生產實踐中常見的折彎質量問題及解決措施

易翰林，唐巧，羅維，鄒琴，劉幫平

株洲聯誠集團控股股份有限公司 湖南株洲 412001

1 序言

鈑金件折彎，是利用數控折彎機所配備的通用模具（或專用模具）將金屬板材折彎成各種所需要的幾何截面形狀的工件[1]。折彎工藝的合理性直接影響到產品最終成形尺寸和外觀。合理地選擇折彎模具，對于產品的最終成形至關重要。

實際生產過程中，由于產品尺寸的不確定性及產品類型的多樣化，我們常常遇到冷加工工件在折彎時出現尺寸干涉、模具角度不匹配等問題，給生產帶來很大困難[2]。由于折彎過程受產品尺寸、形狀、材料、模具、設備及輔助設施等因素的影響，會出現各種質量問題，影響生產效率和產品質量的穩定性。因此，如何解決、避免這些質量問題的發生顯得尤為重要。本文主要針對生產實踐中常見的鈑金件折彎質量問題進行總結描述，并根據生產經驗分析原因，提出解決措施。

2 常見折彎質量問題

2.1 折彎開裂

折彎開裂指的是材料經切割、剪切或沖壓后，在邊緣常出現毛刺或細小裂紋，彎曲時易形成應力集中而被折裂的現象，HXD1C機車配件U形加強槽（2A90100185G00）折彎后拐角出現開裂情況如圖1所示。

圖1 折彎開裂

造成折彎開裂的主要原因有：①零件邊沿毛刺未清除干凈。②折彎方向與板材軋制方向平行。③板料折彎半徑過小。

生產制造過程中，需要根據具體情況對折彎開裂現象進行處理。針對圖1的折彎開裂問題，可采取增設工藝孔或工藝槽的方法進行解決，如圖2所示。

圖2 增設工藝孔

2.2 折彎干涉

折彎干涉主要是針對二次及以上折彎的產品，其折彎邊與模具或設備相碰導致不能正常成形的現象。折彎干涉主要受零件形狀、尺寸和模具的影響，主要由折彎件本身的設計結構、選擇的折彎順序及選配的折彎模具所引起[3]。故其解決措施主要有：①新制或更換模具（如彎刀模）。②改形折彎模具（如對局部進行機械加工）。③調整折彎順序（如反變形法）。④更改零件折彎尺寸。

例如上海1 8 號線底架附件線槽安裝支架（ADC1027252G030），配件為U形槽鋼，中寬尺寸100mm，邊高尺寸80mm，折彎半徑15mm。根據車間現有模具進行模擬折彎，產生折彎干涉。針對該干涉現象，采用對折彎上模進行局部機械加工的方法（見圖3），在現有R15m m直刀上模（L=800mm）中間線切割一個140mm×48mm的缺口（見圖4），缺口位置結合模擬折彎干涉的位置進行確定，不影響其原有功能。對折彎模具進行改形后，順利解決了折彎干涉問題。

圖3 上模加工后折彎

圖4 折彎干涉，確定加工區域

2.3 折彎壓痕

折彎壓痕是板料與凹模V形槽內表面逐漸靠緊的過程中產生摩擦力，導致在板材表面留下明顯痕跡的現象。對于一些表面要求高的配件，傳統折彎無法滿足產品質量要求，折彎壓痕（見圖5）無法達到下一工序的要求。

圖5 折彎壓痕

折彎壓痕主要受板材硬度及下模結構的影響。板材硬度越大，其抵抗塑性變形的能力就越大，材料產生塑性變形就越困難，壓痕越容易產生，常用板材材質產生折彎壓痕的幾率大小為：鋁材＞碳鋼＞不銹鋼[4]。而折彎下模開口寬度越大，折彎壓痕寬度尺寸越大，壓痕深度越淺。下模開口肩部R尺寸越大，壓痕深度越淺。

解決折彎壓痕問題除了通過改善材料硬度及下模結構之外，還可以采用防壓痕膠墊、滾珠式折彎下模的方法。防壓痕膠墊主要是依靠物理隔離的方式減少壓痕的產生，如圖6所示。而滾珠式折彎下模將傳統折彎模具成形所需的擠壓摩擦變成滾動摩擦，減小了摩擦力，模具對產品幾乎不會造成損傷，如圖7所示。

圖6 防壓痕膠墊

圖7 滾珠式折彎下模

2.4 折彎回彈

材料在折彎過程中，同時存在塑性變形和彈性變形。當工件離開折彎模具后，產生彈性恢復，使得彎曲件的形狀和尺寸都與加載時不一致，這種現象稱為折彎回彈[5]。折彎回彈是造成折彎角度不到位的主要原因之一。影響回彈的因素主要是板料的力學性能和折彎變形的條件?；貜椫档拇笮∨c板料的屈服強度成正比，與彈性模量成反比。折彎件的相對折彎半徑（折彎半徑與板料厚度的比值R/t）越小，折彎回彈值越小。折彎件的形狀也影響折彎回彈值的大小，一般U形件比V形件回彈值小。

