钣金折弯工艺在特种车辆生产中的应用

随着国内外各种局势的发展，以及市场竞争的日益激烈而带来产品的不断升级，为了满足用户的个性化需要，并且能够快速承接设计单位的试制任务。一些相关特种车辆的生产工艺也逐渐发展并成熟起来，下面主要谈一下钣金折弯工艺在特种车辆生产中的一些应用。企业生产在保证质量的前提下通常都要考虑成本，比如折弯前的下料方式，量产阶段通过产量均摊模具费用等等。一般在试制阶段，如果形状不复杂情况下，我们采用的是剪切下料，而激光切割因为成本较高，可以用于复杂及精度要求极高的零件，剪切工艺目前应用比较普遍，批量及试制皆可采用。但在实际生产中，折弯人员因属于技术工种，人员稳定及责任心起着相当重要的作用，我们在平常的生产中大多追求设备的先进性，以为数控或者进口设备可以解决所有问题，其实人员素质技能的提升也是关键因素。比如有一个案例，法国一家著名军工企业，它负责生产欧洲绝大部分的防暴警用车辆（图1），其防暴车的驾驶室外表面钣金折弯件形状复杂甚至因为用户需求而采用防弹钢板，加工难度很大，而折弯也是此类件的主要工艺，但在调研之后出乎我们的意料，这家公司拥有的仅是多年前的老旧的机械式折弯机，但是它的核心却是拥有多年经验的高级折弯技工和严格先进的折弯工艺和标准，并且只有拥有十年以上工作经验的高级折弯工才有资格进行防暴车型等特种车辆的折弯工作。图1欧洲特种车辆钣金折弯产品（车体）所以我们前期在制定折弯工艺技术文件方面，根据设计FMEA、用户特殊需求以及相关质量报告、索赔信息、现场意见反馈、及工艺自身识别等组织多功能小组合理优化PFMEA、控制计划以及相关技术文件，同时注意现场生产数据积累，比如特殊材质钣金折弯的参数以及质量问题信息，不断对工艺进行优化，优秀工艺进行固化。同时着手建立高级技工人才库，从各方面稳定生产队伍，提高技术水平。折弯工艺评审要素我公司为规范折弯工艺在生产中的应用，制定了严格详细的特种车辆折弯设计工艺评审标准，并和产品设计紧密合作，争取在设计初期将零件做到最优化，比如对r—折弯角半径，r1—一次折弯角半径，α—折弯角角度，t—板料的厚度，V—折弯开口宽度，L—折弯线性长度，W—二次折弯最小预留长度，a—折弯长度，b—二次折弯中间段长度，T—折弯机吨位，R—盒形折弯转角半径等相关标准都做了相关的规定，有效的解决了相关设计的不合理性及更改周期，从最大程度上保证了产品的工艺性。折弯刀具的选用折弯机上模主要分为直刀、弯刀、尖刀三类。(1)综合考虑产品的结构，我们配置了弯刀和直刀两种类型的上模，如图2所示，直刀主要用于车体上较小的折弯件，弯刀用于复杂结构且两次以上容易与刀具干涉的折弯件，可以满足特种装备的折弯需求。(2)下模采用V形槽，我们基本采用V=6倍料厚来确定V口宽度。工艺要根据实际产品产量及生产频次合理排布V形槽上的各尺寸V口，这样在生产时能最大限度的减少同一设备上的换模次数，提高生产效率，降低换模成本；如我们将最常用的V=9mm的V口放在下模主工作面上，同时也可以在次工作面上放置几个备用常用V口，合理利用下模，最大程度上提高模具使用寿命。图2专用折弯模具专用模具的保养特种车辆折弯模具的保养是基于产品的特殊需要，保养要求要高于普通产品的模具保养需求，保养周期、保养项目、更换周期都要做严格规定，折弯刀具长期生产必然会产生不可逆的耗损，造成工件折弯开口、角度、直线度以及外表面压痕等质量问题，工作面修磨实际经验一般不超过3次，综合考虑生产成本，生产方面要采用预防性维护的思维，尽量将制件或者其他因素对模具的耗损降到最低，我们采取的比较普遍的要求主要有：刀具状态点检，零件工艺点检，注意零件断面切割质量，减少异物对刀具的损伤。折弯件的尺寸保证措施特种车辆目前比较普遍的结构为框架结构外加蒙皮结构，车体主要由激光切割件、折弯件、冲压件组成。之后采用的焊接方式，根据材质和防护需要也都不同，所以制造初期要严格保证框架尺寸，对角线误差不得大于4mm，这也对外表面车体折弯件提出了更高的尺寸精度要求，相应的对折弯件的角度、翻边尺寸、直线度、外表面质量也都要严格控制。在特殊材料钣金折弯过程中，由于板料的特殊性能我们经常要遇到回弹的问题，塑性变形和弹性变形同时存在。在弯曲结束时，因弹性变形的恢复而产生回弹，如图3所示。图3折弯工件回弹回弹现象直接影响工件的尺寸精度，必须加以控制。对此采取的工艺措施为：角度补偿法，若工件折弯角度为90°，折弯机下槽（V形）开口角度可选择78°，或者根据实际数据在编程时对角度进行补偿；也可以采用加压时长增加校正法，在弯曲终了时进行加压校正，延长折弯机上模、工件、下槽的接触时间，以增加下槽圆角处的塑性变形程度，使拉压区纤维的回弹趋势互相抵制，从而减少回弹。同时建议在任何一种工艺参数制定过程中，都要对每轮数据进行记录并现场核实，这样有利于后期的生产过程稳定及质量问题查找。相关折弯件折裂问题，可以通过板料剪切面里外朝向进行调整，折弯前对工件进行去毛刺处理，折弯后可对折裂处使用手工砂轮机修磨。针对不同工件应该细化工艺，了解装配尺寸关系，正确设定折弯顺序。同时，目前我们为了保证折弯件尺寸主要采用的定位方式为利用数控挡料的边定位以及定位孔定位。两种定位方式各有优缺点：边定位生产效率快，可以连推，但是边定位比较依赖于剪切或者冲裁下料的精度，一旦板料出现斜边或者其他下料不良，直接会影响到折弯精度；而孔定位则减轻了对板料的依赖，人为在制件上加上定位孔，但是不同品种就需要多次调试折弯模具，在多品种小批次的生产中就显得效率低下。所以针对不同的折弯件，我们要确认好其相应各部分的尺寸在实际生产中的功能，以此确定是连