冲压模具设计：钣金件折弯成型时遇到的问题及处理措施

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。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。

1.常用折弯模具

常用折弯模具，如下图。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，如下图所示。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。

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

成形基本原理下图所示：

折弯刀（上模）

折弯刀的形式如下图所示，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。

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。见下图左边为上模，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。

目前的折弯形式一般都是如下图所示：

2.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

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。

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。

3.折弯回弹

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。

回弹角的大小

单角90 o自由弯曲时的回弹角见下表。

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，如下图所示，这样的大圆弧对生产和质量控制有较大的难度：

4.一次折弯的最小折弯边计算

L形折弯的折弯时的起始状态如下图所示:

Z形折弯的折弯时的起始状态如下图所示

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：