一、概述一, 概述, 钣金的展开计算存在诸多方法, 传统的钣金折弯件加工工艺较为粗放, 不存在精确的折弯展开算法, 大多先是近似展开并放样落料, 在预留大量加工余量以后进行折弯, 而后再开展切割或剪切类加工以去除余料, 这种加工方式的工艺流程繁杂、效率低、浪费材料并且加工质量难以保证。现代的钣金折弯件加工工艺, 所提出的要求是, 钣金折弯展开需要具备精确性。此工艺要求, 折弯加工之后, 在没有后续切割或者剪切类加工的情形下, 就能成为理想的钣金折弯件。这便对精确计算钣金折弯展开尺寸, 以及画出折弯展开图提出了要求。本文打算借助K因子参数的设定, 还有经验计算法, 把不同状况下钣金的折弯展开计算予以简化。这样做的目的在于提高展开效率以及准确度, 达成在进入设计阶段时, 就能够对钣金工艺性能展开全面考量与处理的目标。1.二、钣钣金折弯展开金折弯展开长长度度的改的改进进算法算法, u目前比较常规的计算方法是, 以截面中心层来计算展开长度, 认为当中的这个中心层, 是钣金长度老是保持不变的一个层, 它的长度就是钣金折弯展开的长度, 它所处的位置恰好就在板厚的一半处, 对于一些对精度要求不是特别高的薄板大折弯角的零件而言, 这种计算方法相对来说还是比较准确的, 然而对于厚板小折弯角钣金零件的折弯来讲, 因为这个中心层长度并不是钣金折弯展开的长度, 以它的长度下料之后再进行折弯时, 常常会出现零件尺寸偏大的状况, 笔者结合工作实践, 运用 K 因子、折弯补偿和折弯扣除、经验算法这 4 种方法, 对该算法予以改进。u1, K因子法里的uK因子, 是钣金内侧边到中性层距离与钣金, 厚度的比值, 板料在弯曲过程中, 通常外层受到拉应力而伸长, 内层受到压应力而被缩短, 在内层和外层之间, 有一长度保持不变的纤维层, 被称作中性层。2.u顺着中性层的定义, 弯曲件的坯料长度, 应当等于中性层的展开长度, 因为弯曲时, 坯料的体积保持不变, 则在变形较大时, 中性层会发生内移, 这便是不能仅仅用截面中性层计算展开长度的缘由。若是中性层位置用p来进行表示, （参照图1）, 那么能够表示成u的样式, 在此之中, r是零件的内弯曲半径, 单位是/mm；t是材料厚度, 单位是/mm；K是中性层位移系数。u钣金弯曲的示意图呈现如图2所示的样子。按照中性层展开的原理来讲, 坯料的总长度应当等于弯曲件中性层直线部分以及圆弧部分长度的总和, 也就是: u在这当中, L是零件展开的总长度, 单位是/mm；是弯曲中心角, 单位是/()；L1和L2分别是零件弯曲部分起点和终点以外的直端长度, 单位是/mm。3.依据上面所提及的公式, 便能够计算出精准无误的折弯展开长度尺寸, 能够观察到, 只要明确了参数K, 就可以计算出L, 而参数K是由钣金厚度t以及内弯曲半径r的大小所决定的。它们相互之间存有对应关系, 通常情况下, 当r/t分别是0.1、0.25、0.5、1、2、3、4、5、6时, K因子相应为0.23、0.31、0.37、0.41、0.45、0.46、0.47、0.48、0.5, 而在一般零件的加工之中, r/t数值大多处于1附近, 依据上述对应关系里K因子所计算出来的钣金折弯展开长度是较为准确的。在所提及的u对于r/t6的这种状况下, 钣金进行折弯操作时, 板料基本上不会再度出现变形的情形, 如此一来, 中性层也就等同于中心层了, K因子相应地转变为0.5, 开展计算也就相对容易许多, 唯一会产生影响的便是折弯过程里的回弹问题, 这种颇为繁琐的计算最为适宜让计算机去完成, 随后出现的各类三维软件, 像是NX, Pro/E, Catia等, 也都引入了钣金模块, 而K因子就成了这些软件的首选参数, 合理地选择K因子极大地降低了工艺设计过程当中的工作量。4.U2、折弯补偿法中的U折弯补偿算法, 是把零件的展开长度描述成, 零件每段直线长度与折弯区域展平的长度相加的和，展平的折弯区域的长度, 被称作折弯补偿值（）, 所以整个零件的长度计算公式为, 其中, D1, D2分别是圆弧以外的两段直线长度/mm；是圆弧段展平后的长度/mm。折弯补偿示意图是图3那样, 也就是把折弯零件的直线段切下来平铺, 之后再将折弯区域展平接在平铺的直线段中, 得到的长度即是展开长度。5.u3、折弯扣除法里的折弯扣除, 一般所指的是回退量, 它跟折弯补偿相同, 同样是一种用于描述钣金折弯展开的简易算法。折弯扣除法是说, 零件的展平长度等于理论上的2段平坦部分延伸至交点（也就是两平坦部分的虚拟交点）的长度之和减去折弯扣除(), 其示意图如图4所示。整个零件的长度计算公式为: u在折弯扣除当中这个值是隐性的, 不容易被直观地领会, 不过通过实际实验能够看出L1+L2始终会大于L, 只是依据具体情形大的数值有所不同罢了。U折弯进行补偿以及折弯作出扣除, 实际上是属于同一性质的两种不同的折弯展开情形, 它们相互之间存有一项换算关联。