嘉立创钣金工艺普及——折弯介绍
2024-03-12 16:34
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在讲解工艺之前，我们先思考下，在CNC、钣金、冲压、注塑以及现在的3D打印等几大加工行业中，这些加工工艺主要解决的是什么问题？
抛开具体的加工细节从整体来看，其实它们都是在解决不同原材料的3D成型问题。
意思是虽然是不同的加工工艺，采用不同的原材料，但这些加工工艺的目的是一样的——都是为了做出来一个具有长宽高+其他特征的结构件。
为了能更清楚直观的介绍钣金的成型工艺，以及它的效率和优势，我们会从成型原理、折弯原理、成本核算这三个角度分析钣金加工中的核心工艺——钣金折弯。
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钣金工艺介绍
样件折弯展示
实际加工中，一个巴掌大的3D结构件只需十几秒即可成型，对于稍大些的工件，除了取放复杂点，成型时间也不过几十秒。做一个那么大的东西不用开模具，几十秒就能成型的加工工艺还能有哪些呢？成型快，成本低，这就是钣金折弯的主要优势！
样件折弯演示视频
再补充一个细节，原材料在折弯前是软的，但经过了折弯，就变得有了强度！这个细节是在钣金结构设计上一个很重要的概念，金属薄板可以通过折弯，增加强度！
段差折弯效果展示
折弯效果展示
比如要做个面积比较大的零件，为了防止变形，我们就可以采用这种策略，直接用薄板通过折弯加强，既可以减轻重量，还可以降低原材料成本。
优势总结
1、原材料成本低：就是可以用很薄的材料做到很大的体积；也可以通过折弯工艺增加板材强度解决形变风险；还可以通过折弯方式由板材到立体件的快速成型（记住这里提到可以做到很大的体积，指的就是薄板类在这个层面上的优势）。
2、成型速度快，成型成本低，成型速度不依赖体积大小，不需要开模具，适合打样和批量生产。
02_
钣金加工原理
如下图是我们的一台通快1150数控折弯机，折弯机压力150吨、加工长度3.2米、后挡指6+1轴，可折最大加工厚度的不锈钢为4MM。
折弯原理就是通过上下模具的挤压，可以折成不同角度尺寸的折弯工件，模具主要由下模和上模组成。除了一次成型模具外，下模一般是带V槽下模，根据折弯材料厚度选择不同的折弯下模。
常用的折弯上模主要分直刀和弯刀两种，直刀和弯刀的主要区别就是用来考虑折弯干涉避让问题，下面会从折弯的几个细节和关键点细讲：
以上都是钣金加工中最常用的折弯刀具。
除此之外有些特殊形状，加工上为了保证精度和提高效率，也会提前备好一些成型模具，比如百叶窗（可以用折弯机加工也可以用冲床加工只是举例），以及常用的圆弧模具等。下图就是我们提前备好的R5-R40的不同规格的圆弧成型模具（只拍摄了部分）：
钣金折弯工件加工上主要就是依赖这些模具。也就这些模具就可以折出我们常见的大部分工件了
关键点总结
1、折弯尺寸是否足够
（默认处理方法：不影响功能的情况下，样品能折就折，折不了就焊接）
2、折弯是否会产生干涉
（默认处理方法：不影响功能的情况下，样品能折就折，折不了就焊接）
3、折弯变形问题
（三种默认处理方法，可往下看）
1、折弯尺寸是否足够
* 板厚对应的最小折弯边：
如上图所示，钣金折弯是由上模、下模、后定位及工件四个部分组成。上模往下挤压工件至V型槽下模之中，挤压的深度决定了折弯的角度；后定位的位置决定了折弯的位置和尺寸；其中下模V槽的宽度一般为板厚的6倍，即 1MM的板材 需要用的6MM的下V槽。有了这个限制就有了最小折弯边的限制——工件至少要搭在V槽两边，并延伸2 MM。拿6mmV槽来说，6MM的一半就是3加上延伸的 2mm就是5mm此5MM就是1MM板的最小折弯边。
以下为建议的最小折弯边尺寸表：
建议最小折弯边尺寸表
板厚（mm） | 最小折弯（mm） |
