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嘉立创钣金工艺普及——折弯介绍
2024-03-12 16:34 534 1

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




01_

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!



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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

注意:此留言仅作为嘉立创与客户日常交流之用,回复不是很及时,急切问题请联系我司工作人员处理!
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客户(1***4A) 2024-04-07 11:39:31
0
嘉立创的工艺,z字型的工件,最短高度能做到多少,就是转折特征高度能做到多少,2mm的板
官方工作人员(5***04) 2024-04-08 15:43:08

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