克服折彎回彈的主要方法是角度補償法，一般采取在折彎模具上做出等于回彈角的斜度的方法，能有效平衡折彎回彈帶來的影響。如圖8所示，采用斜度80°的折彎模具，可以順利折出折彎角度90°的工件。

圖8 折彎回彈補償

由于影響折彎回彈的因素較多，所以要精確計算出回彈值是非常困難的。通過試模修正及經驗積累，掌握回彈規律，采取合適的補償，在模具結構等方面采取克服回彈的措施，是保證產品質量的有效方法。

2.5 折彎滑料

折彎滑料是指待折彎工件在下模槽上無完整有效的支撐點，導致工件易滑落、折彎無法正常定位的現象。

折彎滑料的主要原因如下。

1）折彎下模寬度過大，折彎尺寸小于下模寬度的一半時，產生滑料現象。

2）工件受形狀尺寸的影響，靠模定位尺寸過短或無有效靠模定位邊時，產生折彎滑料現象。

解決折彎滑料主要有如下兩種方法。

1）方法1。選用合適的折彎下模，一般情況下選擇4～6倍板厚的下模寬度進行折彎。

2）方法2。通過采用增加樣板或工藝邊的方法解決因折彎無法良好定位而產生的滑料問題。一般情況下，折彎以工件的某一條直邊進行定位，需要有兩處端面與折彎靠模接觸定位，而在實際生產過程中，存在產品靠模邊過短或無有效定位邊的情況，導致無法完成折彎定位。解決方法有：①板厚t≤6mm時，增加工藝邊進行定位，工藝邊伸出位置與配件端邊平齊，交接處采用激光割縫切割，便于完成折彎操作后進行修磨消除。②板厚t＞6mm時，可切割樣板進行定位，樣板厚度可等于或略小于工件厚度。如圖9所示，兩種定位方式均可解決折彎滑料問題。

圖9 增加工藝邊或樣板

2.6 大圓弧折彎

生產制造過程中，經常會出現工件折彎半徑大，而車間無匹配大圓弧模具的情況。在這種情況下，制作整體成形的壓型?；蛘叽髨A弧模具周期較長，成本過高，而采用小圓弧多道折彎成形工藝方法，成本較低且適用性較廣。例如超級巴士2.0項目配件1位立板3（ADC1043361G030），折彎半徑為125mm，折彎角度90°，如圖10所示。由于車間無對應折彎模具，可采用多道折彎工藝。首先通過三維軟件對R125mm位置處進行放樣折彎建模，建模后用軟件自動展開平板二維圖，通過在軟件中輸入用45mm折彎半徑，并進行多次數據輸入比對，確認通過折8刀成形能保證圓弧段，然后再生成每一刀的折彎數據（折彎角度、折彎線位置長度），如圖11所示。最后根據折彎數據進行現場試模折彎，如圖12所示。

圖10 大圓弧工件

圖11 展開圖與折彎線位置

圖12 現場試模折彎

2.7 折彎凸起

折彎凸起是鈑金在折彎后折角的兩側由于材料受到擠壓導致金屬料凸出，造成寬度比原尺寸大的現象。折彎凸起的大小一般與配件板厚、折彎半徑有關，板厚越大，折彎半徑越小，凸出越明顯。

為避免此問題發生，可事前在繪制折彎展開圖階段，在折彎線兩側增加工藝缺口，如圖13所示。工藝缺口一般采用圓弧的形式，圓弧直徑一般為工件厚度的1.5倍以上，以此抵消折彎凸起部分，有效解決折彎凸起問題。對于已產生折彎凸起的工件，則一般采取手工打磨的方式進行處理。

圖13 工藝缺口

3 結束語

需要說明的是，以上羅列的生產實踐中常見的折彎切割質量問題，均未考慮人為或設備因素（如展開尺寸錯誤、折彎參數選擇錯誤及設備老化等）造成的影響。生產實踐中，應根據設備性能、產品尺寸及材料特性等選擇合適的折彎工藝參數，并嚴格按照操作規范執行。我們不僅要綜合考量項目進程、成本以及質量等多方面因素的影響，采取合適的方法去解決折彎質量問題，更要通過經驗的積累在工藝分析階段有預見性地判斷出折彎問題的產生及影響，并采取針對性的措施進行預防。本文羅列了幾種常見的折彎質量問題以及解決措施，希望可以給行業同仁提供一點借鑒和參考。