折彎件常見(jiàn)缺陷的工藝處理及預(yù)防

■鄭州宇通重工有限公司?。ê幽?450000）　徐永吉■上海工程技術(shù)大學(xué)　（201620） 李二玲

折彎件常見(jiàn)缺陷的工藝處理及預(yù)防

■鄭州宇通重工有限公司（河南 450000）徐永吉
■上海工程技術(shù)大學(xué)（201620） 李二玲

摘要：通過(guò)對(duì)折彎工件從下料到成形過(guò)程和結(jié)果的分析，結(jié)合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)工作原理，總結(jié)折彎件常見(jiàn)缺陷，通過(guò)采取工藝措施，提高了折彎件尺寸精度和質(zhì)量，降低了工件返修率。為相關(guān)工藝人員提供了折彎工藝參考。

隨著折彎件在工程機(jī)械產(chǎn)品上的廣泛應(yīng)用，為滿(mǎn)足其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)需要，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也逐漸提高。數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在冷態(tài)下可利用所配備的通用模具（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，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。通過(guò)對(duì)折彎缺陷過(guò)程控制和預(yù)防，采取相應(yīng)有效的工藝方法來(lái)提高工件質(zhì)量。

1. 折彎工件常見(jiàn)缺陷及工藝措施

（1）折裂：材料經(jīng)剪切或沖裁后，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，通過(guò)圖1可見(jiàn)工件折裂時(shí)剪切面（帶毛刺面）向外，開(kāi)裂位置發(fā)生在工件的剪裂帶和揉壓帶。對(duì)此采取的工藝措施為：①經(jīng)剪切或沖裁后的工件，折彎時(shí)保證剪切面向里，即處于受壓狀態(tài)，如圖2所示，成形效果較好。②折彎前對(duì)工件進(jìn)行去毛刺處理，折彎后可對(duì)折裂處使用手工砂輪機(jī)修磨。

圖1　折彎工件剪切面向外

圖2　折彎工件剪切面向里

（2）回彈：金屬材料在彎曲過(guò)程中，塑性變形和彈性變形同時(shí)存在。在彎曲結(jié)束時(shí)，因彈性變形的恢復(fù)而產(chǎn)生回彈，如圖3所示?；貜棳F(xiàn)象直接影響工件的尺寸精度，須加以控制。對(duì)此采取的工藝措施為：①角度補(bǔ)償法。若工件折彎角度為90°，折彎?rùn)C(jī)下槽（V形）開(kāi)口角度可選擇78°。

②加壓時(shí)長(zhǎng)增加校正法。在彎曲終了時(shí)進(jìn)行加壓校正，延長(zhǎng)折彎?rùn)C(jī)上模、工件、下槽的接觸時(shí)間，以增加下槽圓角處的塑性變形程度，使拉壓區(qū)纖維的回彈趨勢(shì)互相抵制，從而減少回彈。

圖3　折彎工件回彈

（3）凸起：對(duì)于中厚板（厚度t≥6mm）折彎，情況比較特殊，折彎線(xiàn)附近區(qū)域在彎曲過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)纖維組織變長(zhǎng)，造成折彎圓角處形成凸起，通過(guò)對(duì)車(chē)間成形工件觀察，圓角凸起大小隨板厚增加而增大。對(duì)部分工件質(zhì)量要求較高的，圓角凸起會(huì)影響焊接或裝配尺寸精度，需采取工藝措施去除。對(duì)此采取的工藝措施為：①若采用熱切割設(shè)備下料，工藝人員在板件展開(kāi)下料時(shí)，對(duì)下料圖以折彎線(xiàn)為中心作向里凹圓弧，去掉多余板料，如圖4所示，其中R為圓弧半徑。②對(duì)沒(méi)有進(jìn)行板料切割凹圓弧的工件，在折彎完成后進(jìn)行手工修磨至要求的尺寸精度，若裝配精度要求較高，需對(duì)工件進(jìn)行銑邊處理。

