折彎機(jī)

根據(jù)彎曲工件的要求與成形特點(diǎn)，優(yōu)化成形工藝過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文主要從實(shí)際生產(chǎn)中鈑金件存在的問題出發(fā)，通過對成形過程進(jìn)行分析，探討對不同類型問題進(jìn)行工藝補(bǔ)償?shù)姆绞?，以?shí)現(xiàn)預(yù)防或者消除生產(chǎn)中存在的問題。

鈑金成形作為一種主要的金屬成形方法，其模具具有通用性、工藝簡單、成形范圍廣，在工程機(jī)械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。成形工序是大多數(shù)零件成形（除焊接工序外）的最后一道工序，成形工藝的好壞直接影響產(chǎn)品的尺寸標(biāo)準(zhǔn)和外觀。在工程機(jī)械行業(yè)中鈑金件種類多，板材厚度從1.5mm到130mm不等，材質(zhì)種類多，并且形狀各不相同。

數(shù)控折彎機(jī)在冷態(tài)下利用所配備的通用模具（或?qū)Ｓ媚＞撸?，將金屬板材折彎成各種幾何截面形狀的工件，折彎工藝的合理性直接影響產(chǎn)品最終成形的尺寸和外觀。通過對折彎缺陷過程的控制和預(yù)防，采取相應(yīng)有效的工藝方法來提高工件質(zhì)量。

上模和下模

成形基本原理及上下模簡介

表1 折彎機(jī)上模和下模截面示意圖

圖1 成形基本原理

折彎成形工藝的基本原理是利用折彎機(jī)的上模（折彎刀）和下模把金屬板材折彎到滿足一定折彎半徑和角度的工藝方法。

折彎刀（上模）

折彎刀的形式見表1，加工時(shí)主要是根據(jù)工件的形狀需要選用，一般加工廠家的折彎刀形狀較多，特別是專業(yè)化程度很高的廠家，為了加工各種復(fù)雜的折彎件，可以定做很多形狀、規(guī)格的折彎刀。

下模

影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓角半徑、材質(zhì)、料厚、下模強(qiáng)度、下模的模口尺寸等因素。常見的折彎刀分為直刀和鵝頭刀；下模包括V形下模和U形下模，對于成形半徑較小的工件一般采取折彎機(jī)折彎成形。

成形過程中存在的問題及預(yù)防措施

成形過程中存在的主要問題包括：折彎斷裂或者產(chǎn)生裂紋、折彎回彈、折彎滑料、折彎壓痕或者劃傷、折彎變形、折彎干涉及抗刀等幾大類。

折彎斷裂或者產(chǎn)生裂紋

⑴剪切件斷裂。剪切或沖裁的材料，在邊緣常出現(xiàn)毛刺或細(xì)小裂紋，成形時(shí)易發(fā)生應(yīng)力集中而被折裂或者折斷，通過圖2可見工件折裂時(shí)剪切面（帶毛刺面），開裂位置發(fā)生在工件的剪裂帶和揉壓帶。

對此采取的工藝措施為：剪切或沖裁的工件，剪切面向內(nèi)進(jìn)行折彎，使其處于受壓狀態(tài)，成形效果較好。在折彎成形過程中可以選用較大成形刀具，采用較大下模開口。

⑵非剪切件的折裂。切割工件在折彎時(shí)可能會發(fā)生折彎部位折裂或者產(chǎn)生裂紋的情況，如圖3所示。

產(chǎn)生此種情況排除鋼板本身存在問題的情況下主要有幾種原因：

圖2 折彎工件剪切面（帶毛刺面）

圖3 工件折斷實(shí)例

①鋼板在軋制過程中形成的纖維組織，由于其方向性，使材料力學(xué)性能產(chǎn)生各向異性。在車間實(shí)際操作過程中，當(dāng)軋制方向與折彎線方向平行時(shí)，材料的抗拉強(qiáng)度變差，從而造成圓角處折裂。

②折彎時(shí)采用折彎刀具及下模開口較小，使得折彎時(shí)鋼板應(yīng)力集中比較嚴(yán)重，容易產(chǎn)生裂紋或者斷裂。

③對于高強(qiáng)板發(fā)生斷裂除以上原因外還主要與材料硬度大，韌性不夠有關(guān)系。

對此采取的工藝措施為：

①若受材料整體外形限制時(shí)，使得軋制方向與折彎線方向平行，普通鋼板需要增加折彎圓角半徑，至少為板材最小彎曲半徑的2倍。高強(qiáng)板折彎刀具最小應(yīng)選用4倍板厚，下模開口在保證設(shè)計(jì)前提下，盡量選用較大開口。

