摘要：随着汽车工业的发展，为满足客户群体的审美要求，汽车造型日渐复杂，对冲压件的生产提出了更高的要求和更大的挑战。针对复杂的造型特征，冲压件需要通过后期工艺优化来保证成形质量。本文基于浅析钣金折弯成形加工中的常见缺陷及解决措施展开论述。
关键词：钣金折弯；成形加工中；常见缺陷；解决措施
0引言
现代化工业企业正逐步向着机械化、规范化、自动化的生产方式和模式转变，其涉足的自动化加工领域也逐步拓宽。在机械加工过程中，钣金类产品的机械加工数量占比很大。而全自动的生产加工目标则是现代化机械加工企业在发展过程中所必须实现的重要技术突破，也是象征着我国工业化发展程度迈向新的台阶的重要表征。
1跌落模型分析
如某些冲压单件的生产过程中，在单件局部刚度需提高的区域会因生产线末端的跌落问题产生变形，因需要满足造型方面的设计而无法优化冲压单件的结构强度，其变形问题越来越难解决，特别是在大型汽车覆盖件高速生产的传输过程中更加容易出现此类问题。目前，较常见的解决方案是在不增加冲压工序的前提下，通过在冲压单件强度需提高的区域添加辅助支撑结构以解决跌落问题，然后在车身车间使用切边机将辅助支撑结构切除，而辅助支撑结构的强度能否在零件跌落过程中起到支撑作用至关重要，也直接影响零件的成形质量。冲压生产线末端状态如图1（a）所示，零件通过皮带传送至收料台的过程中，支撑结构受到皮带沿传输方向的摩擦力，如图1（b）所示，若支撑结构刚度不足则会导致零件变形从而失去支撑作用。此时，当零件继续通过50mm高的台阶时，则会发生跌落变形。因此，需要优化支撑结构，增加其抵抗传输方向的弯曲作用力，保证支撑结构在传输过程中始终有效。以下重点探讨如何优化支撑结构抵抗弯曲变形的能力。增加零件刚度的主要手段有2种：①从零件材料着手增加材料刚度，但由于该零件生产条件的限制，无法对此进行优化；②从零件的几何结构出发，通过优化其结构参数，提高零件的刚度，此处采用该优化方案提高零件刚度。
2折弯缺陷
折弯加工过程中，因零件属性、原材料特性、操作流程等原因，常出现各种缺陷。其中折弯裂纹，折弯回弹、折弯压痕等问题尤为突出。
（1）折弯裂纹，板料弯曲时，弯曲的外表面产生的拉伸变形量一旦超过材料固有的拉伸极限值，就有发生弯曲裂纹的危险。因零件弯曲半径及弯曲角度的高要求，折弯裂纹常发生在弯曲截面的两端头及中间部位附近，其次，因零件结构设计布局要求，裂纹也常见于弯曲线的直角部位。裂纹发生的主要原因：①经剪切或冲裁下料的零件，断面质量较差，存在毛刺、硬化，微裂纹等；②原材料在轧制过程中形成的纤维组织具有方向性，使材料力学性能或其它物理性能出现各向异性现象。当轧制方向与折弯线方向平行时，材料的抗拉强度变差；③折弯半径R过小，弯曲外表面塑形变形过大；④折弯工装选用不合理或存在缺陷：折弯时采用的上模半径R、下模槽口较小或下模圆角R磨损，粗糙度高。
（2）折弯压痕，零件在压弯时，受折弯机上模和下模的挤压，工件与下模接触面出现不同程度压痕，一般钣金零件表面粗糙度要求不高，轻微的伤痕对其没有影响。但是对于一些特殊材质或者零件外观质量要求较高的零件，需采取一定工艺措施予以保护。
3钣金折弯设计注意点
3.1折弯高度
在谈折弯高度前，首先应该熟悉一下折弯模具，以V型模具为例，V形槽开口距离影响甚大，折弯高度太低，零件在模具上没有支撑位置，即无着力点，当上模下压时，无法施加压力，这是从模具角度分析。一般工厂中的折弯机槽宽8～16mm，所以对于常规板厚3～6mm，弯曲高度应至少为16mm。