圖4　帶凹圓弧工藝圖

（4）滑料：①情形1：待折彎工件出現(xiàn)折彎線(xiàn)和工件邊緣線(xiàn)不平行的情況，即一端在折彎?rùn)C(jī)下槽上有支點(diǎn)，另一端無(wú)支點(diǎn)，工件實(shí)物如圖5所示，其中L為割縫長(zhǎng)度。②情形2：待折彎工件折彎線(xiàn)和工件邊緣線(xiàn)平行，但兩端在折彎?rùn)C(jī)下槽上均無(wú)支點(diǎn)。對(duì)此采取的工藝措施為：①增加割縫處理。針對(duì)情形1，工藝人員對(duì)下料圖沿工件折彎線(xiàn)方向增加割縫，其長(zhǎng)度為工件折彎線(xiàn)向外偏移，偏移寬度為選擇折彎?rùn)C(jī)下槽寬度的一半。②增加余量處理。針對(duì)情形2，工藝人員對(duì)下料圖增大尺寸，以使邊緣在折彎?rùn)C(jī)下槽上有支點(diǎn)，滿(mǎn)足折彎。待折彎工序完成后，對(duì)其按照產(chǎn)品圖進(jìn)行切割余量處理，修磨割口，滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

圖5　帶割縫工藝圖

（5）壓痕或滑傷：工件在壓彎時(shí)，受折彎?rùn)C(jī)上模和下槽擠壓作用，出現(xiàn)不同程度壓痕或滑傷。一般碳鋼件表面粗糙度要求不高，輕微的傷痕對(duì)其沒(méi)有影響。但是對(duì)于430―2B、12Cr17Mn6Ni5等一些特殊材質(zhì)，外觀鏡面，需采取一定工藝措施予以保護(hù)。對(duì)此采取的工藝措施為：①對(duì)于碳素鋼材質(zhì)，增大折彎下槽寬度，使其成形圓角半徑增大，減小下槽對(duì)工件的擠壓。②對(duì)于特殊不銹鋼材質(zhì)，壓彎前做準(zhǔn)備工作，在折彎?rùn)C(jī)下槽上鋪紙隔離，若工件兩面均需要保護(hù)，也可對(duì)工件沿折彎線(xiàn)方向鋪紙隔離。有較好生產(chǎn)條件者，可使用防壓痕墊。

2. 折彎工件工藝性問(wèn)題預(yù)防

（1）帶孔折彎工件：當(dāng)折彎工件帶有圓孔或者長(zhǎng)圓孔，如圖6、圖7所示，其中L為孔邊緣線(xiàn)到彎曲區(qū)域邊緣距離，t為板厚，若采取壓彎前孔已成形，且在彎曲變形內(nèi)，則壓彎后會(huì)出現(xiàn)拉料情況，導(dǎo)致折彎件外形尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)圖樣要求，同時(shí)孔也會(huì)發(fā)生變形，需采取工藝措施預(yù)防。對(duì)此采取的工藝措施為：①對(duì)于圓孔，若L≥2t，孔可在工件壓彎前成形，若出現(xiàn)輕微孔變形，需鉆床重新穿孔；若L＜2t，需要工件壓型完成后再鉆孔。②對(duì)于長(zhǎng)圓孔，按照上述圓孔情形處理，一般情況下，保證圓孔長(zhǎng)度不大于板件寬度（沿折彎線(xiàn)方向）的20%，即La≤0.2Lb，但特殊情況下需根據(jù)工件實(shí)際形狀加以具體分析。

圖6　帶圓孔折彎工件

圖7　帶長(zhǎng)圓孔折彎工件

（2）非剪切件的折裂預(yù)防：鋼板在軋制過(guò)程中形成的纖維組織，由于其方向性，使材料力學(xué)性能產(chǎn)生各向異性。在車(chē)間實(shí)際操作過(guò)程中，當(dāng)纖維方向與折彎線(xiàn)方向平行時(shí)，材料的抗拉強(qiáng)度較差，容易造成圓角處折裂。對(duì)此采取的工藝措施為：①若受材料整體外形限制時(shí)，使得組織纖維方向與折彎線(xiàn)方向平行，需增加折彎圓角半徑，至少為板材最小彎曲半徑的2倍。②當(dāng)組織纖維方向與折彎線(xiàn)垂直時(shí)，材料具有較大抗拉強(qiáng)度，折彎圓角半徑可

