提高彎曲件折彎精度的工藝措施探析

于 榮

(陜西宇航科技工業公司，陜西 西安 710025)

隨著鈑金件加工設備，尤其是數控設備的不斷發展，電子產品、電氣模塊的機柜、機箱以及控制臺等都大量的采用了薄板沖壓加工而成的鈑金結構形式。這種方式不但有效降低了產品的質量和體積，同時還提高了產品的外觀效果，降低了產品的生產成本。因此，鈑金件在設備，尤其是箱體設備中得到了廣泛的應用。而彎曲件在鈑金件中占有很大的比例，其彎曲精度對整個產品的使用和性能等都產生直接影響，對整個產品起至關重要的支撐作用。總的來講，彎曲件的折彎精度主要包括尺寸精度、角度精度以及形位精度三個方面。下面將以鈑金件在液壓折彎機上采用間隙折彎法以及彎曲件板式結構的彎曲作為分析的對象，探討了彎曲件折彎精度的控制工藝措施。

1 間隙折彎法精度控制策略分析

1.1 間隙折彎工藝分析

間隙折彎加工過程中，主要是利用上、下模之間的間隙來進行加工的。在彎曲加工過程中，上、下模之間并不會接觸，因此應該盡量的避免定位與加工在行程的底部。同時，合理的調整上模進入下模的開口深度來獲得所需要的彎曲角度。所以，利用這種過量折彎方法能夠在模具上獲得多種開口角度大于下模實際開口角度的角度。

1.2 間隙折彎法中影響折彎精度的相關因素

(1)機床的撓曲變形影響。由于加工過程中存在負載不均勻的問題，長時間的加工之后容易導致機床出現撓曲變形的問題。例如，若折彎機的工作長度為3200mm時，而兩個左右對稱分布的油缸在機床兩側，噸位達到100t，但存在負載時，上下滑塊的移動就容易產生撓曲變形，導致中間部分的滑塊實際位移量減少，進而使得被加工工件在整個長度方向上產生的角度不一致，通常而言是中間角度比兩端的角度大。而這種角度的不一致將直接影響到工件尺寸的精度。

(2)板材的不均勻問題。若被加工的材料在厚度上存在著較大的變化，在采用間隙折彎加工方法時，將導致上滑塊的實際位移量在整個加工長度方向上引起角度誤差。而且板材通過軋制之后一般會出現應力集中的問題，會導致出現不均性的回彈，這也是一種導致彎曲件精度誤差的一個重要因素。

(3)回彈。在間隙折彎時，由于彎曲應力的變化，板料會產生回彈，最大的彎曲應力產生在材料彎曲部分的外表面。要得到滿意的折彎角度需實施“ 超量折彎”，但在實際折彎時，可能同時存在各種方向的彎曲，造成各部分回彈量不同，引起折彎角度精度的不一致。

(4)工件展開料的計算精度。由于工件的展開尺寸是根據不同工件的尺寸計算而得到的，其展開尺寸的精度將對工件的計算精度產生直接影響。在計算的過程中一般采用折彎系數的方法予以獲得。該折彎系數屬于經驗數據，根據零件的具體形狀、尺寸以及板材材料的不同而有所差別，但是在實際的計算時一般都采用同一個值。同時，下料時的加工誤差也會引起展開料的尺寸精度，會產生一個和理論值不同的實際值，使得尺寸精度受到影響。

1.3 提高間隙折彎法折彎精度的工藝措施

(1)克服由于材料不均勻而導致折彎時出現的精度誤差。為了能夠減小由于材料不均勻而導致的折彎精度誤差，在選材的時候就應該盡量選擇那些質地均勻的板材。這可以通過對材料采購環節來予以控制，例如選擇一個可靠的材料供應商進行長期供應，保證材料的供應質量的穩定性，便于選擇一個穩定的工藝參數進行加工。

