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鈑金折彎人員必備知識

折彎中常遇見的問題

作為一名鈑金行業折彎機操作工來說,對一些基礎知識必須要知道。當然折彎操作工要會看工件圖紙這是首要條件,同時在這個崗位工作經驗也很重要。折彎機械設備類型很多,但一些設備基本結構和工作原理也是要懂得。

對於在工作中折彎工藝的學習,首先應該從基礎知識先了解。

1、折彎模具的選擇

折彎模具按折彎工藝分為標準模具和特殊折彎模具。在標準的折彎情況下(直角和非直角折彎)折彎時一般都是用標準模具,折彎一些特殊的結構件(如:段差折彎、壓死邊等)時採用特殊模具。另外折彎不同厚度板料時,對摺彎下模具的開口尺寸「V」形槽尺寸選擇有所不同。一般所選用「V」形槽開口尺寸為板材厚度的6-10倍(0.5~2.6mm為6t、3~8mm為8t、9~10mm為10t、12mm以上為12t)。當板材較薄時選擇取向於小數,板材較厚時取向於大數。如:折彎2mm板時可選用12mmV槽即可。標準的折彎一般所彎的角度不小於90度,標準的折彎機模具上模和下模的尖角通常為88度。在不標準的折彎情況下,可選擇不同的上模具形狀,可折彎板材不同的角度和形狀。若特殊的形狀板金件,可要選擇特殊的折彎模具成形折彎。

特殊模具折彎圖

2、模具的分段

通常折彎機模具標準長度為835mm一段,原則上只可折彎大尺寸的工。如果將模具分割為長短不同的小段,通過不同的模具長度自由組合,就可方便於不同長短的盒形工件或箱體等折彎。在行業內對摺彎模具的分段有一個標準的分割尺寸,如:標準分割835分段:100(左耳),10,15,20,40,50,200,300,100(右耳)=835mm。當然也可按用戶的要求分割。

折彎模具分段圖

3、折彎力的計算

如果我們要折彎一件比較大以及板材比較厚的板材時,先要了解所需的折彎噸位力。那麼我們可以通過計算得出折彎所需的噸位(建議工件折彎的所需壓力在設備額定噸位的80%以內),通過計算我們也可確定折彎所需的噸位設備,模具V槽合理的選擇而對摺彎力也有影響。計算方法如下:

計算公式:

P = 折彎力(KN)

L = 板料長度(M)

T = 材料抗拉力(軟鋼: 45Kg/mm2)

S = 板材厚度(mm)

V = 下模寬度(mm)

例:以折彎2米長,3毫米厚的軟鋼板為例計算它的折彎力:T = 材料抗拉力(軟鋼:45KN/mm2)

P= 1.42xLxTxs2/1000xV

=1.42x2000x450x9/1000x24

=11502000/24000

=479.25KN

=48 噸

在折彎的過程中,除了我們標準的折彎方法外,還會經常遇到一些特殊的折彎工藝要求。這主要看產品的設計而言,下面列舉比較特殊以及常見的例子:

1、折彎件的最小彎曲半徑

材料彎曲時,其圓角區上,外層收到拉伸,內層則受到壓縮。當材料厚度一定時,內r越小,材料的拉伸和壓縮就越嚴重;當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時,就會產生裂縫和折斷,因此,彎曲零件的結構設計,應避免過小的彎曲圓角半徑。常用材料的最小彎曲半徑見下表。

