摘要：随着钣金数控设备的发展，机柜、控制台等大量采用了薄板冲压加工成形的钣金结构形式，其弯曲精度对整个产品的使用和性能等都有着直接的影响。工艺简单，通用性好，不光提高了产品的外观质量，还降低了生产成本，减轻了产品的重量。
关键词：钣金加工；工件折弯；精度
一、钣金工件折弯过程分析
为了满足不同的设计需求，钣金零件经常被弯曲成各种各样的形状，这里以板料弯曲90°为例来分析板料的弯曲过程。如图1所示，弯曲前板料断面上三条线相等，即ab=a＇b＇=a"b"。而在弯曲后，板料断面纤维为ab<a＇b＇<a"b"。这说明板料弯曲时，在弯曲圆角变形区，板料的内层纤维受压而缩短，外层纤维受拉而伸长，那么在其内外层之间必有一层材料纤维的长度保持不变。这被称为中性层，计算板料的展开尺寸就是计算中性层的长度。当材料的种类、厚度、弯曲圆角半径和弯曲方法不同时，中性层的位置也有所不同，弯曲时中性层一般向受压纤维的一边移动。在近似计算中可认为中性层在材料厚度的1/2位置。
图1 板料弯曲过程
二、钣金加工中工件折弯精度的影响因素
1、机床挠曲变形
所谓的机床挠曲变形就是因为不均匀的负载所引起的折弯机的工作长度增加。例如，两个油缸的两侧分布着100t的负载机床，可能会造成止下滑块产生挠曲变形的情况，这样一来，滑块的实际位移量会减少并且引起工件的长度方向上的角度出现位移，从而造成中间的角度要比两端的角度大，这样因为机床挠曲变形的问题就会造成钣金加工的尺寸精度产生影响。
2、板材质量不够
在进行钣金加工的过程中，如果加工材料的材质不均匀，甚至厚度不准确，俺么在进行间隙折弯的过程中也会造成上滑块的位移长度与行进方向之间产生较大的差距，从而产生角度上的偏差，在这种情况下，板材轧制工件的过程中就会因为力度不均匀而产生回弹的情况造成工件折弯精度不足。
3、回弹
在针对工件进行间隙折弯的过程中，由于弯曲应力产生变化，最终造成板料也会产生回弹最大应力，从而使得材料弯曲部分的表面进行超量折弯，但是在实际折弯的过程中，因为回弹力的影响，可能造成工件加工在各个角度和各个方向进行不同的弹量弯曲，引起折弯角度产生不同，进而影响工件折弯的精度。
4、工件展开料计算精度不准
由于工件展开料的精度对于工件尺寸精度的影响非常关键，所以工件展开尺寸必须要根据工件尺寸来进行计算，在计算的过程中可以通过折弯系数算法来得出工件展开料的经验数值，但是在实际的过程中，由于不同板材之间的性状大小存在较大的差距，所以工件展开料的经验数值与实际的加工数值还会存在误区，所以如果剪板机在下料的过程中产生的展开料与实际的精准度不一致，那么也会造成工件折弯过程出现误差，进一步影响工件折弯的精度。
三、折弯工艺参数设计
1、最小弯曲半径
影响最小弯曲半径的因素有材料的力学性能、材料表面和侧面的质量，弯曲线的方向、弯曲中心角等。在板料不发生破坏的前提下，选择完成零件内表面的最小圆形半径，但如果弯曲半径过小，弯曲时外层材料拉伸变形量过大，超过拉应力的抗拉强度，就会导致板料外层出现裂缝，致使工件报废，因此不宜选择过小的弯曲圆角半径。
2、弯曲件孔边距离
预先加工好孔的毛坯料，在弯曲时如果孔位于弯曲变形区内，那么孔的形状在折弯后会拉伸变形。为了避免孔位分布在折弯变形区内，孔边距离一般应保证L≥3倍料厚。对于平行于弯曲线的长腰形孔，为保证折弯精度和防止孔位变形，孔边距离一般应L≥4倍料厚。
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3、弯曲件直边高度
对于90°弯曲，为便于成形，必须使工件直角边高度h≥2t。如果设计需要弯曲件的直边高度h＜2t，就要加大弯边高度，使弯曲成形后再加工到合适尺寸；或者在弯曲变形区内加工浅槽后再折弯。对弯曲侧边带有斜角的弯曲件即弯曲变形区域在斜线上时，由于斜线末端直线高度低，弯曲后工件会变形。
