1 序言
鈑金件折彎，是利用數(shù)控折彎機(jī)所配備的通用模具（或?qū)Ｓ媚＞撸⒔饘侔宀恼蹚澇筛鞣N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(chǎn)品最終成形尺寸和外觀。合理地選擇折彎模具，對于產(chǎn)品的最終成形至關(guān)重要。
實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于產(chǎn)品尺寸的不確定性及產(chǎn)品類型的多樣化，我們常常遇到冷加工工件在折彎時(shí)出現(xiàn)尺寸干涉、模具角度不匹配等問題，給生產(chǎn)帶來很大困難[2]。由于折彎過程受產(chǎn)品尺寸、形狀、材料、模具、設(shè)備及輔助設(shè)施等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，如何解決、避免這些質(zhì)量問題的發(fā)生顯得尤為重要。本文主要針對生產(chǎn)實(shí)踐中常見的鈑金件折彎質(zhì)量問題進(jìn)行總結(jié)描述，并根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)分析原因，提出解決措施。
2 常見折彎質(zhì)量問題
2.1 折彎開裂
折彎開裂指的是材料經(jīng)切割、剪切或沖壓后，在邊緣常出現(xiàn)毛刺或細(xì)小裂紋，彎曲時(shí)易形成應(yīng)力集中而被折裂的現(xiàn)象，HXD1C機(jī)車配件U形加強(qiáng)槽（2A90100185G00）折彎后拐角出現(xiàn)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(chǎn)制造過程中，需要根據(jù)具體情況對折彎開裂現(xiàn)象進(jìn)行處理。針對圖1的折彎開裂問題，可采取增設(shè)工藝孔或工藝槽的方法進(jìn)行解決，如圖2所示。
圖2 增設(shè)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(chǎn)品，其折彎邊與模具或設(shè)備相碰導(dǎo)致不能正常成形的現(xiàn)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、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(jìn)行機(jī)械加工）。③調(diào)整折彎順序（如反變形法）。④更改零件折彎尺寸。例如上海18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(jù)車間現(xiàn)有模具進(jìn)行模擬折彎，產(chǎn)生折彎干涉。
針對該干涉現(xiàn)象，采用對折彎上模進(jìn)行局部機(jī)械加工的方法（見圖3），在現(xiàn)有R15mm直刀上模（L=800mm）中間線切割一個(gè)140mm×48mm的缺口（見圖4），缺口位置結(jié)合模擬折彎干涉的位置進(jìn)行確定，不影響其原有功能。對折彎模具進(jìn)行改形后，順利解決了折彎干涉問題。
圖3 上模加工后折彎
a）折彎干涉 b）確定加工區(qū)域
圖4 折彎干涉，確定加工區(qū)域
2.3 折彎壓痕
折彎壓痕是板料與凹模V形槽內(nèi)表面逐漸靠緊的過程中產(chǎn)生摩擦力，導(dǎo)致在板材表面留下明顯痕跡的現(xiàn)象。對于一些表面要求高的配件，傳統(tǒng)折彎無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，折彎壓痕（見圖5）無法達(dá)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生塑性變形就越困難，壓痕越容易產(chǎn)生，常用板材材質(zhì)產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生，如圖6所示。而滾珠式折彎下模將傳統(tǒng)折彎模具成形所需的擠壓摩擦變成滾動(dòng)摩擦，減小了摩擦力，模具對產(chǎn)品幾乎不會(huì)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(shí)存在塑性變形和彈性變形。當(dāng)工件離開折彎模具后，產(chǎn)生彈性恢復(fù)，使得彎曲件的形狀和尺寸都與加載時(shí)不一致，這種現(xiàn)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(xué)性能和折彎變形的條件?；貜椫档拇笮∨c板料的屈服強(qiáng)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(bǔ)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(bǔ)償
由于影響折彎回彈的因素較多，所以要精確計(jì)算出回彈值是非常困難的。通過試模修正及經(jīng)驗(yàn)積累，掌握回彈規(guī)律，采取合適的補(bǔ)償，在模具結(jié)構(gòu)等方面采取克服回彈的措施，是保證產(chǎn)品質(zhì)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(diǎn)，導(dǎo)致工件易滑落、折彎無法正常定位的現(xiàn)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(shí)，產(chǎn)生滑料現(xiàn)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(shí)，產(chǎn)生折彎滑料現(xiàn)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(jìn)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(chǎn)生的滑料問題。一般情況下，折彎以工件的某一條直邊進(jìn)行定位，需要有兩處端面與折彎靠模接觸定位，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，存在產(chǎn)品靠模邊過短或無有效定位邊的情況，導(dǎo)致無法完成折彎定位。解決方法有：①板厚t≤6mm時(shí)，增加工藝邊進(jìn)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(jìn)行修磨消除。②板厚t＞6mm時(shí)，可切割樣板進(jìn)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(chǎn)制造過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)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(xiàng)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(yīng)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(jìn)行放樣折彎建模，建模后用軟件自動(dòng)展開平板二維圖，通過在軟件中輸入用45mm折彎半徑，并進(jìn)行多次數(shù)據(jù)輸入比對，確認(rèn)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(shù)據(jù)（折彎角度、折彎線位置長度），如圖11所示。最后根據(jù)折彎數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)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(xiàn)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(cè)由于材料受到擠壓導(dǎo)致金屬料凸出，造成寬度比原尺寸大的現(xiàn)象。折彎凸起的大小一般與配件板厚、折彎半徑有關(guān)，板厚越大，折彎半徑越小，凸出越明顯。
為避免此問題發(fā)生，可事前在繪制折彎展開圖階段，在折彎線兩側(cè)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(chǎn)生折彎凸起的工件，則一般采取手工打磨的方式進(jìn)行處理。
圖13 工藝缺口
3 結(jié)束語
需要說明的是，以上羅列的生產(chǎn)實(shí)踐中常見的折彎切割質(zhì)量問題，均未考慮人為或設(shè)備因素（如展開尺寸錯(cuò)誤、折彎參數(shù)選擇錯(cuò)誤及設(shè)備老化等）造成的影響。生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備性能、產(chǎn)品尺寸及材料特性等選擇合適的折彎工藝參數(shù)，并嚴(yán)格按照操作規(guī)范執(zhí)行。我們不僅要綜合考量項(xiàng)目進(jìn)程、成本以及質(zhì)量等多方面因素的影響，采取合適的方法去解決折彎質(zhì)量問題，更要通過經(jīng)驗(yàn)的積累在工藝分析階段有預(yù)見性地判斷出折彎問題的產(chǎn)生及影響，并采取針對性的措施進(jìn)行預(yù)防。本文羅列了幾種常見的折彎質(zhì)量問題以及解決措施，希望可以給行業(yè)同仁提供一點(diǎn)借鑒和參考。
