板材件折弯中余料增加的方法与应用

■山推工程机械股份有限公司 丁志远，李勇，李贺德，徐宗磊

板材件折弯中余料增加的方法与应用

■山推工程机械股份有限公司 丁志远，李勇，李贺德，徐宗磊

摘要：板材件在折弯过程中由于工艺尺寸的要求，有些工件的折弯线到料边距离较小需要增加余料，在折弯完成后去除；有些工件距折弯线较近的地方有长孔或圆孔，为防止折弯过程中孔的变形，需要增加余料；有些工件边缘形状不规则，需要增加余料折弯完成后割除。针对以上几种典型需要增加余料的情况，以及如何在实际生产中更好地提高效率和改善产品质量进行介绍。

板材在折弯过程中，首先经过弹性变形，然后进入塑性变形，内侧受压缩小，外侧受拉伸大，最终达到所要求尺寸，如图1所示。

当弯边高度较小时，弯边在折弯模具上的支持长度过小，不易形成足够的弯矩，很难得到准确的形状。当弯曲角为90°时，应使弯曲边高度h>2δ，同时还要考虑直角边宽与下模开口宽度关系，如图2所示。有些工件在设

计时为满足使用要求，使h<2δ，造成折弯无法完成；有些工件因设备模具限制，需选用较大下模开口折弯，支持长度无法达到，也不能完成折弯。因此在制订工艺时应考虑适当增加余料。

如图3所示，工件一条边线与折弯线成一锐角，板材与下模开口的实际接触面积在折弯线两端不一致，造成折弯时边线端部扭曲变形，影响产品质量。

有些预先加工好孔的板料，如果孔位于弯曲变形区内，那么孔在折弯后会发生变形。如附表所示，工件距折弯线较近的地方有长孔或圆孔，为使折弯顺利进行，在设计时规定了孔边缘到弯曲内边的距离。我公司生产的工件需要折弯的板厚通常为1.5～30mm，有许多不能满足折弯要求，为保证产品质量，设计工艺时需增加余料。

1. 边线靠近折弯线

如图4所示，某U形工件，长4115mm，折弯直边高度为60mm，板厚12 mm，折弯内半径为R15mm，计算出折弯线为48mm，弯曲边高度h＞2δ，即h>24mm，同时根据折弯机模具状态最小选用下模开口100mm，48<100/2=50（mm），折弯线小于一半开口大小且下模凹槽带有R15mm圆弧，综合以上两点，不能满足折弯要求，因此需增加余料，将尺寸60mm增加到80mm，折弯后铣削加工去除。

2. 斜边靠近折弯线

当折弯件直边带有斜角时，不应使斜线达到变形区，为防止弯曲开裂，斜角处直边部分的最小高度H=（2～4）t，且>3mm。

如图5所示，某一加强筋板，其特点为折弯一侧为斜边，成形后达到90°角，使用时紧贴在相互垂直的两工件之间，起到加强作用。如果直接按图样展开设计工艺，折弯时折弯线不易确定且斜角靠近折弯线部分板料悬空，达不到要求尺寸，90°难以保证。

图1　折弯过程

图2　直边弯曲高度

图3　斜边弯曲

图4　U形工件

图5　加强筋板及使用状态

图6　加强筋板增加余料及割除

产品试制时采用方板折弯和纸质样板划线切割外形，效率低，且纸质样板不易保存，质量难以保证。根据工件特点，多次进行改善，特意设计了增加余料的方式 ，既能够满足使用要求，又可以方便地去除余料。如图6所示，其设计思路是，在工件的边缘增加一小块三角形余料，一直边与折弯线平齐并与工件的斜边相交，可方便使用折弯机的后挡料机构确定折弯线。成形后，首先顺延斜边画一条线段，然后手示机器人按线段切割，利用机

器人的仿形功能实现批量加工。

3. 长孔或圆孔靠近折弯线

（1）某一U形工件，如图7所示，两端折弯成90°，一折弯边处存在175mm×65mm的长孔，长孔下边缘距离变形区域一端为28.5mm，工艺设计要求为S≥2δ+R，查附表得，S≥63mm，28.5mm<63mm，不能满足工艺要求，因此需要增加余料。

长孔增加余料的方式主要有两种。如图8a所示，此种方式折弯变形可完全去除，工件质量较好，缺点为需要制作专用样板划线；如图8b所示，此种方式不需要专用样板，连接长孔圆弧的端点划出两条线段，割余料时按线段加工即可，缺点为，靠近折弯圆弧处的板材局部扭曲变形。尺寸65mm外侧增加，内侧减小，质量较差。根据实际使用情况，选择适当的增加余料方式，本件选用图8b。图9为去除余料后的工件。

（2）圆孔增加余料方式和长孔类似。如推土机油箱某一折弯件，圆孔边缘靠近折弯线，加余料时与折弯线平齐画一条线，封堵小部分圆即可，折弯完成后，使用机器人割除。对于要求较为严格的圆孔，为保证精度要求，一般采用先加工小孔折弯后再扩孔达到要求（见图10）。

用有些工件的椭圆孔两端靠近折弯线，两侧都需要增加余料，如图11所示，为保证长轴和短轴的尺寸，在孔中间开一条1倍板厚的缺口，方便划线，现场加工如图12所示。

图7　U形板折弯

图8　U形板增加余料

图9　U形板去除余料

图10　圆孔增加余料

图11　椭圆孔增加余料

图12

孔边缘到弯曲内边的设计要求　　　　　　　　　　　　　（mm）

4. 结语

我公司生产的工件特点为小批量、多品种，工件形状各式各样，为适应多变的市场需求，通过积累大量的板材件成形工艺，总结了添加余料的常用方式，在设计新工艺时有一定的指导意义。本文介绍了三种增加余料的方式并结合具体事例加以说明，对不能满足折弯工艺的产品通过巧妙增加余料并去除，提高了生产效率，改善了产品的质量。

20150714