折弯中常遇见的问题
作为一名钣金行业折弯机操作工来说,对一些基础知识必须要知道。当然折弯操作工要会看工件图纸这是首要条件,同时在这个岗位工作经验也很重要。折弯机械设备类型很多,但一些设备基本结构和工作原理也是要懂得。
对于在工作中折弯工艺的学习,首先应该从基础知识先了解。
1、折弯模具的选择
折弯模具按折弯工艺分为标准模具和特殊折弯模具。在标准的折弯情况下(直角和非直角折弯)折弯时一般都是用标准模具,折弯一些特殊的结构件(如:段差折弯、压死边等)时采用特殊模具。另外折弯不同厚度板料时,对折弯下模具的开口尺寸“V”形槽尺寸选择有所不同。一般所选用“V”形槽开口尺寸为板材厚度的6-10倍(0.5~2.6mm为6t、3~8mm为8t、9~10mm为10t、12mm以上为12t)。当板材较薄时选择取向于小数,板材较厚时取向于大数。如:折弯2mm板时可选用12mmV槽即可。标准的折弯一般所弯的角度不小于90度,标准的折弯机模具上模和下模的尖角通常为88度。在不标准的折弯情况下,可选择不同的上模具形状,可折弯板材不同的角度和形状。若特殊的形状板金件,可要选择特殊的折弯模具成形折弯。
特殊模具折弯图
2、模具的分段
通常折弯机模具标准长度为835mm一段,原则上只可折弯大尺寸的工。如果将模具分割为长短不同的小段,通过不同的模具长度自由组合,就可方便于不同长短的盒形工件或箱体等折弯。在行业内对折弯模具的分段有一个标准的分割尺寸,如:标准分割835分段:100(左耳),10,15,20,40,50,200,300,100(右耳)=835mm。当然也可按用户的要求分割。
折弯模具分段图
3、折弯力的计算
如果我们要折弯一件比较大以及板材比较厚的板材时,先要了解所需的折弯吨位力。那么我们可以通过计算得出折弯所需的吨位(建议工件折弯的所需压力在设备额定吨位的80%以内),通过计算我们也可确定折弯所需的吨位设备,模具V槽合理的选择而对折弯力也有影响。计算方法如下:
计算公式:
P = 折弯力(KN)
L = 板料长度(M)
T = 材料抗拉力(软钢: 45Kg/mm2)
S = 板材厚度(mm)
V = 下模宽度(mm)
■例:以折弯2米长,3毫米厚的软钢板为例计算它的折弯力:T = 材料抗拉力(软钢:45KN/mm2)
P= 1.42xLxTxs2/1000xV
=1.42x2000x450x9/1000x24
=11502000/24000
=479.25KN
=48 吨
在折弯的过程中,除了我们标准的折弯方法外,还会经常遇到一些特殊的折弯工艺要求。这主要看产品的设计而言,下面列举比较特殊以及常见的例子:
材料弯曲时,其圆角区上,外层收到拉伸,内层则受到压缩。当材料厚度一定时,内r越小,材料的拉伸和压缩就越严重;当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时,就会产生裂缝和折断,因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。常用材料的最小弯曲半径见下表。
常用金属材料最小折弯半径列表
lt为材料壁厚,M为退火状态,Y为硬状态,Y2为1/2硬状态。
2、弯曲件的直边高度
2.1一般情况下的最小直边高度要求
弯曲件的直边高度不宜太小,最小高度按要求:h>2t。
2.1弯曲件的直边高度最小值
2.2特殊要求的直边高度
如果设计需要弯曲件的直边高度h≤2t,,则首先要加大弯边高度,弯好后再加工到需要尺寸;或者在弯曲变形区内加工浅槽后,再折弯(如下图所示)。
2.2特殊情况下的直边高度要求
2.3弯边侧边带有斜角的直边高度
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时,侧面的最小高度为:h=(2~4)t>3mm
2.3弯边侧边带有斜角的直边高度
2.4折弯件上的孔边距
孔边距:先冲孔后折弯,孔的位置应处于弯曲变形区外,避免弯曲时孔会产生变形。孔壁至弯边的距离见表下表。
折弯件上的孔边距
2.5局部弯曲的工艺切口
局部弯曲某一段边缘时,为了防止尖角处应力集中产生弯裂,可将弯曲线移动一定距离,以离开尺寸突变处(图 a),或开工艺槽(图 b),或冲工艺孔(图4c) 。注意图中的尺寸要求:S≥R ;槽宽k≥t;槽深L≥ t+R+k/2。
局部弯曲的设计处理方法
2.52当孔位于折弯变形区内,所采取的切口形式
当孔在折弯变形区内时,采用的切口形式示例。
切口形式示例
a) 带斜边的折弯边应避开变形区
带斜边的折弯边应避开变形区
b) 打死边的设计要求
打死边的死边长度与材料的厚度有关。如下图所示,一般死边最小长度L≥3.5t+R。
其中t为材料壁厚,R为打死边前道工序(如下图右所示)的最小内折弯半径。
死边的最小长度L
