精密折弯钣金的弯曲工艺参数的综合分析

精密折弯钣金的弯曲工艺参数的综合分析

为了实现更高的电梯钣金部件弯曲精度，本文对SPC、SPHC、SUS304和804-GG等广泛使用的材料的弯曲半径（R角）进行了详细研究。通过CNC折弯机和光学测量仪等设备，对不同材料和厚度的钣金件进行了精确测量和分析，为选择最佳弯曲工具提供了参考数据。

钣金弯曲测试的意义

弯曲半径（在R内）和弯曲系数是直接影响钣金弯曲工艺质量的关键参数。弯曲半径受弯曲工具、材料厚度和材料性能等因素的影响，而弯曲系数由材料厚度、弯曲半径和弯曲角度决定。此外，弯曲系数在计算工件的展开尺寸方面起着关键作用。

当前计算90°弯曲系数的公式表示为α = 1.36t + 0.43R（其中t是材料厚度）。但是，在计算弯曲系数时可能会出现常见错误，例如：

• 名义t值与实际材料厚度之间的差值。
• 实际内弯半径（R）与图纸中所示的所需R之间的偏差，通常在计算中假设。
• 使用R仪表的误差，其中低于R3的值近似为0.25，高于R3的值近似为0.5。
• 在确定弯曲R时未考虑材料和弯曲方法的差异。

这些误差会累积，尤其是当工件经历多次弯曲时，会导致最终产品的尺寸精度变差。

为了克服这些挑战，该实验测量了各种弯曲材料的实际厚度，采用光学测量仪进行精确的内半径和外半径测量，并计算了实际弯曲系数。将这些结果与公式进行比较有助于选择正确的弯曲模具，提高R角精度，并提高尺寸计算的精度。

钣金弯曲工艺参数测试方案

测试材料

本实验测试的材料为SPCC、SPHC、SUS304和804-GG，均来自公司。每种材料都有不同的厚度规格，如表1中详细说明，以评估它们在弯曲过程中的行为。

测试样品

用于实验的每个样品尺寸为100毫米 x 100毫米，使用激光切割和落料进行生产。这确保了样品的尺寸精度保持在0.1毫米的公差范围内，为分析提供了可靠的数据。

测试设备

使用的弯曲设备包括位于钣金车间的CNC折弯机。用于实验的V型槽模具来自FASTI-50和Beyeler，选择弯刀上模进行精确弯曲，如图1所示。

为了进行额外的测试，使用了三点弯曲机（3P250）。如图2所示，为本实验选择的直刀上模是尖刀R7和圆刀R9，以比较不同模具类型的性能。

测量弯曲参数的测试方法

为确保结果准确，使用千分尺测量每个试样的真实厚度，每种材料厚度平均测量四块。然后使用各种弯曲模具对试样进行弯曲，弯曲角度为（90±1）°，一侧目标长度为50毫米，如图3所示。

每个厚度规格都经过五次测试，以确保一致性。弯曲过程完成后，使用光学测量仪扫描弯曲角度轮廓，以准确确定外弯曲半径（R外侧）和内弯曲半径（R内侧），如图4所示。

然后使用游标卡尺测量两侧的长度，从而计算弯曲系数。对于每种材料厚度，此过程重复5次，平均值用于进一步分析。

测试结果和分析

测试结果表提供的数据包括每种材料的实际材料厚度、90°弯曲的内半径和外半径、弯曲系数和减薄率。

实际材料厚度

表3比较了用千分尺测量的试样的标称厚度和实际厚度。结果表明，SPCC的实际厚度在其标称厚度的0.03毫米以内，而未涂层的SUS304大约薄0.07毫米。对于4.5毫米的热轧SPHC板，测得的厚度为4.2毫米。

弯曲内角（R内）

内侧弯曲半径（R内）受材料、板厚、弯曲方法和工具的影响。在这些因素中，材料类型显示出最显著的影响：

• R内（SUS304） > R内（SPCC）：例如，V形槽宽度（Bv）为12毫米时，R内对于1.2毫米SPCC为1.85毫米，而SUS304为2.09毫米。
• 板厚对R的影响内在使用相同的弯曲模具时是次要的。例如，当三点弯曲Bv = 12mm时，厚度范围为1.0mm至2.0mm的SUS304板具有R内值介于2.33毫米和2.51毫米之间。
• R内（三点式） > R内（V型槽）： 相同的V型槽下模（Bv = 7mm，12mm，16mm）的比较表明R内在三点弯曲中大于在V型槽弯曲中。
• 较大的Bv导致较大的R内：通过三点弯曲，更宽的槽宽（Bv = 24mm、32mm、40mm）导致R内值分别约为4.0毫米、4.7毫米和5.9毫米。因此，材料、弯曲方法和槽宽都会影响R内，因此在设置过程中需要仔细考虑。

厚度减少和外侧弯曲半径（R外）

R之间的区别外和R内用于计算弯曲附近的平均厚度（t’ = R外– R内).减速比（η）确定为η =（t – t’）/t。

数据表明，所有测试用例都发生了厚度减少，大多数减少率在6%到15%之间。材料厚度、弯曲方法和减薄时槽宽之间的关系很复杂，尽管SPHC表现出较低的减少率，约为4%至6%。

弯曲圆度

光学测量仪计算出R的圆度值内和R外:

• 当Bv = 7-16 mm时，圆度值最小，通常≤ 0.05 mm，表明精度高。
• 在Bv = 24mm、32mm和40mm时（均为三点弯曲），圆度值超过0.1mm，表明较大的凹槽宽度会降低弯曲的圆度。

弯曲系数（α）

该表还比较了弯曲系数的测量值和计算值（使用公式α = 1.36t + 0.43R内).差异很小，证实了该公式适用于广泛的条件。弯曲系数主要取决于材料厚度（t）和实际R内，材料类型、板厚和工具会影响R内.对于新材料或不同厚度，必须测量实际厚度和R内以确保精确的结果。

结论

从分析中可以得出几个关键结论：

1. 测试结果：结果揭示了使用Beyeler、FASTI-50和3P250等CNC折弯机加工时，SPCC、SPHC、SUS304和804-GG常用板材厚度的弯曲Rinner、Router和弯曲系数。
2. 材料的影响：Rinner不仅受弯曲模具的影响，还受到材料类型的显着影响。试验表明，在相同的弯曲条件下，SUS304的Rinner略大于SPCC的Rinner。
3. 弯曲方法注意事项： 当其他弯曲参数保持不变时，与V形槽弯曲相比，三点弯曲的Rinner通常更大。这表明在选择弯曲系数时应考虑弯曲方法的选择。
4. 通用弯曲系数公式：弯曲系数计算公式α = 1.36t + 0.43Rinner被认定为普遍适用。通过积累常用弯曲材料的实际厚度数据以及来自弯曲模具的相应Rinner值，可以确定更准确的弯曲系数。