精密冷彎技術在鈑金自動化生產中的應用

趙宗武，南慶季，劉緒哲

（1.山東省五金研究所，山東 濟南 250002；2.濟南普瑪金屬科技有限公司，山東 濟南 250022；3.濟南綠園供熱有限公司，山東 濟南 250022）

1 精密冷彎技術

自改革開放以來，隨著建筑、家電行業的飛速發展，薄板金屬零件，如龍骨、裝飾扣板，冰箱、冰柜殼體等的產量劇增，其傳統的鈑金加工（沖、剪、折）生產工藝，無論從技術上還是產能上，均已遠遠不能滿足要求。與此同時，冷彎工藝的應用范圍則越來越普及。

冷彎即輥式成形，其特點就是漸進連續成形，所以對原材料硬化敏感性小，可以實現折彎無法生產的復雜截面，截面一致性好；工藝設計很容易按各道次平均受力原則，滾輪平均受力，磨損均衡，所以冷彎成形設備也具有更長的使用壽命。而且其連續成形特點可使制件長度不受局限，而且長度精度可控，生產效率大大提高。

2 冷彎工藝與沖壓技術集成

沖壓技術包括在金屬板材上實現沖孔、壓印、彎曲、翻邊、拉深等加工工藝，實踐證明這些都可以利用自動化把它們集成到生產線中。

眾所周知，早期傳統的冷彎機組一般是將卷材/定尺板料直接進入冷彎成形機，制成各種截面形狀，然后定尺鋸切；寬幅板大多是定尺板料進入成形機。如需在型材上加工孔或復合其他工藝，一般均是線下進行。因而不僅生產效率低，工藝上局限性大，而且增加了設備占地面積，并不可避免地產生材料浪費、物流成本增加。

光、電、液控制技術的發展使精密冷彎件自動化生產變得簡單。可以把沖孔、折彎、精密切斷、長度方向的彎曲、焊接、鉚接等加工技術復合到冷彎生產線上，一次完成各種復雜形狀的型材。

3 精密冷彎技術應用實例

3.1 門板類件

這類型材主要是指薄板型材，如電柜殼體、家電柜體（冰箱、冰柜外殼）、防盜/防火門板、組合鋼制家具、貨架板（隔板、背板）等各種結構用面板。特點是板薄，厚度一般小于0.5mm～2mm，邊部形狀復雜。端部帶有切角、安裝孔等。

對于門（面）板、柜體等零件，甚至包括貨架擱板、冷庫板等較簡單形狀的型材，均需預切角、沖孔、切斷，端部成形。生產線嵌入全自動控制技術，使得沖、冷彎、自動折邊工藝完全一體化生產，是傳統鈑金加工最常見的零件。

3.1.1 柜體面板

柜體面板類零件示意圖及實物照片如圖1 所示。其沖裁、冷彎、折彎自動生產線示意圖如圖2 所示。

圖1 部分面板類零件

圖2 沖裁、冷彎、折彎自動生產線示意圖

3.1.2 貨架隔板與背板

隔板一次沖裁、冷彎、端部成形，輕型鍍鋅隔板可不焊接承力筋。如圖3 所示。

圖3 隔板類鈑金件圖

背板連續成型，端部卡口在線沖裁、在線切斷折彎，一致性好，節省材料，安裝極為方便。如圖4 所示。

圖4 背板工藝流程圖

3.2 導軌類

主要是抽屜軌，近年來高強度汽車座椅導軌應用輥壓技術越來越多。如圖5 所示。

圖5 導軌類件

3.3 超長型材

新型收塵板如ZT24 陽極板既是超長零件，也有不銹鋼等特殊材質，長度達16m，直線度要求高。如圖6 所示。

圖6 超長型材示意圖

正在急劇增長的地鐵不銹鋼型材也是其中一類，長度達近20m，品種有十幾個規格。

3.4 高強度、特殊材料的帶孔型材制件

像保險杠、防撞梁等，材料強度高，型面復雜，有的還要成形為弧形。包括立柱型材、建筑型鋼材料強度也高達550～700MPa。這類產品一般均帶有有規律的各種孔，孔位精度要求較高，工件上孔數多,有的還需要在線焊接。如圖7 所示。

圖7 高強度鈑金件

強度高達1400MPa 的汽車保險杠冷彎成形后需要在線彎圓工藝，集成一次沖孔，生產線可配合數控技術，有效控制彎曲后孔位精度，已在生產中大量推廣使用。防撞梁在線激光焊接工藝在國內也已成熟應用。

電暖氣殼體型材，是為美國某公司設計的一條高效冷彎生產線，材質為彩涂板。一次完成沖孔、翻邊、壓凹，無需焊接；產量高，無覆膜生產，不劃傷表面，可一次連續沖壓/冷彎成形。如圖8 所示。

圖8 彩涂板一次成形鈑金件

近年來，冷彎技術在防火門窗、光伏發電、汽車輕量化領域大量推廣應用，包括過去傳統鈑金加工的鋼制家具、商用廚具；小型配電柜、消防箱、倉儲物流等行業發揮著越來越大的作用。不僅僅是生產效率的提高，而且對于高強度、表面覆涂材料，相對于傳統的沖、折工藝，冷彎成形自動化生產線有著不可比擬的優勢。

4 精密冷彎與鈑金加工的發展

（1）沖切是鈑金加工必不可少的環節，也是安全隱患處和重要的成本控制點。使其自動化、柔性化非常必要。

（2）冷彎成形機主要是使用獨立牌坊結構的冷彎成形機，剛性好，工藝適應范圍大。

（3）在線焊接多采用激光焊接工藝，變形小，焊接性能好。

（4）彎圓、打印等功能則要根據情況復合進入生產線。

（5）剪、折工藝和自動化控制技術的應用極大地帶動了精密冷彎技術推廣。計算機控制及數控技術的發展，使鈑金生產能夠完成從設計到現場產品管理無縫對接。實現了自動編程功能，操作者在現場只需給出零件號、加工數量，控制系統即可給生產線發出指令，自動調整各工位運行程序，達到不停機、無廢料生產，更換品種柔性化，可適應多種規格、小批量的實際需求。