②當(dāng)軋制方向與折彎線垂直時(shí)，材料具有較大抗拉強(qiáng)度，折彎圓角半徑可為最小彎曲半徑。

③鋼板折彎方向必須與鋼板的軋制方向垂直或者成一定角度，避免與軋制方向相同。

折彎回彈

圖4 折彎回彈示意圖

金屬材料在彎曲過程中，塑性變形和彈性變形同時(shí)存在。在彎曲結(jié)束時(shí)，因彈性變形的恢復(fù)而產(chǎn)生回彈，如圖4所示?；貜棳F(xiàn)象直接影響工件的尺寸精度，須加以控制。

圖5 滑料示意圖

對此采取的工藝措施為：

①角度補(bǔ)償法。比如工件折彎成形角度為90°，折彎機(jī)下模（V形）開口角度可選擇78°。

②增加加壓時(shí)間校正法。在彎曲時(shí)進(jìn)行加壓校正，增加折彎機(jī)上模、工件、下槽的接觸時(shí)間，以增加下槽圓角處的塑性變形，使回彈趨勢互相抵制，從而減少回彈。

折彎滑料

情形1：折彎工件出現(xiàn)折彎線和工件邊緣線不平行的情況，即一端在折彎機(jī)下模上有支點(diǎn)，另一端無支點(diǎn)，工件實(shí)物如圖5所示，其中L為割縫長度。情形2：折彎工件折彎線和工件邊緣線平行，但兩端在折彎機(jī)下槽上均無支點(diǎn)。

對此采取的工藝措施為：

針對情形1：工藝人員按下料圖沿工件折彎線方向增加割縫，其長度為工件折彎線向外偏移，偏移寬度為選擇折彎機(jī)下槽寬度的一半。

針對情形2：工藝人員對下料圖增大尺寸，以使邊緣在折彎機(jī)下槽上有支點(diǎn)，滿足折彎。待折彎工序完成后，對其按照產(chǎn)品圖進(jìn)行切割余量處理，修磨割口，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

折彎壓痕或劃傷

圖6 圓孔示意圖

圖7 長圓孔示意圖

表2 折彎件上的孔邊距

表2 折彎件上的孔邊距

工件在壓彎時(shí)，受折彎機(jī)上模和下模的擠壓，出現(xiàn)不同程度壓痕或劃傷。一般碳鋼件表面粗糙度要求不高，輕微的傷痕對其沒有影響。但是對于一些特殊材質(zhì)或者產(chǎn)品要求外觀質(zhì)量，需采取一定工藝措施予以保護(hù)。

圖8 干涉示意圖

對此采取的工藝措施為：

①對于碳素鋼材質(zhì)，增大折彎下槽寬度，使其成形圓角半徑增大，減小下槽對工件的擠壓。②對于特殊不銹鋼材質(zhì)，壓彎前做準(zhǔn)備工作，在折彎機(jī)下模增加防壓痕墊。

折彎變形

當(dāng)折彎工件帶有圓孔或者長圓孔，如圖6、圖7所示，其中L為孔邊緣線到彎曲區(qū)域邊緣距離，t為板厚，若采取壓彎前孔已成形，且在彎曲變形內(nèi)，則壓彎后會出現(xiàn)拉料情況，導(dǎo)致折彎件外形尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)孔也會發(fā)生變形，需采取工藝措施預(yù)防。

對此采取的工藝措施為：

①對于圓孔，板厚t≤2mm，當(dāng)s≥t+r，孔可在工件壓彎前沖出，若出現(xiàn)輕微孔變形，需鉆床重新鉆孔；若s＜t+r，需要工件壓形前增加余料或者成形完成后再鉆孔。板厚t ＞ 2mm時(shí)，同樣按照表中進(jìn)行判定是否需要增加余料或者后鉆孔。

②對于長圓孔，按照上述圓孔情形處理，一般情況下，對于不同板厚，按照表2中所給方式進(jìn)行判定成形時(shí)是否變形，進(jìn)行工藝處理。

成形干涉和抗刀

圖9 彎刀折彎示意圖

如圖8所示，其中H為折彎工件高度，B為其寬度，當(dāng)H≥B時(shí)，折彎工件可能因工件高度過高，接觸數(shù)控折彎機(jī)面板，發(fā)生干涉現(xiàn)象；若工件較小，折彎直邊也可能會接觸折彎機(jī)上刀，發(fā)生抗刀現(xiàn)象。

對此采取的工藝措施為：

折彎工件發(fā)生干涉或者抗刀現(xiàn)象時(shí)，強(qiáng)制施加外力會導(dǎo)致工件折彎角度達(dá)不到要求或者損壞設(shè)備。對此采取的工藝措施為：①對于干涉現(xiàn)象，采用折彎反變形法，第一刀先在工件中間折鈍角，第二、三刀進(jìn)行兩邊折彎，第四刀反壓中間（第一刀反面）至平；②對于抗刀現(xiàn)象，可更換直板上刀，使用彎刀進(jìn)行折彎，如圖9所示，其中H為折彎工件高度，B為其寬度。

數(shù)控模具