3.2特殊成型模具的合理使用
合理使用特殊成型模具，可以综合提高零件的质量，效率，并且降低生产成本。常用的特殊成型模具有打点模具、沉孔模具、翻孔模具、桥型模具、成型自攻丝模具、剪切定位扣模具、字母模具、多孔模、敲落孔模具等。打点模具可以用来做标记或者在折弯时孔会变形的中心点孔位，避免后续加工划线定位造成误差，产生次品或者废品；沉孔模具可以减轻钳工手动工作量，而且加工一致性要好，效率比钻床沉孔要高；翻孔模具可以在薄板上使用，提高螺纹的长度，适用M4以下的螺纹；桥型模具适合定位或者当做电路板的插板槽，非常方便；成型自攻丝模具的使用可以减轻钳工的工作量，提高效率适合比较大的螺纹；剪切定位扣模具的使用可以提高后续焊接或者装配的定位精度和效率；字母模具可以在零件上做标记，可用作零件批次号或者零件的识别号，可以提高零件的装配效率等；多孔模可以一次冲切多个孔，大幅提高加工效率；敲落孔模具的使用为选配或者后续装配提供方便。避免后续配钻孔不一致，影响产品的美观。
3.3折弯半径
折弯半径是指零件的内侧圆弧。当模具上模下压时，内侧最先受力压缩，随着厚度区域产生塑性变形，外侧受到拉力。当材料厚度一定时，弯曲半径越小，材料里外侧受力就越严重；当材料外圆角受力大于材料的屈服极限时，首先产生细小微纹，甚至断裂。因此钣金折弯，应避免过小的弯曲半径。一般来说，软件设计中，默认常规折弯半径为壁厚。而工厂实践中，因为模具种类有限，经常对板厚不加区分，随意使用折弯半径，这是不对的，这样对材料强度及折弯精度会有很大的影响。
4钣金机械加工工艺难点
在工业生产制造和零部件的加工行业中，钣金机械加工工艺主要是指将特定形状的金属材质薄板，通过手工和模具的筛选后经过特殊的处理方式，使其成为特定形状和尺寸的机械加工零部件。这一过程中所使用的处理方式包括焊接和小部分的机械加工。从而使金属薄板能够形成更加复杂多样的形状变化。常见于家庭，人们日常接触和使用的油箱、通风管道、铁壶、漏斗、弯头和各类电子设备的外壳等都属于钣金加工而获得的机械构件。钣金构件通常没有固定的结构形式，其种类和样式十分繁杂多样。因此，在对钣金产品进行设计和生产时，应优先考虑生产线的实际功能。以满足实际生产功能的需求为前提，使所设计出的钣金加工件，从结构到外形都符合制作成本低廉且美观，耐用等基本特点。钣金构件通常需要根据具体的用途和需求进行差异化的设计。根据不同的设计方案和设计结构要求可以获得不同形式的钣金零件。总体来说，钣金构件的设计并没有一成不变的固定方式和规律，而需要随着具体应用产品的功能需求而进行变化。这就是现阶段钣金机械加工工艺所要面临的主要和难点问题。
5结束语
钣金加工是利用金属的塑性对金属板材进行形状变形的一种综合冷加工工艺，加工的对象通常是金属薄板。钣金加工工艺方法主要有剪切、冲裁、折弯、拉深等，其中折弯加工工艺方法在实际生产中应用十分广泛，对于折弯加工成行的研究一直是钣金成形领域中的热点研究问题。钣金折弯工序不仅直接关系着企业生产计划的顺利进行，而且对企业的经济效益也有十分重要的影响。
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论文作者:蒋凌坚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
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