钣金展开相关知识及计算方法

钣金展开相关知识及计算方法

一、展开计算原理

板料在弯曲过程中外层受到拉应力，内层受到压应力，理论上内外层之间有一既不受拉也不受压的过渡层------中性层，中性层为一假想层，在弯曲过程中中性层被假想为与弯曲前状态保持一致，即长度始终不变，所以中性层是计算弯曲件长度的基准。中性层位置与变形程度有关，当弯曲半径较大，折弯角度较小时，变形程度较小，中性层位置靠近板料厚度的中心处；当弯曲半径变小，折弯角度增大时，变形程度随之增大。中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动。中性层到板料内侧的距离用Ａ表示。（图１）

二、折弯方法的确定

折弯方法有单发冲床模具折弯和折弯机模具折弯两种方法。单发冲床模具折弯的方式及精度是由模具来实现的。因此只要做出合格的模具，就能够生产出合格的折弯产品。而采用折弯机折弯不仅需要选用合适的折弯模，还必须调试折弯参数。因此，如采用折弯机折弯，计算展开尺寸时就必须考虑折弯机的折弯方法。

1.一次一道弯。此种折弯由普通通用折弯模来完成。包括折直角，钝角和锐角。（如图２）

2. 一次折两道弯--------压锻差。此种折弯由专用特殊模来完成，但折弯难度比普通折弯大。（如图３）

3. 压死边。此种折弯也须用特殊模来完成。（如图４）

4.大Ｒ圆弧折弯。些种折弯如Ｒ在一定范围内，可用专用Ｒ模压成形，如Ｒ值过大，则须用小Ｒ模多次压制成形。（如图５）

图５

这四种折弯的展开计算是不同的。因此在看图时，要根据零件的折弯尺寸来确定使用何种折弯方法。一般使用的ＮＣ数控折弯设备都是日本ＡＭＡＤＡ（天田）公司所生产的。其折弯机所配套的普通通用折弯模具Ｖ形槽宽度通常为适用该折弯模的板厚的５－６倍。如采用一次折一道弯的方法，必须考虑到折弯模的Ｖ形槽的宽度Ｗ１及Ｖ形槽一边到模具外侧的宽度Ｌ１。如图６：

折弯高度Ｈ的经验值根据产品形状有如下三种（以９０度为例，钝角和锐角与直角相近相似）：

1.简单的９０度单边折弯。（如图７）

如图７，此种折弯只需考虑下模Ｖ形槽中心到折弯机定位挡块的距离即可确定。通常Ｈ值为

Ｈ≥3.5 T + R (R 在１mm 以下)

2.Ｕ形折弯。

如图８此种折弯的尺寸如过小，极易因无合适折弯模具而形成干涉。因此两竖边的宽度Ｌ不能太小。其一边竖边高度Ｈ也不能太大。实际中可根据使用折弯模的形状做模拟确定，Ｌ，Ｈ值参考如下：

3.Ｚ形折弯

如图９。第一道弯曲后，折第二道弯曲时，折弯线到折弯机定位挡块的距离须大于等于Ｖ形槽中心到模具外侧距离Ｌ１和板厚t之和。故Ｈ值为：

Ｈ≥５t＋Ｒ（Ｒ在１mm 以下）

三、展开计算方法

1.９0°折弯（一般折弯）

展开的长度为：Ｌ＝ＬＬ＋ＬＳ－2t ＋系数a

图11

如图11。压死边是两层重叠在一起的折弯形状，通常用来起加强作用，因此2。0mm以上的板很少见压死边。它也需要用特殊折弯模具成形，而且要分为两道以上的工序才能成形，压死边折弯的展开长度计算公式为：

3.压筋

1)倾斜压筋

图12

如图12此压筋为一斜面，一般Ｈ值较小，其展开长的计算式

为：

L = A+B+C+0.2

注：A 、B 、C = 内尺寸，0.2=补偿值

2)直角压筋

图13

如图13压筋边为直立边，一般其C 值较大，展开长的计算式

为：

L = A+B+C-4T+2a+0.5

注： A 、B = 外尺寸

C = 包括两层板厚的高度

a = ９０°折弯的系数

0.5 = 补偿值

3)平行压筋

图14

如图14，压筋最大值仅为H=2t ，其展开长度的计算式为：L =

A+B+H+0.2 注：A 、B =

内尺寸；

H = 压筋高度；

0.2= 补偿值。

*由于压筋高度主要靠增减压筋模具的调整片来保证，并且操作

员各自的经验不尽相同，因此有时会出现折弯后虽然高度达到要

求，但整体展开尺寸过大或过小的情况，这时要根据实际的偏差来调整。

4.锐角折弯

如图15，经验公式是一种内径算法，但此处的内径是折弯边内侧两面的虚交点到另一端的距离。展开系数计算式如下：

Ｋ= 0。4t x δ/90° (t<2.5)

但当t≥2。5时，应用下列公式：

Ｋ= 0。5t x δ/90° (t≥2.5)

故展开计算式为：

Ｌ= L1＋L2+K

注：

L = 展开长度

L1、L2 = 内径尺寸

Ｋ= 展开系数

５.钝角折弯

图16

如图16,外尺寸b实际上等于内尺寸a 加上内侧角顶点到外侧顶点的一段平行距离l。

根据三角函数，l 的计算式为：

l = tg θ／２x t

故外径为：b = a + l

展开系数Ｋ的计算式为：

内径：K =θ/90°x 0.4t (t<2.5)

外径：K =δ/90°x 0.4t (t<2.5) 但当t≥2。5时，应用下列公式：

内径：K =θ/90°x 0.5t (t≥2.5)

外径：K =δ/90°x 0.5t (t≥2.5)

6.圆弧Ｒ折弯

图17

如图17，Ｒ折弯的三种形状，其展开系数Ｋ的计算式如下：Ｋ= (2R·tanθ/2)－[лθ·( 2R - t)/360°] 注：

Ｒ= 折弯外径（外侧半径）

θ= 外侧角（180°-折弯角度）

л= 圆周率（取3.14）

t = 板厚

当θ=90°时，tanθ/2=l,因此上述公式可以简化如下：

Ｋ= 2R –л(2R-t)/4

求得展开系数Ｋ后，圆弧折弯的展开长度Ｌ计算公式为：

Ｌ=L1+L2+（L3+L4+···）-Ｋ

注：

L1、L2、L3、L4 =外径(到外侧虚交点的距离，切点到虚交点的距离可通过三角定律算出)

Ｒ折弯中有一种Ｕ形折弯，如下图，其形状我们可以将其看成两个90°R折弯的组合。

图18

因此，Ｕ形折弯的展开长度Ｌ的计算公式为：

Ｌ=L1+L2-2K

说明：Ｒ折弯的计算式只适用于铁板。