折弯成形常用折弯工艺分析

折弯成形常用折弯工艺分析

0金属板料冷加工成形广泛应用于机电、电工、汽车、航空等行业。不同的机器、设备的外壳、操作板和控制板、机器和汽车外壳由金属板折叠而成。数控折弯机是一种金属板料冷加工成形机,在冷态下,它可利用所配备的通用模具(或专用模具)将金属板材折弯成各种所需要的几何截面形状的工件,折弯工艺的合理性直接影响到产品最终成形尺寸和外观［1］。本文通过对钣金折弯成形过程的分析,总结出一些较实用的折弯工艺,为更好地实现钣金件折弯成形提供参考。1折弯角度、折弯角度、折弯模具等因素的影响板料的展开尺寸与板料的厚度、材质、折弯角度、折弯模具等因素有关。板料展开计算方法目前没有统一的标准,下面介绍两种折弯展开计算方法。1.1中性层的位置板料在弯曲过程中外层受到拉应力,内层受到压应力,从拉到压之间有一既不受拉力又不受压力的过渡层———中性层,中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样,保持不变,所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准。中性层位置与变形程度有关,一般情况折弯半径等于板厚,当板厚δ≤4时,中性层到折弯成形截面内侧的距离取0.5δ;当板厚≥5时,中性层到折弯成形截面内侧的距离取0.34δ,中性层的长度即为板料展开下料长度。1.2折弯补偿调整当折弯角度为直角时,可以利用试折弯得到的经验补偿系数来计算展开尺寸:如:A=35mm,B=60mm,t=4mm,则:L=88mm。常用折弯补偿系数表见表1。如果折弯件过长,折弯压力超出折弯机吨位限制,不能使用常规槽口,改用其它槽口时,折弯系数必须调整,详细数值需要试折弯来确定。比如折弯件板厚δ5,应使用常规槽口32,补偿系数0.6。如果折弯长度接近3000m,经模拟超出了折弯机吨位限制,应采用55槽口折弯,折弯补偿加0.1,或者不加即可。板厚为δ6,折弯长度≥2000mm的折弯件,需要用55槽口,折弯补偿不能加0.8,调整为0.4。补偿系数为经验数值,与折弯机型号、折弯模具、板材材质有关,当这些因素有变化时需要重新实验总结补偿系数。2弯机配套的标准折弯过程中如何选用恰当的模具是折弯工艺必须考虑的问题。折弯模具分为上模和下模两种,首先要根据折弯件的材质、厚度、折弯尺寸来选用折弯刀具和下模,避免折弯件与刀具相碰撞引起变形或者槽口选用不当损坏下模和机器。百超折弯机配套的标准下模,所有不同宽度和角度的槽口是在同一套模具上,所有槽口均为“V”型,下模槽口除30°的可折锐角外,其余槽口角度均为88°可折直角和钝角。一般情况下,板厚越厚所选用的槽口越宽,槽口宽度一般按6δ选取,若薄板想得到较大折弯圆角,也可以选择宽槽口,下模的槽口尺寸、形状可根据需要修模或定制。常用下模截面如图2。折弯上模主要有直刀、大弯刀、小弯刀、压平刀和其他形状刀具,也可根据折弯件需用进行修模和定制刀具。直刀主要用于折板厚δ≦3或折弯数较多的零件,小弯刀主要用于折纵深比较小的“U”型零件,大弯刀主要用于折弯纵深比较大的“U”型厚板零件,压平刀主要用于折弯边压扁或者返修折弯件。常用刀具截面形状如图3。3折弯极限分值折弯模具具有高强度、不易磨损、承受压力大等特点,但每套模具都有极限压力限制,所以进行折弯前一定要根据折弯件的板厚、折弯长度计算折弯力是否超过折弯机吨位限制。折弯力计算公式如下［3］:式中:P———折弯工艺力,t;δ———材料厚度,mm;B———板料宽度,mm;V———下模槽口宽度,mm;Rm————典型抗拉强度,MPa。折弯吨位因为折弯机型号、折弯模具的不同而不同,大多数会有吨位限制名牌贴于折弯机机身上,折弯吨位也可通过数控模拟系统进行模拟。以百超Bystronic-EP31-2001型折弯机为例,通过模拟碳钢件折弯极限吨位表如表2。通过模拟不锈钢件折弯吨位表如表3。4折弯的模拟分析1)“U”型折弯件,一般H≤B,否则会抗刀(图4)。当H≤B时,也有可能会干涉,因为折弯件高度尺寸过高可能会碰到机器外壳上,当折弯高度H≥80时,就要考虑这种情况,模拟图如图5。此类情况的解决办法是,先在此件中间折一个钝角,使两折弯边避开机器,折成直角后,再把中间的折弯压平,缺陷是压平后会留下压痕。H≥B可以利用小弯刀或大弯刀折弯,由于折弯宽度和高度都不固定,折弯时需具体分析,进行模拟或试折来确定是否可以折弯,示意图如图6。2)“Z”型折弯件是否能折,主要取决于槽口距边的距离,也可以自己在电脑上模拟。根据板厚选择好槽口、刀具,画出成型图即可,如果不确定,也可以去电脑上模拟。5蜿蜒的问题和解决1根据最小折弯边的确定解决办法:不影响使用的前提下,加大折弯边尺寸;不超吨位的前提下,换用小槽口下模折弯,相应折弯补偿系数需要调整。板厚δ≤3时,最小折弯边尺寸数值H=V/2+2;板厚δ>3时,最小折弯边尺寸数值H=V/2+4;2后再扩孔加工解决办法:为保证孔精度,可以采用先切小孔折弯后再扩孔的加工方式;在孔对应的折弯线位置切工艺缝,工艺缝长度等于孔径。一般孔边距折弯线超过槽口宽度一半时不会拉伸,否则需提前预处理。31骨折发生干扰解决办法:调整折弯顺序,先折复杂折弯边,再折简单边;更换折弯模具,采用能避让折弯件的特殊形刀具或下模。42弯曲部分的弯曲断裂解决办法:改变工件排料方向,使折弯线与板材纹理方向垂直［5］;将工件折弯处进行退火热处理或换用塑性好的材料［6］。53折叠件表面有压力痕解决办法:修模模具加大模具圆角;采用无压痕下模折弯;下模和板料之间使用防压痕垫。6直线再压线折弯解决办法:激光切割下料时,在折弯线处打上折弯标记线再压线折弯;切和工件外形一致的工装进行划线再压线折弯;此方法同样用于折弯尺寸超出后挡尺定位范围的情况。72弯曲制