c) 设计时添加的工艺定位孔
为保证毛坯在模具中准确定位,防止弯曲时毛坯偏移而产生废品,应预先在设计时添加工艺定位孔,如下图所示。特别是多次弯曲成形的零件,均必须以工艺孔为定位基准,以减少累计误差,保证产品质量。
多次折弯时添加的工艺定位孔
d) 标注弯曲件相关尺寸时,要考虑工艺性
弯曲件标注示例
如上图所示所示, a先冲孔后折弯,L尺寸精度容易保证,加工方便。b和c如果尺寸L精度要求高,则需要先折弯后加工孔,加工麻烦。
e) 弯曲件的回弹
影响回弹的因素很多,包括:材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。
①、折弯件的内圆角半径与板厚之比越大,回弹就越大。
②、从设计上抑制回弹的方法示例
弯曲件的回弹,目前主要是由生产厂家在模具设计时,采取一定的措施进行规避。同时,从设计上改进某些结构促使回弹角简少如下图所示:在弯曲区压制加强筋,不仅可以提高工件的刚度,也有利于抑制回弹。
设计上抑制回弹的方法示例
以上的几种方法都是在生产过种中折弯经常遇到的问题,仅给大家作个参考,主要还是根据实际生产情况对遇到的问题作出正确的处理方法。
钣金件折弯工程师手册
钣金的折弯
是指改变板材或板件角度的加工。如将板材弯成V形,U形等。一般情况下,钣金折弯有两种方法:一种方法是模具折弯,用于结构比较复杂,体积较小、大批量加工的钣金结构;另一种是折弯机折弯,用于加工结构尺寸比较大的或产量不是太大的钣金结构。这两种折弯方式有各自的原理,特点以及适用性。
模具折弯:
对于年加工量在5000件以上,零件尺寸不是太大的结构件(一般情况为300X300),加工厂家一般考虑开冲压模具加工。
1常用折弯模具
常用折弯模具,如下图。为了延长模具的寿命,零件设计时,尽可能采用圆角。
过小的弯边高度,即使用折弯模具也不利于成形,一般弯边高度L≥3t(包括壁厚)。
台阶的加工处理办法
一些高度较低的钣金Z形台阶折弯,加工厂家往往采用简易模具在冲床或者油压机上加工,批量不大也可在折弯机上用段差模加工,如下图所示。但是,其高度H不能太高,一般应该在(0~1.0)t,如果高度为(1.0~4.0)t,要根据实际情况考虑使用加卸料结构的模具形式。
这种模具台阶高度可以通过加垫片进行调整,所以,高度H是任意调节的,但是,也有一个缺点,就是长度L尺寸不易保证,竖边的垂直度不易保证。如果高度H尺寸很大,就要考虑在折弯机上折弯。
折弯机分普通折弯机和数控折弯机两种。由于精度要求较高,折弯形状不规则,通信设备的钣金折弯一般用数控折弯机折弯,其基本原理就是利用折弯机的折弯刀(上模)、V形槽(下模),对钣金件进行折弯和成形。
优点:装夹方便,定位准确,加工速度快;
缺点:压力小,只能加工简单的成形,效率较低。
成形基本原理
成形基本原理下图所示:
折弯刀(上模)
折弯刀的形式如下图所示,加工时主要是根据工件的形状需要选用,一般加工厂家的折弯刀形状较多,特别是专业化程度很高的厂家,为了加工各种复杂的折弯,定做很多形状、规格的折弯刀。
下模一般用V=6t(t为料厚)模。
影响折弯加工的因素有许多,主要有上模圆弧半径、材质、料厚、下模强度、下模的模口尺寸等因素。为满足产品的需求,在保证折弯机使用安全的情况下,厂家已经把折弯刀模系列化了,我们在结构设计过程中需对现有折弯刀模有个大致的了解。见下图左边为上模,右边为下模。
折弯加工顺序的基本原则:
(1)由内到外进行折弯;
(2)由小到大进行折弯;
(4)前工序成型后对后继工序不产生影响或干涉。
目前的折弯形式一般都是如下图所示:
2折弯半径
钣金折弯时,在折弯处需有折弯半径,折弯半径不宜过大或过小,应适当选择。折弯半径太小容易造成折弯处开裂,折弯半径太大又使折弯易反弹。
上表中的数据为优选的数据,仅供参考之用。实际上,厂家的折弯刀的圆角通常都是0.3,少量的折弯刀的圆角为0.5。
对于普通的低碳钢钢板、防锈铝板、黄铜板、紫铜板等,内圆角0.2都是没有问题的,但对于一些高碳钢、硬铝、超硬铝,这种折弯圆角就会导致折弯断裂,或者外圆角开裂。
3折弯回弹
回弹角Δα=b-a
式中 b——回弹后制件的实际角度;
a—模具的角度。
回弹角的大小
单角90 o自由弯曲时的回弹角见下表。
影响回弹的因素和减少回弹的措施
(1)材料的力学性能 回弹角的大小与材料的的屈服点成正比,与弹性模量E成反比。对于精度要求较高的钣金件,为了减少回弹,材料应该尽可能选择低碳钢,不选择高碳钢和不锈钢等。
(2)相对弯曲半径r/t 越大,则表示变形程度越小,回弹角Δα就越大。这是一个比较重要的概念,钣金折弯的圆角,在材料性能允许的情况下,应该尽可能选择小的弯曲半径,有利于提高精度。特别是注意应该尽可能避免设计大圆弧,如下图所示,这样的大圆弧对生产和质量控制有较大的难度: