随着社会的发展，定制产品的需求不断增长，这促使人们进行研究。最终，他们证明，金属板是一种用途广泛的材料，可以加工成各种形状。这种转变可以通过简单的金属板成型工艺（例如金属折弯）来实现。可以将金属板模制成各种生产用途所需的形状。
实现这一目标涉及许多工序，学习如何折弯金属板需要对这些工序有基本的了解。本文将探讨金属板折弯的重要性、其在金属板制造过程中的作用以及如何折弯金属板。此外，本文还提供了一些帮助您折弯钢板的实用技巧。
目录
什么是金属弯曲？
您是否知道，大多数钣金零件都是先切割成特定尺寸，然后弯曲成正确形状，最后组装而成的？因此，它在钣金制造中起着重要作用。
钣金折弯是将扁平的金属板材变形为一定的角度或曲线。板材厚度保持不变，最终形状是由永久塑性变形形成的。通常，折弯机或类似的设备沿直轴施加压力，将金属弯曲至所需角度。
要掌握核心原理，首先必须了解冲头和模具的结构。冲头利用力使金属在模具上发生变形。同时，模具支撑金属，并将其成形为合适的弯曲角度和半径。
金属弯曲是如何进行的？
步骤1：初步设计
金属折弯工艺始于对成品零件进行全面的设计。数控折弯需要3D文件，您可以使用AutoCAD和Solidworks等应用程序创建。因此，设计必须考虑一系列因素，例如加工余量、浮雕、回弹等等。
您可以使用在线弯曲计算器来确定设计因素和注意事项。此外，您必须在设计中提供准确的测量值和公差。
第 2 步：准备文件
确保您的文件格式正确，并且所有几何尺寸和公差 (GD&T) 均已制造完成。此外，折弯线指示器是工程师和技术人员之间讨论设计方案的重要工具。根据软件和文件类型，它可能以多种符号表示，例如实线、虚线中心线，甚至单独的颜色。
步骤3：弯曲过程
金属板沿直轴折弯，以达到所需的角度或曲率。根据您的需求和指定角度安排模具（例如冲头和折弯机）。这种方法可以生产复杂的工件，但有局限性：角度不能大于 130°。因此，折弯半径会因材料和厚度而异。
步骤4：完成工序
钣金加工过程中，表面会留下各种美观缺陷，例如模具痕迹和不均匀的纹理。为了改善这些缺陷，可以采用适当的表面处理工艺，例如喷漆、粉末喷涂、喷砂、电镀等等。但是，如果表面处理对性能没有影响，并且美观度对您来说并不重要，则可以保留原样。
金属弯曲工艺的类型
钣金折弯工艺的最终目标是将金属结构改变成所需的形状，这一点与钣金折弯工艺类似。然而，它们的操作方式却有所不同。要了解如何折弯钣金，需要了解材料厚度、折弯尺寸和折弯半径。此外，零件的预期用途也会影响所采用的方法。
本文概述的方法将向您展示如何折弯金属板。此外，它还将帮助您选择合适的策略以获得最佳效果。最常用的金属板折弯工艺包括：
V形弯曲
这是最常用的板材折弯方法。它使用冲头和V型模具将金属板材折弯至所需角度。在整个过程中，折弯冲头会压向放置在V型模具上的金属板材。
金属板产生的角度取决于冲头的压力点。这使得该工艺简单高效，因为它可以在不改变钢板位置的情况下弯曲钢板。
V型弯曲方法有三种：
触底
底部弯曲与空气弯曲类似，不同之处在于，冲头会将板材压入凹模，直至其完全接触凹模表面。此工艺可纠正空气弯曲方法中存在的回弹风险缺陷。
此外，由于底涂工艺会增加变形力，因此需要使用更重的冲头。重要的是，在工艺完成后，它还能在短时间内保持板材的稳定。此外，它与V型和V型模具兼容。
此外，该工艺更加精确，因为它不需要像其他工艺那样精确控制吨位。因此，即使使用老式且精度不高的冲床和折弯机，也可以进行打底。
压印
压印是在高压下将板材挤压在冲头和模具之间的过程。因此，变形可产生精确的弯曲角度，并将回弹效应降至最低。
尽管压花加工精度较高，但压花加工所需的吨位较大。此外，该加工工艺的周期也比其他加工工艺更长。
空气弯曲
空气弯曲，或称部分弯曲，其精度不如压底和压印弯曲。然而，由于其操作简单，无需任何工具，因此被广泛使用。然而，空气弯曲可能会导致金属板回弹。
在空气折弯中，冲头会对位于模具孔径两端的金属板施加力。V形折弯过程中经常使用折弯机，以确保金属板不会接触模具底部。
滚弯
滚弯是一种使用两、三或四根滚轮将金属板材弯曲成所需曲线的工艺。最典型的设计是三滚轮结构，其中三个滚轮呈三角形排列。上滚轮可调，其余两个滚轮为固定式。
金属板材在上辊和两个固定辊之间被引导。两个固定辊旋转时，它们抓住板材，而可调辊则向下施加压力，以获得所需的曲线。四辊装置包含一个额外的辊，可提供进一步的支撑，非常适合重型应用。
该工艺通常用于金属板制造，以制造圆柱形和圆锥形结构，例如管子、圆筒、储罐、压力容器和管道。
擦拭弯曲
刮擦或边缘折弯使用刮擦模具和冲头。板材被夹在模具和压板之间，露出待折弯的部分。然后，冲头或刮擦凸缘下降，将零件边缘推至合适的角度。对于较小的型材，此工艺是使用折弯机的理想替代方案。
这种方法可以同时成型边缘的所有侧面，从而显著提高产量。此外，变形区域出现表面开裂的可能性也很低。
旋转弯曲
管材的曲率通常介于 1 度到 180 度之间。然而，这不仅仅适用于弯曲的金属板。该工艺需要用到弯模、夹模和压模。弯模和夹模用于将工件固定到位，而压模则从自由端向参考位置施加切向压力。此时，旋转模可以旋转到所需的位置和半径。此外，在管材内部会放置一个“心轴”，而金属板结构则不需要。
这种金属成型工艺适用于从平板板材加工出曲线形状。同时，它也适用于管材成型。您可以更好地控制工艺流程，并保持精确的半径。它可以轻松达到±0.5°的公差。由于所需吨位为50%至80%或更低，金属表面也不易出现开裂和其他问题。
可用于金属弯曲的材料
适用于折弯工艺的金属和合金种类繁多。然而，每种材料的质量决定了诸如吨位和回弹力等变量。因此，丰富的材料选择让您能够根据所需的功能和性能选择最合适的材料。
此外，可制造的金属板材的最大厚度因所用材料而异。例如，铝比钛更容易成型，可以模制成更厚的板材。
不锈钢
不锈钢是一种用途广泛的材料，具有高强度、高硬度和耐腐蚀性。此外，它也是小半径零件成型的理想选择。包括304、316和430在内的各种等级的不锈钢都被广泛使用。由于其硬度较高，成型不锈钢需要更大的压力，并且必须仔细考虑回弹效应以确保精度。
钢
A36、1018 和 4140 等合金钢因其高抗拉强度、耐用性、成本效益和适应性而被广泛用于金属折弯加工。虽然钢材可能需要热处理才能实现更复杂的工艺，但它仍然比不锈钢更容易加工。此外，低碳钢特别容易成型。
铝
铝具有延展性，易于加工成各种形状和曲线。它具有优异的耐腐蚀性和较高的强度重量比。铝制弯曲件常用于航空航天、汽车和电子产品。然而，铝制弯曲件容易断裂，尤其是在半径较小的情况下。
黄铜
黄铜具有延展性和导电性，并且比钢更容易弯曲。各种等级的黄铜，例如CZ129/CW611N，通常用于制造金属板。黄铜因其易于成型和良好的导电性，常用于电气、热力和管道应用。
铜
铜是一种柔软的物质，板材很容易弯曲。然而，为了避免表面损坏或开裂，必须小心处理并控制力度。此外，铜的光泽外观使其在电气和其他应用中广受欢迎。
钣金折弯的关键概念
钣金折弯中涉及各种概念，例如在折弯后需要纳入尺寸的设计考虑因素。在深入探讨关键主题之前，我们先来了解一下相关术语。
- 中性轴：中性轴是金属板中的一条假想线，在施加力时不会拉伸或压缩。
- 张力区：张力区是弯曲外侧金属拉伸的区域。
- 压缩区：压缩区是弯曲内侧金属压缩的区域。
- 折弯线：金属板弯曲的区域。
- 法兰长度：从弯曲处延伸出的直线和平坦部分的长度。
重要概念如下。
弯曲半径
它是金属板材弯曲后形成的弯曲半径。所有设计都从这个关键变量开始。它对尺寸精度、最终强度、形状和结构完整性有相当大的影响。
此半径有一个最小值，由材料类型和厚度决定。这意味着您无法以非常小的半径折弯金属板，存在一个极限。通常，半径必须大于或等于板材厚度。
最小弯曲半径（R分钟)=厚度(t)。
弯曲扣除
由于弯曲部分会拉紧一些材料，因此在操作后，扁平段的总长度会略微减少。因此，要计算扁平段的总长度，需要扣除一些长度，这被称为弯曲扣除量。它指的是为了达到必要的尺寸，必须从扁平金属板的总长度中减少的材料量。这意味着您必须减去一段长度才能得到正确的扁平段长度。
弯曲扣除 = 2x（外部退缩量 - 弯曲余量）
在设计中考虑扣除量对于确保零件长度和其他参数的正确性至关重要。此外，钣金规格（厚度）、半径和材料类型都会影响扣除量。
弯曲余量
折弯余量是一个制造术语，指的是为适应金属板拉伸和弯曲而预留的空间。当金属板从其原始平面形状变形时，其物理尺寸会发生变化。加工过程中施加的力会导致材料内外压缩和拉伸。
由于施加在折弯处的压缩力和拉伸力，这种变形会改变金属板的总长度。然而，根据内压缩表面的厚度和受力外部计算得出的长度保持不变。这被称为“中性轴”。
