钣金件的折弯.docx

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钣金件的折弯

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。

目前公司产品的折弯主要采用折弯机加工。

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。

常用折弯模具

常用折弯模具，如图所示：

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。

Z形台阶折弯

折弯机折弯

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

成形基本原理如图所示：

1）折弯刀（上模）

折弯刀的形式如图所示，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。

2）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；

3）先折弯特殊形状，再折弯一般形状；

4）前工序成型后对后继工序不产生影响或干涉。

目前的外协厂见到的折弯形式一般都是如图1-21所示。

图1-21折弯机折弯形式

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。

各种材料不同厚度的优选折弯半径（折弯内半径）见下表1-9

最小弯曲半径数值（mm）

材料

退火状态

冷作硬化状态

弯曲线方向与纤维方向的对应位置

垂直

平行

垂直

平行

08、10、

0.1t

0.4t

0.8t

15、20、

0.1t

0.5t

1.0t

25、30、

0.2t

0.6t

1.2t

45、50

0.5t

1.0t

1.7t

65Mn

1.0t

2.0t

3.0t

铝

0.1t

0.35t

0.5t

1.0t

紫铜

0.1t

0.35t

1.0t

2.0t

软黄铜

0.1t

0.35t

0.8t

半硬黄铜

0.1t

0.35t

0.5t

1.2t

磷青铜

——

1.0t

3.0t

注：

表中t为板料厚度。

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，所以，我们的钣金件的折弯内圆角基本上都是0.2。

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。

折弯回弹

1）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。

2）回弹角的大小

单角90o自由弯曲时的回弹角见表。

单角90度自由弯曲时的回弹角

材料

r/t

材料厚度t（mm）

<0.8

0.8~2

低碳钢

黄铜σb=350MPa

铝、锌

1~5

中碳钢σb=400-500MPa

硬黄铜σb=350-400MPa

硬青铜σb=350-400MPa

1~5

高碳钢σb>550Mpa

1~5

12o

3）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，如图所示，这样的大圆弧对生产和质量控制有较大的难度：

钣金的圆弧太大

一次折弯的最小折弯边的计算

L形折弯的折弯时的起始状态如图所示:

这里很重要的一个参数是下模口的宽度B。

由于考虑到折弯效果和模具强度，不同厚度的材料所需要的模口宽度存在一个最小值。

小于该数值时，会出现折弯不到位或损坏模具的问题.经过实践证明，最小模口宽度和材料厚度的关系为.

①

为最小模宽，T为材料厚度，计算最小模口宽度时K=6.目前厂家常用的折弯下模宽度的规格如下:

4，5，6，8，10，12，14，16，18，20，25

根据上面的关系式就可以确定不同的料厚在折弯时所需下模模口宽度的最小值.例如1.5mm厚的板材折弯时，B=6*1.5=9对照上面的模宽系列可以选择模口宽度为10mm（或8mm）的下模.从折弯的起始状态图可以看出折弯的边不能太短，结合上面的最小模口宽度，得到最短折弯边的计算公式为②：

（参考）②

为最短折弯边，

为最小模口宽，Δ为板材的折弯系数。

1.5mm厚的板材折弯时，最短折弯边

＝（8+2.5）/2+0.5=5.75mm（包括一个板厚）

最小模口宽

冷轧薄钢板材料折弯内R及最小折弯高度参考表

序号

材料厚度

凹模槽宽

凸模R

最小折弯高度

0.5

0.2

0.6

0.2

3.2

0.8

0.8或0.2

3.7

1.0

1或0.2

4.4

1.2

8（或6）

1或0.2

5.5（或4.5）

1.5

10（或8）

1或0.2

6.8（或5.8）

2.0

1.5或0.5

8.3

2.5

16（或14）

1.5或0.5

10.7（或9.7）

3.0

2或0.5

12.1

3.5

13.5

4.0

16.5

注：

1、最小折弯高度包含一个料厚。

2、当V形折弯是折弯锐角时，最短折弯边需加大0.5。

3、当零件材料为铝板和不锈钢板时，最小折弯高度会有较小的变化，铝板会变小一点，不锈钢会大一点，参考上表即可。

Z形折弯的最小折弯高度

Z形折弯的折弯时的起始状态如图所示：

Z形折弯和L形折弯的工艺非常相似，也存在着最小折弯边问题，由于受下模的结构限制，Z形折弯的最短边比L形折弯时还要大，Z形折弯最小边的计算公式为：

+0.5+T③

为最短折弯边，

为最小模宽，Δ为板材的折弯系数，T为料厚，

为下模模口到边的结构尺寸，一般大于5mm。

Z形折弯

不同材料厚度的钣金Z形折弯对应的最小折弯尺寸L如下表所示：

Z形折弯的最小高度

序号

材料厚度

凹模槽宽

凸模R

Z形折弯高度L

0.5

0.2

8.5

0.6

0.2

8.8

0.8

0.8或0.2

9.5

1.0

1或0.2

10.4

1.2

8（或6）

1或0.2

11.7（或10.7）

1.5

10（或8）

1或0.2

13.3（或12.3）

2.0

1.5或0.5

14.3

2.5

16（或14）

1.5或0.5

18.2（或17.2）

3.0

2或0.5

20.1

3.5

4.0

25.5

折弯时的干涉现象

对于二次或二次以上的折弯，经常出现折弯工件与刀具相碰出现干涉，如图1-27所示，黑色部分为干涉部分，这样就无法完成折弯，或者或者因为折弯干涉导致折弯变形。

折弯的干涉

钣金折弯的干涉问题，不涉及到太多的技术，只要了解一下折弯模的形状和尺寸，在结构设计时注意避开折弯模就可以了。

图为常见的几种折弯刀的截面形状，在新修订的《钣金模具手册》都有介绍，并且在intralink库里也有对应的刀具实体，在设计没有把握的情况下，可以按照上图的原理，直接用刀具进行装配干涉检验。

