淺析鈑金折彎成形加工中的常見缺陷及解決措施

吳振華

（柳工常州機械有限公司，江蘇 常州 213000）

鈑金加工過程中針對金屬塑性板材進行彎曲變形，屬于一種綜合性冷加工工藝，進行加工的對象往往是金屬薄板。鈑金加工方法較多，包括剪切及折彎、沖裁、拉深等，折彎加工在實際生產中應用廣泛，折彎加工成形是鈑金加工的熱點研究問題。鈑金折彎不僅關系到企業生產計劃，也對企業的經濟效益產生影響。鈑金零件一般是承上啟下的零件，折彎質量對外觀質量產生影響。對此，本文對折彎缺陷進行分析，包括裂縫及回彈、壓痕，存在較大的缺陷，針對缺陷類型對工藝進行調整。

一、鈑金加工

鈑金技術是鈑金加工職工的關鍵性技術，包括切割下料及沖裁加工、彎曲成形等工藝，其中也具備冷沖壓模結構及工藝參數等，涉及的內容非常豐富。鈑金加工常用的材料保留冷軋板及熱軋板、紫銅、鋁型材、不銹鋼等，產品不同則需求不同，選擇的材料也存在差異，一般情況下，還需自產品的用途及花費上進行思考。比如，冷軋板，采取電鍍及烤漆等方式處理，成型率較高，涉及的成本低廉，材料厚度在3.2mm 以下。熱軋板主要是電鍍及烤漆成件，成本角度，但成型難度大，主要制作平板件。銅是常見的導電材料，表面是鍍鉻，或者不對表面進行處理，處理成本高。鍍鋅板能分為N料及P料，N 料一般不對表面進行處理，成本較高。P 料則是用于噴涂，鋁板的成本相對較高，對此，在鈑金工藝中涉及的流程較為豐富，還需根據實際情況進行調整，保證各項鈑金折彎成形的順利進展。

二、鈑金折彎成形的機理及缺陷

（一）機理

折彎成形對板材施加壓力產生彎曲效果，折彎能分為自由折彎及壓低折彎，對上模的位移進行調整，板料彎曲到對應的程度，這種折彎方式稱之為自由折彎，上模壓解到最低，彎曲板料在上下模表面壓實，這種折彎方式稱之為壓低折彎。自由折彎針對模具進行處理，對機床的要求不高，形成零件多種多樣，這也是鈑金折彎行業中常見的技術，比如，數控折彎機的應用，可以對材料有效處理。

（二）缺陷

折彎加工中，受到零件屬性及材料性能的影響，會誘發不同類型的缺陷。折彎裂紋及折彎壓痕、折彎回彈均是其中的常見問題。

1.折彎裂紋

板料在加工過程中，彎曲位置在拉伸力的影響下變形，一旦超過材料固有的拉伸極限，容易發生彎曲裂紋。零件彎曲半徑及彎曲角度具有較高的要求，折彎裂紋多發生在彎曲截面兩端或者中間位置。結合零件結構差異，裂紋也經常出現在轉角處，裂紋發生原因具有多樣化特點。比如，在剪切力及沖裁下料的零件，斷面質量差，容易發生毛刺及硬化等。原材料在制作過程中，出現的纖維組織具有方向性，在材料力學性能及物理性能的影響下發生異常，。軋制方向及折彎線平行的情況下，材料的抗拉強度發生變化。彎曲半徑R 過小的情況下，彎曲外表的塑性值變大，彎曲工裝選擇存在缺陷，在彎曲過程中使用上模半徑R 及下模圓角R 磨損情況，也容易發生裂紋。

2.折彎回彈

受到中心層影響，零件塑性變形及彈性變形一同發生。中心層發生彈性變形過程中，內外也會發生塑性變形，導致零件形成卸載后模具尺寸發生誤差，從而誘發回彈問題。回彈問題對零件的精度產生影響，對此，還需有效控制。

3.折彎壓痕

在零件折彎過程中，受到機械上模及下模擠壓力的影響，工件與下模接觸面接觸后存在壓痕。一般情況下，鈑金零件對粗糙度有不同的要求，輕微傷痕對零件本身每一較大的影響。但部分特殊材料在加工過程中，對精度具有較高的要求，還需采取一定的措施進行保護。