综合形式能够演化出方程6.u把折弯补偿与折弯扣除呈现在同一张图中且于几何形状部分绘制几条辅助线, 进而形成两个直角三角形, 就如同图5所展示的那样。u依据图5能够知道, 代表弯曲角, 也就是零件在折弯进程中扫过的角度, r代表内侧弯曲半径, t代表钣金厚度。通过一个直角三角形, 把L1、L2、D1、D2以及r、t联系起来, 进而得出图5右上角的三角形关系, 依据直角三角形各尺寸以及三角函数原理, 很容易获得经过变换后可得u, 基于同样的办法, 借助另一半直角三角形的关系, 能够得到7.u, 经过变换后可得u, 把方程带入方程能够得到方程u, 化简后得到与之间的关系式: u, 当弯曲角度是90时, 鉴于tan(90/2)=1, 此方程能够进一步简化为: u, 该式为那些仅仅熟悉一种算法的用户提供了极为便利的从一种算法转换至另一种算法的计算公式, 而所需的参数不过是材料的厚度、折弯角度以及折弯半径等。u4、经验计算法: 有钣金折弯师傅, 其在工作里, 依据实践总结出了一套属于自己的钣金折弯展开计算方法。接下来, 结合伊斯丹钣金常用结构实例, 介绍经验计算钣金折弯展开计算的方法: 8.u如图所呈现的样子, 当下要采用铇槽, 去折弯一根尺寸为20 x20的方管, 板的厚度是1mm, u铇槽剩余料厚a跟客户对折弯后的直角圆弧大小存在关联, 并且也和料厚t的大小有关系, 一般来讲, 当料厚小于等于1mm时, a = 0.4mm, 当料厚大于1mm时, a = t/2.u图示实例的L = 2x(L1 + L2) = 2x(边长 – 1xa – 0.2) + (边长 – 2xa)u = 2x(20 – 1×0.4 – 0.2) + (20 – 2×0.4)u = 77.2mmu注: L1有一端是铇断了的情况, 无论料厚是多少, 都是要扣除0.2mmu 9.u下面经由开槽折弯和不开槽折弯来对比一下计算折弯展开的不同之处: u对于开槽折弯, 依照前面介绍的计算方法, 计算展开的总长是: uL = 20 – 0.4 + 20 – 2×0.4 + 20 – 0.4 = 58.4mmu对于不开槽折弯, 计算总长的方法是: uL = (20 – 1xt + k) + (20 – 2xt + 2xk) + (20 – 1xt + 1xk) =（20 – 1 + 0.2) + (20 – 2 + 2×0.2) + (20 – 1 + 0.2) = 56.8mmut是料厚, k是系数, k的大小和料厚有关, 一般处于0.2至0.25之间, u料越厚, K值越大。本例子中, “k”选取“0.2”、“10”、“u”, 下面结合一个呈“Z”型的开槽以及不开槽情况来计算折弯展开长度: 鉴于板厚为“2mm”, 刨槽剩余料厚“a”取“t/2”即“1mm”, （要是客户要求直接圆弧更小些, “a”值就得选小于“1mm”）所以展开长度为: “L = 15 – 1 + 20 – 2×1 + 15 – 1 = 46mm”；对于厚度为“2mm”的板, 不刨槽进行折弯, 系数“k”选“0.25”, 所以展开长度为: “L =（15 – 2 + 0.25）+（20 – 2×2 + 2×0.25）+（15 – 2 + 0.25） =.”下面结合一个多折弯工件开槽以及不开槽示例来阐述计算方法: 对于厚度为“3mm”的板, 假设客户要求直角的圆弧要小, 此时剩余料厚选“0.5mm”, 展开长度“L =（40 – 0.5）+（30 – 2×0.5）+(30 – 2×0.5)+(10 – 0.5)=107mm”；对于厚度为“3mm”的板, 系数“k”选“0.25”, 所以展开长度为: “L =（40 – 3 + 0.25）+（30 – 6 + 2×0.25)+(30 – 6 + 2×0.25)+(10 – 3 + 0.25)=93.5mm12.”下面通过一个刨槽后反向折弯的例子介绍计算展开的方法: 对于图示的刨槽后反折弯, 计算展开的长度为人: “L =(20 – 2 + 0.2)+(30 – 2×2 + 2×0.2)+(20 – 2 + 0.2)=62.8mm”本文提出了“K”因子、折弯补偿、折弯扣除、经验计算法这4种折弯展开方式。K因子方式, 是一种基于折弯原理性的折弯展开方式, 其精确度高。它还能够调入三维软件进行批量折弯展开, 修改相对便利。并且可以积累建立自身的经验表格, 减少了工艺人员的重复劳动工作量, 也能确保生产与设计的高度一致性。用于直角折弯以及一些常常运用且无需太多变化的场合, 折弯补偿与折弯扣除的方法更为适宜, 致使折弯误差大, 多数是由于材料设备以及操作人员的素质所造成, 针对材料设备这方面, 能够同采购厂家进行沟通来予以解决, 而操作人员的素质问题, 则需借助培训、实践或者改用精密机器人去解决。究竟采用哪种折弯方式更为合适, 还得在使用过程中依据实际状况加以挑选。13。
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