折弯工件常见问题
2018/6/28 11:24:49 点击：
更好的发挥折弯机钣金加工的质量度，随着折弯件在工程机械产品上的广泛应用，为满足其产品质量和生产需要，其质量标准也逐渐提高。在冷态下可利用所配备的通用模具（或专用模具）将金属板材折弯成各种所需要的几何截面形状的工件，折弯工艺的合理性直接影响到产品最终成形尺寸和外观。通过对折弯缺陷过程控制和预防，采取相应有效的工艺方法来提高工件质量。
1. 折弯工件常见缺陷及工艺措施
（1）折裂：材料经剪切或冲裁后，在边缘常出现毛刺或细小裂纹，弯曲时易形成应力集中而被折裂，通过图1可见工件折裂时剪切面（带毛刺面）向外，开裂位置发生在工件的剪裂带和揉压带。对此采取的工艺措施为：①经剪切或冲裁后的工件，折弯时保证剪切面向里，即处于受压状态，如图2所示，成形效果较好。
图1 折弯工件剪切面向外
图2 折弯工件剪切面向里
② 折弯前对工件进行去毛刺处理，折弯后可对折裂处使用手工砂轮机修磨。
（2）回弹：金属材料在弯曲过程中，塑性变形和弹性变形同时存在。在弯曲结束时，因弹性变形的恢复而产生回弹，如图3所示。回弹现象直接影响工件的尺寸精度，须加以控制。对此采取的工艺措施为：①角度补偿法。若工件折弯角度为90°，折弯机下槽（V形）开口角度可选择78°。
图3 折弯工件回弹
②加压时长增加校正法。在弯曲终了时进行加压校正，延长折弯机上模、工件、下槽的接触时间，以增加下槽圆角处的塑性变形程度，使拉压区纤维的回弹趋势互相抵制，从而减少回弹。
（ 3 ） 凸起： 对于中厚板（厚度t≥6mm）折弯，情况比较特殊，折弯线附近区域在弯曲过程中会出现纤维组织变长，造成折弯圆角处形成凸起，通过对车间成形工件观察，圆角凸起大小随板厚增加而增大。对部分工件质量要求较高的，圆角凸起会影响焊接或装配尺寸精度，需采取工艺措施去除。对此采取的工艺措施为：①若采用热切割设备下料，工艺人员在板件展开下料时，对下料图以折弯线为中心作向里凹圆弧，去掉多余板料，如图4所示，其中R为圆弧半径。②对没有进行板料切割凹圆弧的工件，在折弯完成后进行手工修磨至要求的尺寸精度，若装配精度要求较高，需对工件进行铣边处理。
图4 带凹圆弧工艺图
（4）滑料：①情形1：待折弯工件出现折弯线和工件边缘线不平行的情况，即一端在折弯机下槽上有支点，另一端无支点，工件实物如图5所示，其中L为割缝长度。②情形2：待折弯工件折弯线和工件边缘线平行，但两端在折弯机下槽上均无支点。对此采取的工艺措施为：①增加割缝处理。
针对情形1，工艺人员对下料图沿工件折弯线方向增加割缝，其长度为工件折弯线向外偏移，偏移宽度为选择折弯机下槽宽度的一半。②增加余量处理。
针对情形2，工艺人员对下料图增大尺寸，以使边缘在折弯机下槽上有支点，满足折弯。待折弯工序完成后，对其按照产品图进行切割余量处理，修磨割口，满足产品质量要求。
图5 带割缝工艺图
（5）压痕或滑伤：工件在压弯时， 受折弯机上模和下槽挤压作用， 出现不同程度压痕或滑伤。一般碳钢件表面粗糙度要求不高， 轻微的伤痕对其没有影响。但是对于430―2B、12Cr17Mn6Ni5等一些特殊材质，外观镜面，需采取一定工艺措施予以保护。对此采取的工艺措施为：①对于碳素钢材质，增大折弯下槽宽度，使其成形圆角半径增大，减小下槽对工件的挤压。
②对于特殊不锈钢材质，压弯前做准备工作，在折弯机下槽上铺纸隔离， 若工件两面均需要保护，也可对工件沿折弯线方向铺纸隔离。有较好生产条件者，可使用防压痕垫。
2. 折弯工件工艺性问题预防
（1）带孔折弯工件：
当折弯工件带有圆孔或者长圆孔，如图6、图7所示，其中L为孔边缘线到弯曲区域边缘距离，t为板厚，若采取压弯前孔已成形，且在弯曲变形内，则压弯后会出现拉料情况，导致折弯件外形尺寸达不到设计图样要求，同时孔也会发生变形，需采取工艺措施预防。
图6 带圆孔折弯工件
对此采取的工艺措施为：①对于圆孔，若L≥2t，孔可在工件压弯前成形，若出现轻微孔变形，需钻床重新穿孔；若L＜2t，需要工件压型完成后再钻孔。②对于长圆孔，按照上述圆孔情形处理，一般情况下，保证圆孔长度不大于板件宽度（沿折弯线方向）的20%，即La≤0.2Lb，但特殊情况下需根据工件实际形状加以具体分析。
