淺析鈑金折彎成形加工中的常見缺陷及解決措施

張振勝

中車大同電力機車有限公司 山西 大同 037038

鈑金加工主要是通過金屬自身具備的塑性對金屬板材實施形狀變形的一種冷加工綜合工藝，鈑金加工的主要對象一般為金屬薄板，鈑金加工所采用的工藝技術(shù)有很多，例如，沖裁、拉深、剪切、折彎等，在諸多加工工藝中，折彎工藝的應(yīng)用是非常廣泛的，并且鈑金折彎成形加工也是此行業(yè)研究的熱門話題。鈑金折彎成形加工工序不僅對企業(yè)生產(chǎn)計劃產(chǎn)生直接影響，而且也關(guān)系著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但在實施鈑金折彎成形加工工藝過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些缺陷，導(dǎo)致鈑金折彎成形加工的質(zhì)量出現(xiàn)問題，并造成資源的浪費，因此，本文著重對這些常見缺陷進(jìn)行探討，并制定有效的解決措施對這些缺陷進(jìn)行預(yù)防，從而保證鈑金折彎成形加工的順利進(jìn)行。

1 鈑金折彎成形的主要原理

鈑金折彎成形主要是在板料上通過壓力的施加形成彎矩，從而使板材彎曲成形。折彎通?？煞譃閴旱驼蹚澓妥杂烧蹚?，通過將上模位移調(diào)整至一定深度后，能夠?qū)辶习凑账杞嵌韧瓿烧蹚?，這種折彎工藝即為自由折彎；而若使上模壓至最低，將所需折彎的板料于上、下模表面間進(jìn)行壓牢、壓實，則這種折彎工藝便是壓低折彎。通常來講，自由折彎工藝對機床要求以及模具要求方面較低，并且成形零件具有多樣化特點，故這種工藝是鈑金折彎成形加工中主要應(yīng)用的工藝技術(shù)之一。

2 鈑金折彎成形加工中常見缺陷

鈑金折彎成形加工時，由于受原材料特性、零件屬性、操作流程等方面因素影響，使得鈑金折彎成形加工中存在各種缺陷，在常見缺陷之中，折彎回彈、折彎裂紋、折彎壓痕等缺陷表現(xiàn)的非常明顯，本文將針對折彎回彈、折彎裂紋、折彎壓痕這三種缺陷展開探討，并制定相應(yīng)的解決措施。

2.1 折彎回彈 因中心層存在，零件彈性變形以及塑性變形會同時存在。當(dāng)中心層出現(xiàn)彈性變形的情況下，中心層內(nèi)外便會形成塑性變形，導(dǎo)致零件成形卸載之后，零件持續(xù)同模具的尺寸和形狀存在一定程度的誤差，這便是回彈現(xiàn)象，鈑金折彎成型加工時若出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，則必然會使零件的精度、尺寸受到影響，導(dǎo)致零件無法正常使用，故應(yīng)該采取有效措施加以控制。

2.2 折彎裂紋 當(dāng)板料出現(xiàn)彎曲時，彎曲表面會形成拉伸變形量，當(dāng)拉伸變形量在材料本身具有的拉伸極限值之上時，便可能產(chǎn)生折彎裂紋。由于零件彎曲角度以及彎曲半徑具有較高的要求，所以折彎裂紋一般出現(xiàn)于彎曲截面中間部位及兩端頭位置。同時，由于零件在結(jié)構(gòu)布局設(shè)計方面存在一定要求，所以裂紋在彎曲線直角位置也比較常見。產(chǎn)生此問題的原因在于以下四個方面：第一，通過沖裁或剪切下料的零件，其斷面質(zhì)量一般比較差，并存在硬化、毛刺等情況；第二，原材料在進(jìn)行軋制時所產(chǎn)生的纖維組織具備一定的方向性，導(dǎo)致材料物理性能和力學(xué)性能出現(xiàn)異常情況，當(dāng)軋制方向平行于折彎線方向的情況下，便會造成材料抗拉強度降低；第三，折彎半徑比較小時，彎曲表面產(chǎn)生的塑性變形便會越大；第四，受折彎工藝選用不合理或是操作不合理所致。

