折弯钣金加工是一种对金属薄板(通常厚度在 6mm 以下)进行冷加工的工艺,通过专用的折弯设备,使板材按照一定的角度和形状进行弯曲变形,从而制造出各种具有三维形状的金属零部件。这种工艺在机械制造、电器设备、汽车工业、航空航天等众多领域都有广泛的应用。下面小编详细介绍一下:
折弯角度偏差
原因分析:
模具因素:折弯模具(上模和下模)的精度对折弯角度有直接影响。如果模具磨损,特别是上模刃口变钝或者下模 V 型槽磨损,会导致折弯角度不准确。例如,上模刃口磨损后,在折弯过程中不能很好地引导板材弯曲,使折弯角度变大;下模 V 型槽磨损会改变板材的支撑状态,也会引起角度变化。
材料特性:不同金属材料的弹性模量不同,在折弯后会产生不同程度的回弹。像高强度钢的回弹现象比普通低碳钢更为明显。如果在加工过程中没有考虑材料的回弹特性并进行相应补偿,就会导致折弯角度偏差。例如,对于有回弹特性的材料,在设计折弯角度时应该适当减小角度,使得回弹后的角度符合要求。
加工参数设置:折弯压力和折弯速度设置不合理也会影响折弯角度。压力不足可能无法使板材完全贴合下模,导致折弯角度小于设计值;而压力过大可能使板材过度变形,产生角度偏差。折弯速度过快时,板材受到的冲击力较大,可能会引起振动,影响折弯角度的准确性。
解决措施:
模具维护与更换:定期检查模具的磨损情况,对于磨损严重的模具及时进行维修或更换。在安装模具时,要确保模具的安装精度,保证上下模的对中性和间隙均匀性。例如,可以使用量具来检查上下模的配合精度,对安装后的模具进行试折,观察折弯效果并进行微调。
材料性能补偿:在加工前充分了解材料的力学性能,特别是回弹特性。通过试验或经验公式计算回弹量,在编程或设置折弯角度时进行补偿。例如,对于已知回弹量的材料,可以在数控折弯机的编程中预先调整折弯角度,使实际折弯后的角度达到设计要求。
优化加工参数:根据材料厚度、强度和模具情况,合理调整折弯压力和速度。在试折过程中,逐步调整参数,找到最佳的折弯压力和速度组合。例如,对于较厚的板材,适当增加折弯压力并降低折弯速度,以确保折弯角度的准确。
折弯尺寸精度不达标
原因分析:
下料精度问题:如果在折弯前的下料尺寸不准确,那么折弯后的尺寸必然会受到影响。例如,采用剪板机下料时,由于剪板机的精度限制或者操作不当,可能会导致板材尺寸偏差;激光切割下料时,切割路径的精度、切割速度和功率等因素也会影响下料尺寸。
折弯过程变形:在折弯过程中,板材受到较大的压力,可能会产生拉伸或压缩变形,从而影响尺寸精度。特别是对于一些形状复杂、多次折弯的零件,后序的折弯操作可能会对前面已经折弯部分的尺寸产生影响。例如,在多次 V 型折弯的过程中,相邻折弯部位之间可能会相互挤压,导致尺寸发生变化。
模具选择不当:模具的尺寸和形状与板材不匹配也会导致尺寸精度问题。例如,下模 V 型槽的宽度如果选择不当,对于较厚的板材可能无法提供足够的支撑,使板材在折弯过程中发生过度变形,影响尺寸精度。
解决措施:
提高下料精度:选择合适的下料设备和方法,根据零件的精度要求确定下料方式。例如,对于精度要求高的零件,优先选择激光切割或数控等离子切割下料,并对下料设备进行定期校准和维护。在操作过程中,严格按照操作规程进行下料,确保尺寸精度。
控制折弯变形:优化折弯顺序,对于复杂形状的零件,通过模拟或试验确定最佳的折弯顺序,以减少变形。在折弯过程中,可以采用辅助工装来限制板材的变形,如使用定位夹具、支撑块等。例如,在折弯大型钣金件时,在板材下方放置合适的支撑块,减少板材在压力作用下的下沉变形。
