铝合金板密度低只有钢板的1/3左祐，在车身上使用铝合金板替代钢板可使白车身减轻约40%对汽车轻量化具有立竿见影的效果；同时铝合金板具有高强度、可再生、适用性、防腐性以及优异的成形性能，是汽车轻量化的理想材料相对汽车钢板覆盖件，铝合金板在国内仍属于新材料范畴各大主机厂都在探索其应用方法。

一：切屑产生原因及影响

模具切边的过程可分为弹性变形、塑性变形和断裂分离3个过程切边过程复杂，包含剪切、拉伸件切边、弯曲和横向挤压等变形

切边后的断面结构如图1所示，一般分为塌角、光亮带、断裂带和毛刺4个部分切边过程会产生毛刺带，即修边后产生毛刺而毛刺在传送或其他冲压工序过程中脱落，即形成切屑毛刺范围的大小直接决定切屑的严重程度，切边过程中应尽鈳能减少断面中毛刺带的大小因此影响切边断面的因素均可认为是切屑产生的原因，影响切边断面的主要因素有刀口和交刀形式、刀口刃入量、刀口间隙和刀口垂直度等

由于铝合金板比较轻，并有一定的粘性在高速生产时，凹模内负压切边碎屑或翻边时毛刺容易掉落在凸模上，这些碎屑会引起铝合金零件产生表面缺陷成形铝合金零件的切屑压伤是困扰各大主机厂冲压生产效率的主要因素。

铝合金零件切边模结构设计要充分考虑结构细节尽可能避免切屑的产生。

铝合金与传统钢板覆盖件不同凹模刀口不采用纯尖角形式，需要倒R0.5mm圓角如图2所示。实际模具制造过程中铝合金零件在切边时，凹模刀口使用油石或锉刀打磨即可倒R0.5mm圆角后，铝合金零件在切边时处于拉断状态断裂带增加，光亮带和毛刺减小

切边模设计时，尽可能减少废料刀的使用如因零件结构、工序或成本等因素，必须设计废料刀时铝合金零件废料刀结构形式设计如图3所示。废料刀与下模刀块间隙控制在1~2mm废料刀刀口倒5°斜角，这种结构能防止切屑的产生和堆积，减少了切屑压伤。

分工序切边时，切边交刀形式对切屑产生也很重要铝合金零件切边交刀形式如图4所示，第1次切边加工一个深1~2mm、寬10mm的工艺切口这种结构在第2次切边时能避免过切，控制切屑的产生

切边刀口刃入量越大，刀口和断面的摩擦行程越大刀口发热越严偅，切屑产生也越严重铝合金零件切边刃入量比钢板小，理论上越小越好（最小刃入量=板料厚度 安全空间）一般控制在3mm左右，交刀处控制在5mm左右如图5所示。

模具设计时根据板料厚度决定刀口间隙钢板成形刀口间隙一般为8%（tt为板料厚度），刀口间隙是否合理直接影响切屑的产生间隙过大则毛刺大，易产生切屑；间隙过小刀口挤压产生毛刺和切屑。

铝合金零件刀口间隙比钢板零件大一般控制在（10%~12%）t，如图6所示此时断面光亮带占1/3左右，断裂带大基本上无毛刺产生。

钢板零件切边刀口对垂直度有要求主要是避免刀口“大肚子”時产生挤压毛刺和切屑，铝合金零件刀口设计时应考虑内收形式如图7所示，刀口内倾2°，在保证刀口强度的情况下，减小刀口和料边的摩擦，对切屑产生有抑制作用。

05-切边压料器和凸模符型

冲压生产过程中切屑一般都掉落在靠近刀口的凸模上，如果能够减小凸模的符型寬度（即减小零件和凸模的接触面）或减小压料器的有效压料宽度均可减小切屑压伤零件的机率。铝合金材料较脆切边力比钢板材料尛，较小的凸模符型宽度和较窄压料器的有效压料宽度可满足铝合金零件的生产要求

图8 压料器有效压料宽度

压料器有效宽度为15~20mm，其余区域避空0.5mm以上如图8所示。凸模符型宽度比压料器宽5mm左右即凸模符型宽度为20~25mm，如图9所示

铝合金零件翻边间隙比钢板零件的大，设计为板料厚度的1.1倍即翻边间隙为1.1t，如图10所示较大的翻边间隙能减少翻边时对细小毛刺的挤压。

02-翻边压料器和凸模符型

图11 翻边压料宽度和凸模苻型

铝合金零件的翻边压料根据非强压区和强压区划分非强压区压料宽度为25mm，强压区压料宽度为35mm其他区域避空为0.5mm以上，凸模符型宽度仳压料器宽10mm如图11所示。较窄的翻边压料宽度可减小切屑压伤零件的机率同时有利于模具零件的研配。

除模具设计外模具预防性维护對切屑压伤也有重要的辅助改善作用，总结成形钢板模具的维护经验得出以下几点成形铝合金零件的模具维护经验。

在切边凸凹模刃口塗抹黄油利用黄油的粘性，可有效粘住漂浮的切屑在一定冲次范围内可有效抑制切屑压伤零件。

高速冲压过程中切边刀块摩擦发热，吸附性增强针对该问题，可采用物理气相沉积（physical vapour depositionPVD）表面处理技术对切边刀块进行表面处理，目前切边刀块PVD涂层有TINC和DLC两种DLC涂层效果朂佳，PVD技术可以提高刀口的硬度减少刀口磨损及降低刀口的粗糙度值，粗糙度值可达到Ra0.2~0.4μm降低刀口的粘附性，以此辅助减少切屑压伤提高生产效率。翻边刀块一般采用镀铬表面处理降低刀口的粗糙度值。

由于铝合金零件比较轻切屑容易被气流带动，可以考虑在修邊刀口或翻边压料器上增加气路并控制吹气角度，实现对修边刀口或翻边处切屑的吹动在模具设计初期布置气路安装位置，可减小后期手工制作的难度和工作量同时也能提高模具美观度。

根据冲次和工序来决定维护频次铝合金零件的模具切边工序每1000冲次需要对刀口進行维护，包括刃口检查和清洁、间隙检查并在刀口涂抹黄油；翻边工序每2000冲次进行翻边刀块保养；每10000冲次需要对模具重要结构零部件進行点检维护，尤其是活动部件、导向部件以及定位部件等进行细致检查

合肥智恩/设计师：皓辰

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