1.0 | 5 |
1.2 | 7 |
1.5 | 8 |
2.0 | 10 |
2.5 | 12 |
3.0 | 14 |
最小折弯边的意思就是不同板厚，需要用到的底模V槽槽宽不一样，正常是按照板厚的1比6，折弯需要搭接两边，板越厚，槽越宽，折弯尺寸太小搭接不上就折弯不了了。
2、折弯是否会产生干涉
在折弯过程中会发现一个问题——有些折不了。那到底哪些能折哪些不能折呢？
不管我们的加工工件有多复杂，能不能折，除了考虑最小折弯尺寸，就是干涉问题。
教给大家一个分辨是否干涉的小技巧：就是把我们所有的工件结构都考虑成U型，折弯最后一刀的时候U型后面成型尺寸是否会超越折弯中心线？
就像第一张图，如果超过的的话就需要用到第二张图里的弯刀了。这里是我们提前定制的U型结构，最大成型尺寸能达到120MM。
在此有个小建议：设计上尽量少去挑战工厂的加工极限，像这种弯刀不一定是每个工厂必备。你可选择的工厂少了、依赖性强了、成本就会增加，尤其是针对样品。
3、折弯变形问题
折弯线附近孔和其他特征 <3MM 时，会导致附近结构变形；
折弯原理本身就是挤压拉伸动作。在折弯线附近的结构离得太近很容易产生结构变形，边缘带不起来。孔是一个问题，关键是带不起来的边很容易凸起来，导致面非平面。很可能影响实际效果，和可能出现的装配问题。
针对这种情况，我们默认会有以下几种处理方式：
结构件 非外观件 | 一般会开工艺槽，不加焊接处理 （成本较低） |
外观件 | 针对孔变形问题，默认会先开小孔，折弯后，再手工扩孔 （成本中高） |
外观件 | 针对特殊结构，默认会开工艺槽并，加焊接打磨处理 （成本最高） |
03_
成本核算
每个加工工艺，都是由不同的细分环节组合而成，整体的加工成本就是产品涉及到的各个加工环节的成本之和。
以小工件为例，20秒一个，一分钟4个，一小时240个。十个小时就是2400个，意思就是正常情况下，做2000个当天基本就可以出货了。
那这个小工件的加工成本到底是多少呢？效率越高成本越低，成本核算其实核算的就是效率。大家做产品，核算成本或者工艺对比的时候，最简单的方式就是看这个工艺一天的产能能出多少个，这样心里就有谱了。
可实际情况不是这样，客户下了没有2400个订单，只有3个，折弯师傅呢也不是瞬间就能进入工作状态，换模、换刀、调试、再墨迹思考下，可能需要20分钟，意思就是做3个的话你需要的时间是20+1分钟，在成本上准备工作就需要20分钟左右了，而实际的加工成本才1分钟。
以上数据只是打个比喻，但反映的也是实际加工上需要付出的环节成本，也就是折弯环节实际的成本构成：
折弯成本=准备工作成本+实际加工成本。
为什么大部分传统钣金加工厂不想做样品？就是因为批量生产上可以忽略准备工作成本，拼的是实际加工成本，量越大越好量化，成本也更好预估。
而样品的生产，考虑的不再是单款的加工数量，而是款数的多少，直接需要降低的不再是实际的生产成本，而是需要把准备工作这个环节的效率不断提升，才能整体的去降低样品的生产成本，更是要专门搭建针对样品的生产流程，也就是我们现在一直在做的工作。
04_
总结
折弯在设计上其实也没什么太多的技巧，主要是设计上的一些规范，而能不能加工和怎么降低成本达到自己想要的效果，也就是讲到的成本上，和实际加工上的细节以及注意事项。
再强调下，还是上面总结的两句：
1、原材料成本低，就是可以用很薄的材料做到很大的面积，通过折弯工艺增加板材强度解决形变风险。也可以通过折弯方式实现由板材到立体件的快速成型。
2、成型速度快，成型成本低，成型速度不依赖体积大小，不需要开模具，适合打样和批量生产。
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互动评论 1
您好，Z字型可以通过段差来加工，2毫米板材段差折弯高度在3-5毫米以内