常用金屬材料最小折彎半徑列表

l彎曲半徑是指彎曲件的內側半徑,t是材料的壁厚。

lt為材料壁厚,M為退火狀態,Y為硬狀態,Y2為1/2硬狀態。

2、彎曲件的直邊高度

2.1一般情況下的最小直邊高度要求

彎曲件的直邊高度不宜太小,最小高度按要求:h>2t。

2.1彎曲件的直邊高度最小值

2.2特殊要求的直邊高度

如果設計需要彎曲件的直邊高度h≤2t,,則首先要加大彎邊高度,彎好後再加工到需要尺寸;或者在彎曲變形區內加工淺槽後,再折彎(如下圖所示)。

2.2特殊情況下的直邊高度要求

2.3彎邊側邊帶有斜角的直邊高度

當彎邊側邊帶有斜角的彎曲件時,側面的最小高度為:h=(2~4)t>3mm

2.3彎邊側邊帶有斜角的直邊高度

2.4折彎件上的孔邊距

孔邊距:先沖孔後折彎,孔的位置應處於彎曲變形區外,避免彎曲時孔會產生變形。孔壁至彎邊的距離見表下表。

折彎件上的孔邊距2.5局部彎曲的工藝切口2.51折彎件的彎曲線應避開尺寸突變的位置

局部彎曲某一段邊緣時,為了防止尖角處應力集中產生彎裂,可將彎曲線移動一定距離,以離開尺寸突變處(圖 a),或開工藝槽(圖 b),或沖工藝孔(圖4c) 。注意圖中的尺寸要求:S≥R ;槽寬k≥t;槽深L≥ t+R+k/2。

局部彎曲的設計處理方法

2.52當孔位於折彎變形區內,所採取的切口形式

當孔在折彎變形區內時,採用的切口形式示例。

切口形式示例

a)帶斜邊的折彎邊應避開變形區

帶斜邊的折彎邊應避開變形區

b)打死邊的設計要求

打死邊的死邊長度與材料的厚度有關。如下圖所示,一般死邊最小長度L≥3.5t+R。

其中t為材料壁厚,R為打死邊前道工序(如下圖右所示)的最小內折彎半徑。

死邊的最小長度L

c)設計時添加的工藝定位孔

為保證毛坯在模具中準確定位,防止彎曲時毛坯偏移而產生廢品,應預先在設計時添加工藝定位孔,如下圖所示。特別是多次彎曲成形的零件,均必須以工藝孔為定位基準,以減少累計誤差,保證產品質量。

多次折彎時添加的工藝定位孔d)標註彎曲件相關尺寸時,要考慮工藝性

彎曲件標註示例

如上圖所示所示, a先沖孔後折彎,L尺寸精度容易保證,加工方便。b和c如果尺寸L精度要求高,則需要先折彎後加工孔,加工麻煩。

e)彎曲件的回彈

影響回彈的因素很多,包括:材料的機械性能、壁厚、彎曲半徑以及彎曲時的正壓力等。

①、折彎件的內圓角半徑與板厚之比越大,回彈就越大。②、從設計上抑制回彈的方法示例

彎曲件的回彈,目前主要是由生產廠家在模具設計時,採取一定的措施進行規避。同時,從設計上改進某些結構促使回彈角簡少如下圖所示:在彎曲區壓制加強筋,不僅可以提高工件的剛度,也有利於抑制回彈。

設計上抑制回彈的方法示例

以上的幾種方法都是在生產過種中折彎經常遇到的問題,僅給大家作個參考,主要還是根據實際生產情況對遇到的問題作出正確的處理方法。

鈑金件折彎工程師手冊

鈑金的折彎

是指改變板材或板件角度的加工。如將板材彎成V形,U形等。一般情況下,鈑金折彎有兩種方法:一種方法是模具折彎,用於結構比較複雜,體積較小、大批量加工的鈑金結構;另一種是折彎機折彎,用於加工結構尺寸比較大的或產量不是太大的鈑金結構。這兩種折彎方式有各自的原理,特點以及適用性。

模具折彎:

對於年加工量在5000件以上,零件尺寸不是太大的結構件(一般情況為300X300),加工廠家一般考慮開衝壓模具加工。

1常用折彎模具

常用折彎模具,如下圖。為了延長模具的壽命,零件設計時,儘可能採用圓角。

過小的彎邊高度,即使用折彎模具也不利於成形,一般彎邊高度L≥3t(包括壁厚)。

台階的加工處理辦法

一些高度較低的鈑金Z形台階折彎,加工廠家往往採用簡易模具在沖床或者油壓機上加工,批量不大也可在折彎機上用段差模加工,如下圖所示。但是,其高度H不能太高,一般應該在(0~1.0)t,如果高度為(1.0~4.0)t,要根據實際情況考慮使用加卸料結構的模具形式。

