五金模具设计：钣金行内人折弯经验汇总

A：折弯机吨位的选择

折弯过程中，上、下模之间的作用力施加于材料上，使材料产生塑性变形。 工作吨位就是指折弯时的折弯压力。确定工作吨位的 影响因素有：折弯半径、折弯方式、模具比、弯头长度、折弯材料的厚度和强度等，见图1所示。

通常，工作吨位可按下表选择，并在加工参数中设置。

1、表中数值为板料长度为一米时的折弯压力：

例：S=4mm L=1000mm V=32mm

查表得 P=330kN

2、本表按强度σb＝450N/mm2的材料为依据计算的，在折弯其它不同材料时，折弯压力为表中数据与下列系系数的乘积；

青铜（软）：0.5；

不锈钢：1.5；　　　

铝（软）：0.5 ；　　

铬钼钢：2.0。

3、折弯压力近似计算公式

P=650s2L/1000v

P——kn

S——mm

L——mm

V——mm

折弯压力对照表

B.钣金件折弯中常遇到的问题

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：

C.钣金折弯展开快速计算方法

钣金折弯跟展平时，材料一侧会被拉长，一侧被压缩，受到的因素影响有：材料类型、材料厚度、材料热处理及加工折弯的角度。

展开计算原理：

1）板料在弯曲过程中外层受到拉应力，内层受到压应力, 从拉到压之间有一既不受拉力又不受压力的过渡层称为中性层；中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样，保持不变，所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准。

2）中性层位置与变形程度有关，当弯曲半径较大，折弯角度较小时, 变形程度较小，中性层位置靠近板料厚度的中心处；当弯曲半径变小，折弯角度增大时，变形程度随之增大，中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动。中性层到板料内侧的距离用λ表示。

另一方面，随着计算机技术的出现与普及，为更好地利用计算机超强的分析与计算能力，人们越来越多地采用计算机辅助设计的手段，但是当计算机程序模拟钣金的折弯或展开时也需要一种计算方法以便准确地模拟该过程。

虽然仅为完成某次计算而言，每个商店都可以依据其原来的掐指规则定制出特定的程序实现，但是，如今大多数的商用CAD和三维实体造型系统已经提供了更为通用的和强大功能的解决方案。

大多数情况下，这些应用软件还可以兼容原有的基于经验的和掐指规则的方法，并提供途径定制具体输入内容到其计算过程中去。SolidWorks也理所当然地成为了提供这种钣金设计能力的佼佼者。

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