鈑金件折彎工藝技術問題研究

【摘 要】鈑金加工是機械生產中的一個重要組成部分，特別在航空、家電、電力、消防、通信、儀器儀表和電子測量等行業，鈑金零件的應用非常廣泛。本文通過對鈑金件折彎加工過程的分析，總結了折彎件展開尺寸計算方法、折彎力計算方法、折彎機刀具和下模的選用、典型折彎件折彎工藝分析、常見折彎問題及解決辦法等工藝問題，為更好地實現鈑金件折彎成形提供參考。

【關鍵詞】數控折彎機；鈑金展開；折彎參數；工藝分析

數控折彎機是一種金屬板料冷加工成形機，在冷態下，它可利用所配備的通用模具（或專用模具）將金屬板材折彎成各種所需要的幾何截面形狀的工件，折彎工藝的合理性直接影響到產品最終成形尺寸和外觀。本文通過對鈑金折彎成形過程的分析，總結出一些較實用的折彎工藝，為更好地實現鈑金件折彎成形提供參考。

1.板料展開長度計算

板料的展開尺寸與板料的厚度、材質、折彎角度、折彎模具等因素有關。板料展開計算方法目前沒有統一的標準，下面介紹兩種折彎展開計算方法。

1.1中性層計算法（折彎角度非直角）

板料在彎曲過程中外層受到拉應力，內層受到壓應力，從拉到壓之間有一既不受拉力又不受壓力的過渡層—中性層，中性層在彎曲過程中的長度和彎曲前一樣，保持不變，所以中性層是計算彎曲件展開長度的基準。中性層位置與變形程度有關，一般情況折彎半徑等于板厚，當板厚δ≤4 時，中性層到折彎成形截面內側的距離取0.5δ；當板厚≥5時，中性層到折彎成形截面內側的距離取0.34δ，中性層的長度即為板料展開下料長度。

1.2補償系數法（折彎角度為直角）

當折彎角度為直角時，可以利用試折彎得到的經驗補償系數來計算展開尺寸：

L=A+B-2δ+2△

如：A=35mm，B=60mm，t=4mm，則：L=88mm。

如果折彎件過長，折彎壓力超出折彎機噸位限制，不能使用常規槽口，改用其它槽口時，折彎系數板必須調整，詳細數值需要試折彎來確定。比如折彎件板厚δ5，應使用常規槽口32，補償系數0.6。如果折彎長度接近3000m，經模擬超出了折彎機噸位限制，應采用55 槽口折彎，折彎補償加0.1，或者不加即可。板厚為δ6，折彎長度≥2000mm 的折彎件，需要用55槽口，折彎補償不能加0.8，調整為0.4。補償系數為經驗數值，與折彎機型號、折彎模具、板材材質有關，當這些因素有變化時需要重新實驗總結補償系數。

2.折彎模具選擇

折彎過程中如何選用恰當的模具是折彎工藝必須考慮的問題。折彎模具分為上模和下模兩種，首先要根據折彎件的材質、厚度、折彎尺寸來選用折彎刀具和下模，避免折彎件與刀具相碰撞引起變形或者槽口選用不當損壞下模和機器。百超折彎機配套的標準下模，所有不同寬度和角度的槽口是在同一套模具上，所有槽口均為“V”型，下模槽口除30°的可折銳角外，其余槽口角度均為88°可折直角和鈍角。一般情況下，板厚越厚所選用的槽口越寬，槽口寬度一般按6δ選取，若薄板想得到較大折彎圓角，也可以選擇寬槽口，下模的槽口尺寸、形狀可根據需要修模或定制。

折彎上模主要有直刀、大彎刀、小彎刀、壓平刀和其他形狀刀具，也可根據折彎件需用進行修模和定制刀具。直刀主要用于折板厚δ≦3 或折彎數較多的零件，小彎刀主要用于折縱深比較小的“U”型零件，大彎刀主要用于折彎縱深比較大的“U”型厚板零件，壓平刀主要用于折彎邊壓扁或者返修折彎件。

3.折彎力計算

折彎模具具有高強度、不易磨損、承受壓力大等特點，但每套模具都有極限壓力限制，所以進行折彎前一定要根據折彎件的板厚、折彎長度計算折彎力是否超過折彎機噸位限制。折彎力計算公式如下：

