浅析钣金折弯成形加工中的常见缺陷及解决措施

吴振华

（柳工常州机械有限公司，江苏 常州 213000）

钣金加工过程中针对金属塑性板材进行弯曲变形，属于一种综合性冷加工工艺，进行加工的对象往往是金属薄板。钣金加工方法较多，包括剪切及折弯、冲裁、拉深等，折弯加工在实际生产中应用广泛，折弯加工成形是钣金加工的热点研究问题。钣金折弯不仅关系到企业生产计划，也对企业的经济效益产生影响。钣金零件一般是承上启下的零件，折弯质量对外观质量产生影响。对此，本文对折弯缺陷进行分析，包括裂缝及回弹、压痕，存在较大的缺陷，针对缺陷类型对工艺进行调整。

一、钣金加工

钣金技术是钣金加工职工的关键性技术，包括切割下料及冲裁加工、弯曲成形等工艺，其中也具备冷冲压模结构及工艺参数等，涉及的内容非常丰富。钣金加工常用的材料保留冷轧板及热轧板、紫铜、铝型材、不锈钢等，产品不同则需求不同，选择的材料也存在差异，一般情况下，还需自产品的用途及花费上进行思考。比如，冷轧板，采取电镀及烤漆等方式处理，成型率较高，涉及的成本低廉，材料厚度在3.2mm 以下。热轧板主要是电镀及烤漆成件，成本角度，但成型难度大，主要制作平板件。铜是常见的导电材料，表面是镀铬，或者不对表面进行处理，处理成本高。镀锌板能分为N料及P料，N 料一般不对表面进行处理，成本较高。P 料则是用于喷涂，铝板的成本相对较高，对此，在钣金工艺中涉及的流程较为丰富，还需根据实际情况进行调整，保证各项钣金折弯成形的顺利进展。

二、钣金折弯成形的机理及缺陷

（一）机理

折弯成形对板材施加压力产生弯曲效果，折弯能分为自由折弯及压低折弯，对上模的位移进行调整，板料弯曲到对应的程度，这种折弯方式称之为自由折弯，上模压解到最低，弯曲板料在上下模表面压实，这种折弯方式称之为压低折弯。自由折弯针对模具进行处理，对机床的要求不高，形成零件多种多样，这也是钣金折弯行业中常见的技术，比如，数控折弯机的应用，可以对材料有效处理。

（二）缺陷

折弯加工中，受到零件属性及材料性能的影响，会诱发不同类型的缺陷。折弯裂纹及折弯压痕、折弯回弹均是其中的常见问题。

1.折弯裂纹

板料在加工过程中，弯曲位置在拉伸力的影响下变形，一旦超过材料固有的拉伸极限，容易发生弯曲裂纹。零件弯曲半径及弯曲角度具有较高的要求，折弯裂纹多发生在弯曲截面两端或者中间位置。结合零件结构差异，裂纹也经常出现在转角处，裂纹发生原因具有多样化特点。比如，在剪切力及冲裁下料的零件，断面质量差，容易发生毛刺及硬化等。原材料在制作过程中，出现的纤维组织具有方向性，在材料力学性能及物理性能的影响下发生异常，。轧制方向及折弯线平行的情况下，材料的抗拉强度发生变化。弯曲半径R 过小的情况下，弯曲外表的塑性值变大，弯曲工装选择存在缺陷，在弯曲过程中使用上模半径R 及下模圆角R 磨损情况，也容易发生裂纹。

2.折弯回弹

受到中心层影响，零件塑性变形及弹性变形一同发生。中心层发生弹性变形过程中，内外也会发生塑性变形，导致零件形成卸载后模具尺寸发生误差，从而诱发回弹问题。回弹问题对零件的精度产生影响，对此，还需有效控制。

3.折弯压痕

在零件折弯过程中，受到机械上模及下模挤压力的影响，工件与下模接触面接触后存在压痕。一般情况下，钣金零件对粗糙度有不同的要求，轻微伤痕对零件本身每一较大的影响。但部分特殊材料在加工过程中，对精度具有较高的要求，还需采取一定的措施进行保护。