三、鈑金折彎成形加工問題的處理措施

針對裂紋及折彎回彈、彎曲壓痕問題，加工過程中還需對此類問題進行思考，根據問題原因提出解決措施，最終調整工藝，保證鈑金彎曲成形加工的有效性及加工質量。

（一）裂紋處理措施

針對鈑金折彎加工成形中的裂縫問題，還需具體問題具體分析。比如，調整模具間隙及均勻度，提升剪切及沖裁斷面質量，保持平整的斷面，無裂紋及毛刺。根據板材纖維方向，保證斷面平直及光潔，避免發生毛刺及裂紋。根據板料纖維方向，對樣理進行合理處理，比如，順紋彎曲的情況下，最小彎曲半徑值最大，垂紋彎曲情況下，最小彎曲半徑小，彎曲線方向與纖維的夾角一般是60°，最小也不能小于30°，彎曲的交接位置，可設置工藝止裂孔，孔洞大小一般是φ≥彎曲半徑R+板材厚度t。處于彎曲線的直角處可布置止裂槽，寬度一般在彎曲半徑R+2 倍板材厚度以上，對彎曲位置進行合理潤滑，縮減折彎時的阻力。

（二）折彎回彈處理措施

在折彎形成過程中，板料的彈性變形增加，彎曲后會產生更大的回彈反應，在沖壓前還需對板料進行熱處理，在退火處理過程中，針對已經制作的硬化材料，對內部應力進行適當調整，避免已經加工位置大量回彈。折彎加工后，板料的彈性逐漸恢復，板料的變形程度發生變化，對此，還需在板料加工過程中，針對板料變形情況縮減回彈。經過多次彎曲，完成多次成形，從而消除回彈。

（三）折彎壓痕處理措施

在鈑金折彎加工過程中，將加長上模作為基礎，使大端頭圓角半徑R 增加，也要適當增加下模槽口寬度，使圓角半徑R 增加，縮減下模槽口對工件產生的擠壓力。下模設計過程中，通過滾軸V 型模，在下壓過程中帶動棒材旋轉，保持工件與下模充分接觸，使其沒有足夠的活動空間，避免發生較大的壓痕。毛料上墊0.5-1.2mm 薄鋁板也能避免發生壓痕。在實際鈑金折彎加工過程中，還需具體問題具體分析，從而找到有效的解決辦法，解決搬家折彎加工的缺陷性問題。

（四）鈑金折彎工藝優化

在鈑金折彎加工成形過程中，面對缺陷性問題，針對此類問題也要采取有效的改進策略，比如，改進工藝，提升工藝設計。鈑金加工中，工件折彎加工若想達到理想的效果，一次往往無法成型，可嘗試改進工藝，將兩個構件轉變為一個完整的彎曲件，中間位置與直邊連接，彎曲后沖切，并制作兩個工件。伴隨加工工藝不斷調整，有利于把握材料延伸度，對構件的長度及精確性進行計算。若相對彎曲半徑為R/T=30/3=10，針對比例值較大的問題，也要對板料變形程度進行控制，在縮減彈性變形比例，以免材料發生回彈。針對此類問題，應當對加工工藝進行優化，在材料加工過程中，針對兩邊材料完成相互牽制，避免發生下料滑動及變形問題。使用的模具進行調整，也是提升工藝設計效果的關鍵，該方法的優勢在于提升工件成型質量。加工模具在改進過程中，以科學的方式進行調整，彎曲復合切割模具的同時，提升鈑金彎曲精度，保證切料的準確性，這種方式成本低廉，卸料也較為便利。

結束語

為保證鈑金構建的美觀性及折彎的精準性，提升鈑金構件的加工效率。鈑金折彎加工中，應當認識到其中的缺陷性問題，對缺陷問題進行總結及提煉，降低不合格的產品率，保證車間彎曲加工的質量，提升產品品質的同時，也能降低施工誤差。對此，在實際工作中除解決常見的問題外，也要積極生產高規格及高質量的鈑金產品，為社會發展提供推動力。