P=1.6Bδ2Rm/100V

式中：

P—折彎工藝力，t；

δ—材料厚度，mm；

B—板料寬度，mm；

V—下模槽口寬度，mm；

Rm—典型抗拉強度，MPa。

折彎噸位因為折彎機型號、折彎模具的不同而不同，大多數會有噸位限制名牌貼于折彎機機身上，折彎噸位也可通過數控模擬系統進行模擬。

4.折彎工藝參數

與鈑金折彎工藝有關的參數主要有以下幾個。

4.1最小彎曲半徑

材料彎曲時，其圓角區外層受到拉伸，內層則受到壓縮。當材料厚度一定時，折彎內圓角越小，材料的拉伸和壓縮比就越大；當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時，就會產生裂縫或折斷，因此彎曲零件的結構設計，應避免過小的彎曲圓角半徑。彎曲件的最小彎曲圓角半徑與材料的力學性能、表面質量、硬化程度及纖維方向等因素有關，具體數據在各種鈑金加工資料上都可查到。最小彎曲圓角半徑只有在產品設計需要時才采用，一般情況下應采用較大的彎曲半徑。如果對彎曲圓角無特殊要求時，建議彎曲內圓角等于或略小于板料厚度。如果設計時必須采用較小的彎曲半徑，可通過壓內圓角凸肩、提高材料的塑性（如退火、熱彎曲），以及在折彎處去除部分材料等方法完成。對厚料也可在折彎位置預壓槽處理后再彎曲或彎曲后銑槽。

4.2彎曲件孔邊距離

預先加工好孔的毛坯料，在彎曲時如果孔位于彎曲變形區內，那么孔的形狀在折彎后會拉伸變形。為了避免孔位分布在折彎變形區內，孔邊距離（折彎后外邊至孔邊的最近距離）一般應保證L≥3倍料厚。對于平行于彎曲線的長腰形孔，為保證折彎精度和防止孔位變形，孔邊距離一般應L≥4倍料厚。如果孔位必須要分布在變形區內時，為保證精度，一般采用先加工小孔折彎后再擴孔，以達到要求，也可在折彎位置沖工藝孔或缺口來轉移變形區。

5.折彎常見問題及解決辦法

5.1折彎邊高度尺寸過小

解決辦法：不影響使用的前提下，加大折彎邊尺寸；不超噸位的前提下，換用小槽口下模折彎，相應折彎補償系數需要調整。板厚δ≤3 時，最小折彎邊尺寸數值 H=V/2+2；板厚δ>3 時，最小折彎邊尺寸數值 H=V/2+4；

5.2折彎件孔拉伸變形

解決辦法：為保證孔精度，可以采用先切小孔折彎后再擴孔的加工方式；在孔對應的折彎線位置切工藝縫，工藝縫長度等于孔徑。一般孔邊距折彎線超過槽口寬度一半時不會拉伸，否則需提前預處理。

5.3折彎件發生干涉

解決辦法：調整折彎順序，先折復雜折彎邊，再折簡單邊；更換折彎模具，采用能避讓折彎件的特殊形刀具或下模。

5.4折彎件折彎處斷裂

解決辦法：改變工件排料方向，使折彎線與板材紋理方向垂直；將工件折彎處進行退火熱處理或換用塑性好的材料。

5.5折彎件表面有壓痕

解決辦法：修模模具加大模具圓角；采用無壓痕下模折彎；下模和板料之間使用防壓痕墊。

5.6折彎邊為異形邊無法定位

解決辦法：激光切割下料時，在折彎線處打上折彎標記線再壓線折彎；切和工件外形一致的工裝進行劃線再壓線折彎；此方法同樣用于折彎尺寸超出后擋尺定位范圍的情況。

5.7折彎成型尺寸不準確

解決辦法：選擇合理的定位基準，消除累積誤差；多次試折，調整折彎補償系數。

6.結束語

本文從工藝角度出發，通過多次折彎實驗，分析總結出了較實用折彎工藝。只有充分掌握了這些折彎工藝，才能設計出結構合理、外形美觀、易成型的高品質鈑金零件。

【參考文獻】

[1]楊沛湛，王瑾.機床鈑金類零件的結構及工藝性[J].金屬加工（熱加工），2010（03）.