4、预加工工艺孔、槽、缺口
为防止材料在弯曲中受力不均而产生裂痕，一般都需要预先切槽或冲工艺孔，通常槽宽K≥t，槽深L≥t＋r＋K/2。为防止多次弯曲过程中的累积误差，在设计模具时要考虑增加压料板、定位销等定位元件。
5、弯曲件的弯曲方向
确定弯曲方向时应尽量使毛坯的冲裁断裂带处于弯曲件的内侧，防止断裂带内的微裂纹在外侧拉应力的作用下扩展成裂口。如果受零件结构限制必须两个方向折弯时，则应尽量加大弯曲半径或采用其他工艺措施。如果必须多方向弯曲时，则应使弯曲线与纤维方向成一定角度或进行退火处理后再折弯。
四、工件折弯的精度控制措施
1、间隙折弯法
间隙折弯加工在折弯部件加工环节中起到非常关键的作用，一方面，通过间隙折弯能够保证在加工的过程中通过上下模块之间的间隙来实现加工中避免上下模块产生直接的接触，从而有效的保证了工件不会在行程底部进行加工与定位。而且，通过合理的调整上模块与下模块之间的开口深度之间存在的间隙，也能够更好的把握所需要的弯曲角度，从而有效的保证模具上能够获得更多的开口角度，这样也能有效的确保实际开口角度符合实际精度。
2、提高板材质量
在进行工件折弯的过程中，应该避免因为材料回弹引起的精度不足的问题。在实际进行工件折弯的过程中，由于不同工件的加工形状存在较大的差别，所以必须要根据实际板材的弯曲程度来选择材料的回弹度，这样才能够有效的把握工件的尺寸精度，满足下模开口的角度。并且板材之地均匀也能够较少折弯精度的误差，从而更好的增强工件折弯的精度。
3、针对回弹问题进行的工艺控制
一旦材料由于塑性变形造成的毛胚外载荷作用，那么工件也必然发生塑性变形或者彈性变形。所以除掉外载荷之后，能够保证毛坯的塑形变形效果的消失。在这样的情况下，形状和与尺寸也会因为加载过程产生变化。所以在钣金工件折弯的过程中能够有效的针对弹性问题进行有效的解决[3]。在钣金加工的过程中，工件折弯的速度能够有效的进行变化，通过利用回弹的规律，进一步在工件弯折加工的过程中即使的调整，从而保证压模板与磨具之间能够均匀受力，更好的满足回弹力的调整，同时，通过有效的改变模具角度以及工艺圆角大小的方式，能够更好的保证钣金加工的精度。
4、提高展开料的精度控制
尽管在折弯加工过程中很大程度上会因为材料回弹导致精度受到影响，但是在实际加工的过程中，工件折弯常常是因为不同工件的加工形状不同而产生的影响因素较多。所以必须要提高工件展开料的精度控制，这样才能够保证材料的回弹能够形成更加全面充分的影响，进一步满足工件加工的需求。在下模开口过大的情况下进行工件折弯的操作，能够是的内弯曲圆角的压力降低，从而导致回弹力增加。所以必须要通过姐姐负载过大的问题，对于一般的工件展开料来说，一定要明确内弯圆角与半径之间的材料厚度进行明确的控制，从而进一步减少机床由于受到挠曲变形的影响，所以这样才能够有效的提高工件折弯的精度。
结束语
折弯结果的精度是衡量钣金最重要的标准。因此，在操作过程中要合理地对钣金件进行相互连接和固定，使操作者既快又好地完成装配，少出错误，如果出错就会导致效率低成本高。
参考文献
[1]李娜,李青,李福欣,张运文.钣金件折弯工艺分析[J].农业装备与车辆工程.2014(03).
[2]樊瑞峰,韩涛.钣金零件折弯展开长度的计算方法[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2013(01).
[3]曹光荣,张子东,刘进,李峰,王志明.高强度板材折弯工艺数据的分析[J].锻压装备与制造技术,2011(05).
论文作者:惠学姣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/20
标签：工件论文; 弯曲论文; 精度论文; 加工论文; 板料论文; 过程中论文; 钣金论文; 《基层建设》2018年第21期论文;