（2）非剪切件的折裂预防：
钢板在轧制过程中形成的纤维组织，由于其方向性，使材料力学性能产生各向异性。在车间实际操作过程中，当纤维方向与折弯线方向平行时，材料的抗拉强度较差，容易造成圆角处折裂。对此采取的工艺措施为：①若受材料整体外形限制时，使得组织纤维方向与折弯线方向平行，需增加折弯圆角半径，至少为板材最小弯曲半径的2倍。②当组织纤维方向与折弯线垂直时，材料具有较大抗拉强度，折弯圆角半径可为最小弯曲半径。③压弯双向工件时，须使组织纤维方向与折弯线方向成一定的夹角。
（3）折弯工件增加工艺孔：
工件折弯线沿其某一边缘线，如图8所示，其中双点划线为折弯线，若直接在折弯机上进行压弯处理，会出现带料撕裂情况。须增加工艺孔进行预防，如图9所示，其中φ 为直径，双点划线为折弯线，同时规范工艺孔直径。对此采取的工艺措施为：在折弯工件上拐角处沿折弯线方向增加工艺孔，其工艺孔直径约为板厚的1.5～2.0倍。
图8 未增加工艺孔工艺图
图9 增加工艺孔工艺图
（4）干涉和抗刀：
如图10所示，其中H为折弯工件高度，B为其宽度，当H≤B时，折弯工件可能因工件高度过高，接触数控折弯机面板，发生干涉现象；当H≥B时，除发生干涉情况外，若工件较小，折弯直边也可能会接触折弯机上刀，发生抗刀现象。
图10 折弯干涉
当折弯工件发生干涉或抗刀现象时，强制施加外力会导致工件折弯角度达不到要求。对此采取的工艺措施为：①对于干涉现象，采用折弯反变形法，第一刀工序先在工件中间折钝角，第二、三刀工序进行两边折弯，第四刀工序反压中间（ 第一刀反面）至平。②对于抗刀现象，可更换直板上刀，使用弯刀进行折弯，如图11所示，其中H为折弯工件高度，B为其宽度。
图11 折弯抗刀修正
（5）异形件折弯线定位：
部分折弯件因外形尺寸复杂，出现非直边、与折弯线相交等情况，会导致工件下料折弯时边缘难以触碰挡尺及手工划折弯线困难。对此采取的工艺措施为：①中薄板下料时准备。中薄板件可选择激光切割机或者精细等离子切割机下料，下料时直接在工件上割出折弯标记割缝，此割缝对薄板影响较小，能后期修复。②厚板下料后准备。切割一件和原异形件相同的工件作为划线工装样板，厚度要求一般为2～4mm，在折弯线处割出V形口，方便定位划线。
3. 结语
根据车间生产过程， 结合工作经验，对折弯工件常见缺陷及工艺性问题预防提出合理的解决措施，这些工艺措施经生产验证，能满足质量要求并提高工件质量。
1. 折弯工件常见缺陷及工艺措施
（1）折裂：材料经剪切或冲裁后，在边缘常出现毛刺或细小裂纹，弯曲时易形成应力集中而被折裂，通过图1可见工件折裂时剪切面（带毛刺面）向外，开裂位置发生在工件的剪裂带和揉压带。对此采取的工艺措施为：①经剪切或冲裁后的工件，折弯时保证剪切面向里，即处于受压状态，如图2所示，成形效果较好。
② 折弯前对工件进行去毛刺处理，折弯后可对折裂处使用手工砂轮机修磨。
（2）回弹：金属材料在弯曲过程中，塑性变形和弹性变形同时存在。在弯曲结束时，因弹性变形的恢复而产生回弹，如图3所示。回弹现象直接影响工件的尺寸精度，须加以控制。对此采取的工艺措施为：①角度补偿法。若工件折弯角度为90°，折弯机下槽（V形）开口角度可选择78°。
图3 折弯工件回弹
②加压时长增加校正法。在弯曲终了时进行加压校正，延长折弯机上模、工件、下槽的接触时间，以增加下槽圆角处的塑性变形程度，使拉压区纤维的回弹趋势互相抵制，从而减少回弹。
（ 3 ） 凸起： 对于中厚板（厚度t≥6mm）折弯，情况比较特殊，折弯线附近区域在弯曲过程中会出现纤维组织变长，造成折弯圆角处形成凸起，通过对车间成形工件观察，圆角凸起大小随板厚增加而增大。对部分工件质量要求较高的，圆角凸起会影响焊接或装配尺寸精度，需采取工艺措施去除。对此采取的工艺措施为：①若采用热切割设备下料，工艺人员在板件展开下料时，对下料图以折弯线为中心作向里凹圆弧，去掉多余板料，如图4所示，其中R为圆弧半径。②对没有进行板料切割凹圆弧的工件，在折弯完成后进行手工修磨至要求的尺寸精度，若装配精度要求较高，需对工件进行铣边处理。
图4 带凹圆弧工艺图