(2)折彎加工過程中應該盡量消除由于材料回彈而導致的精度影響。在實際的折彎加工過程中，因為不同工件的加工形狀是不一樣的，因此需要采用不同的彎曲程度。而材料回彈能夠形成一個影響尺寸精度的綜合效果。因此，一個消除回彈的有效方式就是適當的加大折彎加工過程中的壓力，并使加載的時間加長。同時，對那些加工精度要求較高的工件而言，在下料的時候就可以將整個板材的邊緣部分除去。這是因為材料的邊緣和中間軋制出現不一致時，將導致整個材料出現不一致的問題，并嚴重的影響到整個工件的彎曲精度。另外，還有一種有效減少材料回彈的方法，那就是在折彎加工之前，在工件的一邊預先折疊一個小邊，這個小邊的角度可以是90°，也可以是180°的彎曲，然后再對其他邊進行折疊。這時，只要保證工件的尺寸達到一定的精度之后就能夠對提高精度起到積極的作用。

再次，在選擇下模開口的角度時，要選擇一個能夠滿足折彎件加工要求的下模寬度。假若下模的開口過寬，將導致被加工工件的內彎曲圓角過大，壓力減小，而回彈量卻增加。當開口寬度過小時，將導致壓力過大而引起負載過大的問題。因此，對于一般的工件而言，應該選用那種內彎圓角半徑與材料厚度相當的材料，通過它們來控制下模的開口寬度。

(3)減小機床自身的撓曲變形。減小機床自身的撓曲變形程度是一個提高工件折彎精度的簡易途徑，其根本的出發點就是確保上下滑塊的變形一致。通過這種一致性來保證工件在全長獲得一個較好的一致角度。而實現這個目的的工藝措施就是在上模上方設置一個斜鍥結構，用它來對機床的上模塊導致的撓曲誤差進行補償。在操作的時候，在折彎加工之前將上滑塊調整成為一個中間凸出的弧線，之后在施加負載之后，上滑塊變形而成為一條直線，達到基本與實際位移一致的目的。由于材料的變形問題，在每一次加工精度較高的零件時，都應該對上滑塊進行預習的調整，通過不斷的試彎、調整、測量以及再試彎的循環方式，得到最后要求的尺寸精度。

2 彎曲件板式結構的彎曲精度控制工藝策略分析

影響彎曲件板式結構的折彎加工因素與上面采用間隙法折彎加工的因素基本相同，主要是金屬回彈、加工件撓度的影響。在加工的過程中應該根據自身的加工特征來對這種加工方式的精度進行控制。

(1)針對回彈問題而進行的工藝控制。當材料發生塑性彎曲變形時，毛坯在外載荷作用下將發生塑性變形和彈性變形。而除掉外載荷之后，毛坯中的塑性變形將得到保留，而彈性變形則會消失，使得形狀與尺寸都發生和加載過程相反的變化。

針對回彈產生的機理，可以充分的利用回彈的規律，在工件接近純彎曲時，通過調整行程來壓緊上模板，對彎曲部分的受力情況進行調整；同時，結合改變模具相關角度以及工藝圓角大小的方式，對折彎模具的形狀進行適當的修改，進而得到一個合適的V型夾角和合理的折彎深度。

(2)撓度的影響與控制工藝措施。彎曲件的撓度就是彎曲件在和加工壓力垂直的方向上產生的一種翹曲變形，圖1所示。彎曲件由于在彎曲線的外側在受拉伸力的作用之下，產生一個壓縮變形，之后在內側形成一個相反的應力和應變，導致完全件形成一個所謂的“馬鞍形”。在通常情況下，這個彎曲線的長度在寬度的5倍以上，其長度與板寬的比例越大時，其翹曲的高度也隨之增加。當彎曲線的長度達到板厚的8倍時，翹曲度還可以控制為零。而當Ht在6~7倍之間時，翹曲率最大可以達到21000，而大于6~7倍時，翹曲率將在11000之下。

圖1 撓度變形

除了上面的相關措施之外，當前還有根據板材的力學性能而采取的折彎角自動測量與回彈量補償等措施，在這里不再一一敘述。

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