這種模具台階高度可以通過加墊片進行調整,所以,高度H是任意調節的,但是,也有一個缺點,就是長度L尺寸不易保證,豎邊的垂直度不易保證。如果高度H尺寸很大,就要考慮在折彎機上折彎。

折彎機分普通折彎機和數控折彎機兩種。由於精度要求較高,折彎形狀不規則,通信設備的鈑金折彎一般用數控折彎機折彎,其基本原理就是利用折彎機的折彎刀(上模)、V形槽(下模),對鈑金件進行折彎和成形。

優點:裝夾方便,定位準確,加工速度快;

缺點:壓力小,只能加工簡單的成形,效率較低。

成形基本原理

成形基本原理下圖所示:

折彎刀(上模)

折彎刀的形式如下圖所示,加工時主要是根據工件的形狀需要選用,一般加工廠家的折彎刀形狀較多,特別是專業化程度很高的廠家,為了加工各種複雜的折彎,定做很多形狀、規格的折彎刀。

下模一般用V=6t(t為料厚)模。

影響折彎加工的因素有許多,主要有上模圓弧半徑、材質、料厚、下模強度、下模的模口尺寸等因素。為滿足產品的需求,在保證折彎機使用安全的情況下,廠家已經把折彎刀模系列化了,我們在結構設計過程中需對現有折彎刀模有個大致的了解。見下圖左邊為上模,右邊為下模。

折彎加工順序的基本原則:

(1)由內到外進行折彎;

(2)由小到大進行折彎;

(3)先折彎特殊形狀,再折彎一般形狀;

(4)前工序成型後對後繼工序不產生影響或干涉。

目前的折彎形式一般都是如下圖所示:

2折彎半徑

鈑金折彎時,在折彎處需有折彎半徑,折彎半徑不宜過大或過小,應適當選擇。折彎半徑太小容易造成折彎處開裂,折彎半徑太大又使折彎易反彈。

各種材料不同厚度的優選折彎半徑(折彎內半徑)見下表

上表中的數據為優選的數據,僅供參考之用。實際上,廠家的折彎刀的圓角通常都是0.3,少量的折彎刀的圓角為0.5。

對於普通的低碳鋼鋼板、防鏽鋁板、黃銅板、紫銅板等,內圓角0.2都是沒有問題的,但對於一些高碳鋼、硬鋁、超硬鋁,這種折彎圓角就會導致折彎斷裂,或者外圓角開裂。

3折彎回彈

回彈角Δα=b-a

式中 b——回彈後製件的實際角度;

a—模具的角度。

回彈角的大小

單角90 o自由彎曲時的回彈角見下表。

影響回彈的因素和減少回彈的措施

(1)材料的力學性能 回彈角的大小與材料的的屈服點成正比,與彈性模量E成反比。對於精度要求較高的鈑金件,為了減少回彈,材料應該儘可能選擇低碳鋼,不選擇高碳鋼和不鏽鋼等。

(2)相對彎曲半徑r/t 越大,則表示變形程度越小,回彈角Δα就越大。這是一個比較重要的概念,鈑金折彎的圓角,在材料性能允許的情況下,應該儘可能選擇小的彎曲半徑,有利於提高精度。特別是注意應該儘可能避免設計大圓弧,如下圖所示,這樣的大圓弧對生產和質量控制有較大的難度:

4一次折彎的最小折彎邊計算

L形折彎的折彎時的起始狀態如下圖所示:

Z形折彎的折彎時的起始狀態如下圖所示

不同材料厚度的鈑金Z形折彎對應的最小折彎尺寸L如下表所示:


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