三、钣金折弯成形加工问题的处理措施

针对裂纹及折弯回弹、弯曲压痕问题，加工过程中还需对此类问题进行思考，根据问题原因提出解决措施，最终调整工艺，保证钣金弯曲成形加工的有效性及加工质量。

（一）裂纹处理措施

针对钣金折弯加工成形中的裂缝问题，还需具体问题具体分析。比如，调整模具间隙及均匀度，提升剪切及冲裁断面质量，保持平整的断面，无裂纹及毛刺。根据板材纤维方向，保证断面平直及光洁，避免发生毛刺及裂纹。根据板料纤维方向，对样理进行合理处理，比如，顺纹弯曲的情况下，最小弯曲半径值最大，垂纹弯曲情况下，最小弯曲半径小，弯曲线方向与纤维的夹角一般是60°，最小也不能小于30°，弯曲的交接位置，可设置工艺止裂孔，孔洞大小一般是φ≥弯曲半径R+板材厚度t。处于弯曲线的直角处可布置止裂槽，宽度一般在弯曲半径R+2 倍板材厚度以上，对弯曲位置进行合理润滑，缩减折弯时的阻力。

（二）折弯回弹处理措施

在折弯形成过程中，板料的弹性变形增加，弯曲后会产生更大的回弹反应，在冲压前还需对板料进行热处理，在退火处理过程中，针对已经制作的硬化材料，对内部应力进行适当调整，避免已经加工位置大量回弹。折弯加工后，板料的弹性逐渐恢复，板料的变形程度发生变化，对此，还需在板料加工过程中，针对板料变形情况缩减回弹。经过多次弯曲，完成多次成形，从而消除回弹。

（三）折弯压痕处理措施

在钣金折弯加工过程中，将加长上模作为基础，使大端头圆角半径R 增加，也要适当增加下模槽口宽度，使圆角半径R 增加，缩减下模槽口对工件产生的挤压力。下模设计过程中，通过滚轴V 型模，在下压过程中带动棒材旋转，保持工件与下模充分接触，使其没有足够的活动空间，避免发生较大的压痕。毛料上垫0.5-1.2mm 薄铝板也能避免发生压痕。在实际钣金折弯加工过程中，还需具体问题具体分析，从而找到有效的解决办法，解决搬家折弯加工的缺陷性问题。

（四）钣金折弯工艺优化

在钣金折弯加工成形过程中，面对缺陷性问题，针对此类问题也要采取有效的改进策略，比如，改进工艺，提升工艺设计。钣金加工中，工件折弯加工若想达到理想的效果，一次往往无法成型，可尝试改进工艺，将两个构件转变为一个完整的弯曲件，中间位置与直边连接，弯曲后冲切，并制作两个工件。伴随加工工艺不断调整，有利于把握材料延伸度，对构件的长度及精确性进行计算。若相对弯曲半径为R/T=30/3=10，针对比例值较大的问题，也要对板料变形程度进行控制，在缩减弹性变形比例，以免材料发生回弹。针对此类问题，应当对加工工艺进行优化，在材料加工过程中，针对两边材料完成相互牵制，避免发生下料滑动及变形问题。使用的模具进行调整，也是提升工艺设计效果的关键，该方法的优势在于提升工件成型质量。加工模具在改进过程中，以科学的方式进行调整，弯曲复合切割模具的同时，提升钣金弯曲精度，保证切料的准确性，这种方式成本低廉，卸料也较为便利。

结束语

为保证钣金构建的美观性及折弯的精准性，提升钣金构件的加工效率。钣金折弯加工中，应当认识到其中的缺陷性问题，对缺陷问题进行总结及提炼，降低不合格的产品率，保证车间弯曲加工的质量，提升产品品质的同时，也能降低施工误差。对此，在实际工作中除解决常见的问题外，也要积极生产高规格及高质量的钣金产品，为社会发展提供推动力。