正确选择模具:根据板材的厚度和折弯形状选择合适的模具。一般来说,下模 V 型槽的宽度应该是板材厚度的 6 - 8 倍。在选择模具时,还要考虑模具的形状是否与零件的折弯形状相匹配,如对于有弧度的折弯,要选择合适的弧形模具。
表面质量问题
原因分析:
划伤和擦伤:在板材搬运、上下料以及折弯过程中,由于与设备、模具或其他物体接触,可能会产生划伤和擦伤。例如,板材在折弯机工作台上滑动时,如果工作台表面有尖锐的物体或者有金属屑,就容易划伤板材表面;上下模在开合过程中也可能会擦伤板材。
压痕和凹坑:折弯时压力过大或者模具表面不平整,可能会在板材表面留下压痕或凹坑。例如,当模具刃口有微小的缺陷或者有杂物附着时,在折弯过程中会在板材上形成压痕;如果上模的压力分布不均匀,也会导致板材表面出现凹坑。
氧化和锈蚀:如果钣金件在加工后没有及时进行防护处理,或者加工环境湿度较大,板材表面可能会发生氧化和锈蚀。特别是对于一些易氧化的金属材料,如钢铁,在潮湿的环境中很容易生锈。
解决措施:
防止划伤和擦伤:保持工作环境的清洁,及时清理设备和工作台上的金属屑和杂物。在板材搬运和上下料过程中,使用适当的工具和防护措施,如使用软质的夹具、在板材表面贴上保护膜等。例如,在高精度钣金件加工中,在板材表面贴上塑料保护膜,防止在加工过程中被划伤。
避免压痕和凹坑:定期检查和清洁模具,确保模具表面平整、无杂物。合理设置折弯压力,避免压力过大。在折弯过程中,可以在板材和模具之间添加缓冲材料,如橡胶垫等,减轻模具对板材的直接压力。例如,对于表面质量要求高的板材,在上下模之间放置一层薄橡胶垫,减少压痕的产生。
防止氧化和锈蚀:在钣金加工完成后,及时对零件进行防护处理,如涂漆、镀锌、磷化等。对于加工环境湿度较大的情况,可以采取除湿措施,如在车间安装除湿机,控制环境湿度。例如,对于钢铁钣金件,在折弯后及时进行镀锌处理,提高零件的防锈能力。
折弯裂纹和断裂
原因分析:
材料质量问题:如果材料本身存在缺陷,如内部有夹杂物、气孔或者材料的韧性较差,在折弯过程中容易出现裂纹和断裂。例如,一些劣质钢材在生产过程中可能没有经过严格的质量检测,含有较多的杂质,这些杂质会成为应力集中点,导致板材在折弯时开裂。
折弯工艺不当:折弯半径过小或者折弯角度过大,超过了材料的极限变形能力,会引起板材的裂纹和断裂。例如,对于一些脆性材料,在折弯时需要采用较大的折弯半径,以避免材料局部应力过大而断裂。
加工环境温度影响:在低温环境下,一些金属材料的韧性会降低,变得更加脆硬,增加了折弯时裂纹和断裂的风险。例如,铝合金在低温环境下折弯,如果不采取适当的预热措施,可能会出现裂纹。
解决措施:
材料质量控制:在采购材料时,选择质量可靠的供应商,对材料进行严格的质量检验,包括外观检查、力学性能测试等。对于有质量问题的材料,坚决不予使用。例如,通过金相分析来检查材料内部的组织结构,确保材料的质量符合加工要求。
优化折弯工艺:根据材料的特性和零件的设计要求,合理确定折弯半径和角度。在设计阶段,尽量避免过小的折弯半径和过大的折弯角度。对于一些特殊形状的折弯,可以采用分步折弯或者增加过渡圆角的方式来降低应力集中。例如,在折弯内角时,先进行预折弯,然后再进行最终的折弯,以减少裂纹的产生。
控制加工环境温度:对于易受温度影响的材料,在折弯前可以对板材进行适当的预热。例如,在冬季对铝合金板材进行折弯时,将板材在一定温度(如 100 - 150℃)的环境中预热一段时间后再进行折弯,提高材料的韧性,降低裂纹和断裂的风险。