（4）滑料：①情形1：待折弯工件出现折弯线和工件边缘线不平行的情况，即一端在折弯机下槽上有支点，另一端无支点，工件实物如图5所示，其中L为割缝长度。②情形2：待折弯工件折弯线和工件边缘线平行，但两端在折弯机下槽上均无支点。对此采取的工艺措施为：①增加割缝处理。
针对情形1，工艺人员对下料图沿工件折弯线方向增加割缝，其长度为工件折弯线向外偏移，偏移宽度为选择折弯机下槽宽度的一半。②增加余量处理。
针对情形2，工艺人员对下料图增大尺寸，以使边缘在折弯机下槽上有支点，满足折弯。待折弯工序完成后，对其按照产品图进行切割余量处理，修磨割口，满足产品质量要求。
图5 带割缝工艺图
（5）压痕或滑伤：工件在压弯时， 受折弯机上模和下槽挤压作用， 出现不同程度压痕或滑伤。一般碳钢件表面粗糙度要求不高， 轻微的伤痕对其没有影响。但是对于430―2B、12Cr17Mn6Ni5等一些特殊材质，外观镜面，需采取一定工艺措施予以保护。对此采取的工艺措施为：①对于碳素钢材质，增大折弯下槽宽度，使其成形圆角半径增大，减小下槽对工件的挤压。
②对于特殊不锈钢材质，压弯前做准备工作，在折弯机下槽上铺纸隔离， 若工件两面均需要保护，也可对工件沿折弯线方向铺纸隔离。有较好生产条件者，可使用防压痕垫。
2. 折弯工件工艺性问题预防
（1）带孔折弯工件：
当折弯工件带有圆孔或者长圆孔，如图6、图7所示，其中L为孔边缘线到弯曲区域边缘距离，t为板厚，若采取压弯前孔已成形，且在弯曲变形内，则压弯后会出现拉料情况，导致折弯件外形尺寸达不到设计图样要求，同时孔也会发生变形，需采取工艺措施预防。
图6 带圆孔折弯工件
（2）非剪切件的折裂预防：
钢板在轧制过程中形成的纤维组织，由于其方向性，使材料力学性能产生各向异性。在车间实际操作过程中，当纤维方向与折弯线方向平行时，材料的抗拉强度较差，容易造成圆角处折裂。对此采取的工艺措施为：①若受材料整体外形限制时，使得组织纤维方向与折弯线方向平行，需增加折弯圆角半径，至少为板材最小弯曲半径的2倍。②当组织纤维方向与折弯线垂直时，材料具有较大抗拉强度，折弯圆角半径可为最小弯曲半径。③压弯双向工件时，须使组织纤维方向与折弯线方向成一定的夹角。
（3）折弯工件增加工艺孔：
工件折弯线沿其某一边缘线，如图8所示，其中双点划线为折弯线，若直接在折弯机上进行压弯处理，会出现带料撕裂情况。须增加工艺孔进行预防，如图9所示，其中φ 为直径，双点划线为折弯线，同时规范工艺孔直径。对此采取的工艺措施为：在折弯工件上拐角处沿折弯线方向增加工艺孔，其工艺孔直径约为板厚的1.5～2.0倍。
图8 未增加工艺孔工艺图
图9 增加工艺孔工艺图
（4）干涉和抗刀：
如图10所示，其中H为折弯工件高度，B为其宽度，当H≤B时，折弯工件可能因工件高度过高，接触数控折弯机面板，发生干涉现象；当H≥B时，除发生干涉情况外，若工件较小，折弯直边也可能会接触折弯机上刀，发生抗刀现象。
图10 折弯干涉
当折弯工件发生干涉或抗刀现象时，强制施加外力会导致工件折弯角度达不到要求。对此采取的工艺措施为：①对于干涉现象，采用折弯反变形法，第一刀工序先在工件中间折钝角，第二、三刀工序进行两边折弯，第四刀工序反压中间（ 第一刀反面）至平。②对于抗刀现象，可更换直板上刀，使用弯刀进行折弯，如图11所示，其中H为折弯工件高度，B为其宽度。
图11 折弯抗刀修正
（5）异形件折弯线定位：
部分折弯件因外形尺寸复杂，出现非直边、与折弯线相交等情况，会导致工件下料折弯时边缘难以触碰挡尺及手工划折弯线困难。对此采取的工艺措施为：①中薄板下料时准备。中薄板件可选择激光切割机或者精细等离子切割机下料，下料时直接在工件上割出折弯标记割缝，此割缝对薄板影响较小，能后期修复。②厚板下料后准备。切割一件和原异形件相同的工件作为划线工装样板，厚度要求一般为2～4mm，在折弯线处割出V形口，方便定位划线。
3. 结语
根据车间生产过程， 结合工作经验，对折弯工件常见缺陷及工艺性问题预防提出合理的解决措施，这些工艺措施经生产验证，能满足质量要求并提高工件质量。
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