Z形钣金零件弯曲成形过程研究

石勐

中航西安飞机工业集团股份有限公司   陕西 西安     710089

摘要:钣金零件广泛应用于机电行业，零件可分割为直角、钝角及锐角的“弯曲”特征。如让位的锐角折弯结构，成形模比较复杂，楔形滑块通常使用上、下模量。但是，由于影响零件尺寸的结构不稳定，生产规范比较困难。特别是z曲率是两个尖角曲率的组合。很难形成传统形式。现在它打破了传统设计，并使用钟摆结构进行z折弯。此结构可确保曲率角度的稳定性，并有助于在生产过程中调整曲率值。

关键词：钣金零件；Z形；锐角弯曲；钟摆

钣金形状设计的过程分析和z形弯曲创建2个锐角的Z形弯曲突破了传统弯曲模。钟摆结构与楔型滑块设计的组合简化了模具设计。通过控制实际制造工艺和工件尺寸，可以发现工件尺寸稳定，用户可以更轻松地调整工件尺寸，为类似形状产品的参考。

一、钣金折弯成形技术问题

金属板的折弯和形状发生在弯板机上，将要成形的结构放在弯板机上，用杠杆提起制动器，将零件推到其原始位置，将制动蹄片放在要成形的零件上，并将力放在弯板机的弯曲杆上以弯曲金属。最小折弯半径取决于成形金属的拉伸和厚度。对于铝板，金属弯曲半径必须大于铝板厚度。由于有些回弹，金属弯曲时的弯曲角度略高于预期。金属板的弯曲发生在金属小屋内，钣金加工只是一系列金属材料的折弯、铆钉、焊接和加工过程。以下是钣金切削和折弯的问题及中间解决方案。

1.不平直折弯边，尺寸不稳定。折弯边不规则和不稳定:设计过程中没有压线或预折弯，压料力不足；凸凹模圆角处的不对称磨损或弯曲应力不均；高度过低，解决方案是:压机生产线或预制工艺的设计。压力增加；均匀凹凸角度和抛光圆角；4高度不得低于最小值。

2.折弯后表面的划痕。弯曲零件后外部表面磨损的原因:原材料表面不均匀；模具曲率半径太小；间隙弯曲太小了，主要解决方案是:凸凹模提高平滑度；增加曲率半径；修改曲面空间。

3.弯曲角裂缝。以下原因而发生:曲率内径太小；材料方向平行于弯曲曲线；一面向外毛刺；可塑性差的金属。优先解决办法是:增加曲率半径。落料排样改变；内圆角替代毛刺；退火或软性材料。

4.折弯会使孔变形。折弯时形成孔的原因:在折弯压缩和孔放置过程中，弯曲杆的外表面会因成品工件凹面和外表面之间的摩擦而拉伸，从而使孔变形。主要解决方法是:形弯曲采用。增加形弯曲压力；在上添加格纹麻点增加摩擦并防止零件在弯曲时滑动。

5.挤压料使弯曲表面变薄。原因：太小凹模圆角；太小间隙；主要解决方法是增大圆角半径；修正间隙。

6.产品鼓起或不平。由于以下原因，:在折弯过程中，材料的外表面被拉伸以产生收缩变形；内表面被压缩以产生拉伸变形；软面沿折弯方向拉伸。主要位置解决方案是:冲压最后阶段的模具压力足够。将凹模圆角半径调整为制造零件的外圆角；增加完善工序。

7.底部不平凹形件。原因是：不平整材料本身；料接顶部接触面较小；无顶料凹模内。主要解决方法是:物料校平；设置顶料增设顶料力；添加校正：添加成形工艺。

8.弯曲后，两侧两个孔的轴移动不正确。原因:材料更改会更改折弯角度，从而错误地移动中心线。主要的解决方案是增加校正过程，改善弧形形状的结构，减少回弹。

9.曲线不平行于两个孔的中心线。因为当折弯高度低于最小折弯高度时，折弯部分向外延伸。解决方法是增加可收缩组合的高度和大小，并改进工艺工艺方法。

二、零件工艺性分析

接地片作为安全措施的一部分非常弹性，因此材料主要由弹性不锈钢组成。测试部分为优质z不锈钢。由于弯曲后弹性材料回弹较多，因此难以保证大小。该组件由0.2毫米厚的SUS301不锈钢组成，具有两个直角和Z形弯曲，如图1所示。由于所需的零件造型，z折弯分为两个阶段，弯曲表面会压缩以调整其位置和大小。然后，它会在切割后弯曲，由于零件毛刺的要求，z折弯必须通过向下折弯进行。

图1接地片外形及尺寸

三、排样设计

1.排样。排样设计对于排样生成符合工程图要求的零件的能力至关重要。同时，排样可以降低模具和管件的制造成本，并提高成本效益。设计需要先展开产品，然后才能使用公式(1)计算线性。

Lα=(r+kt)πα/180（1）

地片弯曲基于设计经验和参考材料，弯曲系数k为0.3。计算表明：L90°=0.57 mm、L80°=0.51 mm。

2.过程分配。通过分析三个步骤创建零件的z折弯:(1)形成锐和钝、直角；如图2所示，机构的摆动使直角方向变得尖锐。

图2 Z形弯曲成形工序

四、模具结构设计

1.选择最佳补偿角度。零件的弯曲回弹受三个主要因素的影响:钢板强度、材料和弯曲半径。板越厚，材料越软，半径越小(曲率越大)，越小回弹。变形可以用公式(2)表示。为了便于计算，在弯曲应力后完全释放应力时，使用公式(3)~(6)计算弯曲角度的最佳拟合值，该公式应用于补偿值计算。

ε=σs/E（2）

MPa。ρ/s=（ρ-kt）（/s-2Δs1）=（ρ+（1-k）t）（/s+2Δs）（3）

ρ=（1-k）ts/2Δs（4）

当s=1时，Δs变形率定义，则：

R=（1-k）t/2（Δs-ε）=（1-k）pt［/（t 1-k）-2ρσs/E］（5）

引入补角θ弯曲角，回弹角变化，表示∆θ。推导经过，如下结果：

∆θ=4(r+tk)σsθ3t(1-k)E（6）

回弹角偏差的值为0.9°，基于公式(6)。设计允许角度公差B级，相应的弯曲公差为1.5°，选择了补偿角2.5°。

2.设计弯曲结构。传统的z形弯曲结构通常由模具，主要部件是倾斜角度为1的燕子尾部滑块和水平方向的滑块3。滑块3必须水平约束到弹簧2引线块4的顶部形状，以控制重复运动。结构复杂，运动稳定性低，微调困难。若要修正一般造型中的错误，造型设计为摆动。z形弯曲是由振动块的摆动产生的。第一步是形成v形，然后弯曲。步骤2形成一个直角并准备下一个锐角。第三步是形成完整的z形弯曲。

与传统曲率结构相比，块弯曲结构简单，尺寸稳定性强。成功应用此结构可作为制造z形折弯形状的参考。

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