為最小彎曲半徑。③壓彎雙向工件時(shí)，須使組織纖維方向與折彎線(xiàn)方向成一定的夾角。

（3）折彎工件增加工藝孔：工件折彎線(xiàn)沿其某一邊緣線(xiàn)，如圖8所示，其中雙點(diǎn)劃線(xiàn)為折彎線(xiàn)，若直接在折彎?rùn)C(jī)上進(jìn)行壓彎處理，會(huì)出現(xiàn)帶料撕裂情況。須增加工藝孔進(jìn)行預(yù)防，如圖9所示，其中φ為直徑，雙點(diǎn)劃線(xiàn)為折彎線(xiàn)，同時(shí)規(guī)范工藝孔直徑。對(duì)此采取的工藝措施為：在折彎工件上拐角處沿折彎線(xiàn)方向增加工藝孔，其工藝孔直徑約為板厚的1.5～2.0倍。

（4）干涉和抗刀：如圖10所示，其中H為折彎工件高度，B為其寬度，當(dāng)H≤B時(shí)，折彎工件可能因工件高度過(guò)高，接觸數(shù)控折彎?rùn)C(jī)面板，發(fā)生干涉現(xiàn)象；當(dāng)H≥B時(shí)，除發(fā)生干涉情況外，若工件較小，折彎直邊也可能會(huì)接觸折彎?rùn)C(jī)上刀，發(fā)生抗刀現(xiàn)象。

當(dāng)折彎工件發(fā)生干涉或抗刀現(xiàn)象時(shí)，強(qiáng)制施加外力會(huì)導(dǎo)致工件折彎角度達(dá)不到要求。對(duì)此采取的工藝措施為：①對(duì)于干涉現(xiàn)象，采用折彎反變形法，第一刀工序先在工件中間折鈍角，第二、三刀工序進(jìn)行兩邊折彎，第四刀工序反壓中間（第一刀反面）至平。②對(duì)于抗刀現(xiàn)象，可更換直板上刀，使用彎刀進(jìn)行折彎，如圖11所示，其中H為折彎工件高度，B為其寬度。

（5）異形件折彎線(xiàn)定位：部分折彎件因外形尺寸復(fù)雜，出現(xiàn)非直邊、與折彎線(xiàn)相交等情況，會(huì)導(dǎo)致工件下料折彎時(shí)邊緣難以觸碰數(shù)控折彎?rùn)C(jī)擋尺及手工劃折彎線(xiàn)困難。對(duì)此采取的工藝措施為：①中薄板下料時(shí)準(zhǔn)備。中薄板件可選擇激光切割機(jī)或者精細(xì)等離子切割機(jī)下料，下料時(shí)直接在工件上割出折彎標(biāo)記割縫，此割縫對(duì)薄板影響較小，能后期修復(fù)。②厚板下料后準(zhǔn)備。切割一件和原異形件相同的工件作為劃線(xiàn)工裝樣板，厚度要求一般為2～4mm，在折彎線(xiàn)處割出V形口，方便定位劃線(xiàn)。

圖8　未增加工藝孔工藝圖

圖9　增加工藝孔工藝圖

圖10　折彎干涉

圖11　折彎抗刀修正

3. 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)折彎工件常見(jiàn)缺陷及工藝性問(wèn)題預(yù)防提出合理的解決措施，這些工藝措施經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，能滿(mǎn)足質(zhì)量要求并提高工件質(zhì)量。

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專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)

文章結(jié)合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)工作原理和個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了折彎件常見(jiàn)缺陷并提出合理的工藝措施，作者站在“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題”的角度，對(duì)一些工藝性問(wèn)題分析得很具體，采取的措施也很得力，通過(guò)對(duì)折彎過(guò)程的控制和預(yù)防，提高了工件質(zhì)量。為同行業(yè)工藝人員提供了有價(jià)值的參考。

收稿日期：（20150409）