2.3 折彎壓痕 零件壓彎過程中，受折彎機上下模擠壓作用影響，會導(dǎo)致工件接觸面存在不同程度的壓痕。通常來講，鈑金零件并未對其表面粗糙程度有較高的要求，輕微壓痕并不會對零件的使用性產(chǎn)生影響，但若零件材質(zhì)特殊或是零件外觀有較高要求，則需要采取有效措施對折彎壓痕進(jìn)行預(yù)防。

3 鈑金折彎成形加工缺陷的解決措施

3.1 折彎回彈的解決措施 針對折彎回彈應(yīng)采取如下措施：第一，在進(jìn)行折彎成形時，板料彈性變形若越大，則彎曲形成的回彈便會越大，所以應(yīng)該于沖壓之前將板料熱處理，經(jīng)退火處理，特別是針對已經(jīng)冷作硬化處理的一些材料，需要對板料內(nèi)部應(yīng)力組織進(jìn)行改善，從而使加工時產(chǎn)生的回彈得以適當(dāng)解決；第二，在進(jìn)行鈑金折彎生產(chǎn)之后，因板料彈性有所恢復(fù)，板料變形的半徑以及角度會變大，故可通過板料于模具之中的變形度大于理論變形度的方式來對回彈進(jìn)行減少；第三，進(jìn)行多次彎曲，使彎曲成形操作分為若干次實施，從而使回彈得以減少或消除。

3.2 折彎裂紋的解決措施 針對折彎裂紋可采取如下措施：第一，可對模具間隙以及均勻度進(jìn)行調(diào)整，從而使沖裁、剪切的斷面質(zhì)量得到提升，從而保證斷面光潔、平直，不會出現(xiàn)毛刺和裂紋等；第二，以板料纖維的方向作為根據(jù)，使排料更加合理，順紋彎曲的情況下，彎曲半徑最小值增大，若垂紋彎曲時，彎曲半徑最小值減小，纖維方向與彎曲線方向之間的夾角一般在60°左右，最小應(yīng)該在30°以上；第三，彎邊交接位置在允許的條件下，應(yīng)該對止裂孔進(jìn)行布置，且止裂孔大小應(yīng)該大于或等于板材厚度加彎曲半徑，彎曲線直角位置需要布置止裂槽，止裂槽的寬度通常大于2倍板材厚度加彎曲半徑；第四，合理潤滑彎曲工藝裝備，從而使流動阻力得以減少。

3.3 折彎壓痕的解決措施 針對折彎壓痕應(yīng)該采取如下解決措施：第一，應(yīng)該對上模加長，并對端頭圓角半徑進(jìn)行加大；第二，應(yīng)將下模槽口的寬度適當(dāng)增大，從而在成形后使其圓角半徑增大，進(jìn)而使下模槽口擠壓工件情況得以減輕；第三，在對下模設(shè)計時，應(yīng)將其設(shè)計成滾軸式V型模，當(dāng)上模進(jìn)行下壓時，一般會使板材以帶動的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使工件同下模之間保持充分全面的接觸，進(jìn)而使滑動范圍不存在，有效的避免了折彎壓痕出現(xiàn)；第四，在板料上部和下模位置加墊0.1～0.5 mm厚度的薄橡膠皮或是無壓痕膜。

4 結(jié)束語

綜上所述，在鈑金折彎成形加工工藝的應(yīng)用過程中，較為容易出現(xiàn)的缺陷包括折彎回彈、折彎裂紋、折彎壓痕等。這些工藝缺陷容易使鈑金成品的質(zhì)量和外觀受到影響，從而造成零件存在較高的不合格率，為了保證鈑金折彎加工工藝實施的穩(wěn)定性，提升企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)，必須針對這些缺陷采取有效的措施，通過本文分析和總結(jié)，得出了各種常見缺陷發(fā)生的原因，并制定了一系列針對性解決措施，以保證零件合格率的提升。