折弯刀

对于翻孔攻丝来说，如图所示的D值不能设计得太小，最小D值可以根据材料厚度、翻孔外径、翻孔高度、所选折弯刀具等参数计算或作图得到。

以1.5mm厚的折弯钢板上翻M4的翻孔攻丝为例，D值应该大于8mm，否则，折弯刀会碰伤翻边。

孔、长圆孔离折弯边最小距离

如图所示折弯处孔边离折线太近，折弯时料无法带起，产生孔形状变形；因此，孔边与折弯线要求大于最小孔边距X≥t+R。

圆孔距折弯边最小距离

钣料厚度

0.6～0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

最小距离X

1.3

1.5

1.7

2.0

3.5

如图所示长圆孔离折线太近，折弯时料无法带起，产生孔形状变形；因此，孔边与折弯线要求大于最小孔边距按表。

长圆孔距折弯边最小距离

<26

26～50

>50

最小距离X

2t+R

2.5t+R

3t+R

对不重要孔，可将孔扩大至折弯线，如图所示，缺点：

影响外观效果。

图折弯改进设计

孔靠近折弯时的特殊加工处理

当靠近折弯线的孔距折弯线小于上述的最小距离时，折弯后会产生变形，此时可根据产品不同的要求，作如表方式来处理。

但是，可以看到这些办法的工艺性较差，结构设计应该尽量避免。

孔靠近折弯时的特殊加工处理

1）折弯前压槽处理。

在实际设计中，因为结构设计的需要，实际距离比上述距离还要小的情况，加工厂家往往采用折弯前压槽处理，如图1-31所示，其缺点是：

折弯机压线处理，多一道工序，效率稍低，精度较低，原则上尽可能避免。

2）沿折弯线割孔或割线:

当折弯线对工件外观无影响或可以接受时，则以割孔改善其工艺性。

缺点：

影响外观效果，并且因为割线或者割窄槽时，一般仔需要用激光机切割。

3）在靠近折弯线的孔边折弯后补加工至设计尺寸，当要求保证孔边距时，可按此方式处理。

一般这种二次去料不能在冲床上完成，只能在激光切割机上进行二次切割，定位麻烦，这种加工的成本很高。

4）折弯后扩孔处理

只有一个或几个像素孔到折弯线的距离小于最小孔距，产品外观要求严格时，为了避免折弯时拉料，此时可对像素进行缩孔处理，即在折弯前先割出一小同心圆（一般为Φ1.0），折弯后扩孔至原尺寸.

缺点：

工程数多，效率低；

5）折弯机上模的最小宽度为4.0mm（目前），受此限制，工件内部的折弯加工部分孔口不得小于4.0mm，否则须将孔口扩大或考虑用易模成形.

缺点：

制作易模效率低，易模生产效率低；扩孔影响外观；

弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口

在设计弯曲件时，如果弯曲件须将弯边弯曲到毛坯内边时，一般应事先在落料后加冲工艺孔、工艺槽或工艺缺口如图所示。

工艺孔工艺缺口

d－工艺孔的直径，d≥t；

K－工艺缺口的宽度，K≥t。

止裂槽或切口：

一般情况下，对于一条边的一部分折弯，为了避免撕裂和畸变，应开止裂槽或切口。

特别是对于内弯角小于60度的弯曲，更需要开止裂槽或切口。

切口宽度一般大于板厚t，切口深度一般大于1.5t。

图b较图a折弯更合理。

开止裂槽或切口的折弯

工艺槽、工艺孔要正确处理，面板及外观能看得到的工件可不加折弯拼角工艺孔（如面板在加工过程中，为保持统一风格，均不设工艺缺口），其它应加折弯拼角工艺孔。

如图所示。

折弯拼角工艺孔

90度方向的折弯搭碰的间隙规定：

图纸设计时，对于没有特殊要求，不要标注90度方向的折弯搭碰之间的间隙，一些不合理的间隙标注，反而影响加工厂家的工艺设计。

加工厂家一般按照0.2～0.3的间隙进行工艺设计。

如图所示：

折弯搭碰的间隙

突变位置的折弯

折弯件的折弯区应避开零件突变的位置，折弯线离变形区的距离L应大于弯曲半径r，即L≥r，如图1-37。

折弯区应避开零件突变的位置

一次压死边

一次压死边的方法：

如图所示，先用30度折弯刀将板材折成30度，再将折弯边压平。

压死边的方法

图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加0.5t（t为材料厚度）。

压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等。

电镀件不宜采用，因为压死边的地方会有夹酸液的现象。

180度折弯:

180度折弯的方法：

如图所示，先用30度折弯刀将板才折成30度，再将折弯边压平，压平后抽出垫板。

180度折弯的方法

图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加t（t为材料厚度），高度H应该选择常用的板材，如0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0，一般这个高度不宜选择更高的尺寸。

三重折叠压死边:

如图所示，先折形，再折死边。

设计时注意各部分尺寸，保证各加工步骤满足最小折弯尺寸，避免不必要的后期加工。

三重折叠压死边

最后折弯边压平所需最小承压边尺寸

料厚

0.5

0.6

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

承压边尺寸L

4.0

4.5

5.0

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