скорость в местах, склонных к образованию складок, чтобы обеспечить равномерную подачу материала.