裕度需要考虑板材厚度、角度、所用方法以及 K 系数。K 系数通常用于估算材料拉伸常数。它表示折弯处内侧压缩力与外侧拉伸力之比。
金属板的内表面会压缩，而外表面会膨胀。因此，折弯金属板不会改变 K 系数。K 系数（通常介于 0.25 和最大值 0.5 之间）在设计变量计算中用作控制值。它有助于在修剪金属板截面之前确定所需的确切材料。此外，它还有助于绘制金属板的折弯半径。
K 因子
这是钣金折弯设计的另一个重要特征。K 系数表征各种折弯钣金几何形状，并有助于计算其他设计参数，例如所需的加工余量。K 系数定义为“中性轴从原始位置偏移的长度与钣金厚度之比”。其值范围为 0 到 1。例如，0.2 表示中性轴将偏移 20% 的厚度。此外，建议值会根据材料类型和折弯半径而变化。
K系数还表明材料在弯管内外的拉伸和膨胀情况。因此，计算与扁平长度相关的设计参数至关重要。
折弯止裂
折弯线末端的一个小切口，用于防止材料变形和撕裂。它对于成品零件和产品的结构完整性和精度至关重要。您可以制作槽口、孔和切口。
对于从一个边缘到另一个边缘的直线曲线，无需考虑这一点。只需检查它们是否必须与边缘以外的平面材料分离。这样做的原因是，如果压缩材料后有紧接着的材料，则必须调整平面材料。
计算规则：
浮雕的最小宽度和深度分别等于厚度（t）/2和厚度（t）+弯曲半径（R）+0.5毫米。
另一个类似的概念是转角释放。它指的是在折弯线交汇处必须去除的长度。因此，在转角处，应该考虑留出切口，以确保正确对齐并防止材料撕裂。
回弹
施加和释放力后，金属板的最终形状通常会有所不同。将金属弯曲成精确的曲线形状后，金属板可能会收缩，从而影响尺寸精度。因此，设计需要进行一些调整才能回弹，从而达到精度要求。
要理解这一现象，首先必须理解永久变形和弹性变形的概念。弹性变形会试图维持其形状，而永久变形则使变形后的形状保持不变。弯曲线周围的一些弹性变形材料会试图恢复到原来的形状，从而导致回弹。回弹还会受到所用工艺、半径和材料质量等因素的影响。
弯曲顺序
这是一种在单张板材上进行多个折弯且不会相互干扰或变形的系统化方法。折弯顺序包括根据其尺寸和复杂程度进行排序。常规顺序是从大而简单的折弯开始，然后逐渐变得更加复杂。折弯顺序也与模具和工装相关。必须使用合适的工装（模具和折弯机）才能实现。
纹理方向
从内部来看，所有金属结构都是晶格，即重复排列的原子结构。因此，晶粒是金属内部独特的结晶区域。这些晶粒的方向和形状可能因材料和形成方法（锻造、铸造等）而异。
在较小的角度或曲率下进行折弯时，应考虑纹理方向，以降低断裂风险。同时，纹理方向应垂直于弯曲处，以避免开裂。
钣金折弯件设计实用指南
有时，钣金设计中的一个小疏忽或错误就可能导致折弯钣金件出现问题。因此，每个特征和细节都会影响最终产品的整体质量。以下是一些实用的设计技巧：
保持均匀的厚度
工作板的厚度必须在整个横截面上保持一致。否则，会导致弯曲半径不均匀，并增加开裂或翘曲的可能性。通常，您可以选择 0.5 至 6 毫米的一致厚度。
弯曲半径和方向
最小弯曲半径是有限制的，并且会根据材料类型和厚度而变化。“最小半径至少应等于板材厚度”是一条典型的经验法则。弯曲过程中，应保持半径沿弯曲线一致，并使其位于同一平面。
避免连续弯道
折弯设计时，如果间距过近，可能会导致对中问题，并增加残余应力。因此，折弯之间需要留出合适的间隙，至少为厚度的三倍。这可以避免金属部件折弯时出现问题。
使用折弯释放槽
如果弯曲处靠近末端，可能会因受力过大而撕裂或破碎。为了避免这种情况，可以在管线的起始和结束处采用一些缓解措施，例如小切口或凹槽。
正确的孔和槽位置
如果您的设计包含孔和槽，则必须注意它们的位置。例如，尺寸以及与折弯处的距离。这是因为孔与曲率线太近会导致材料变形。T 表示板材厚度，R 表示折弯半径。
- 最小距离（弯头到孔）等于 2.5 t 加 R
- 最小距离（槽到孔）= 4t + R
- 最小距离（边缘到孔）= 3t
- 最小孔半径（r min.）等于 0.5 t
埋头孔设计
这些特征可以通过机加工或用折弯机冲压来实现。在设计中，关于它们的位置，有各种指导原则：
- 最大深度为0.6吨
- 距弯道最小距离：3t
- 距边缘的最小距离：4t
- 两个埋头孔之间的距离等于 8t
正确的卷曲尺寸
卷曲是指在金属板边缘处弯曲一个圆形卷（空心）。它用于保持边缘强度，同时避免锋利。构建卷曲特征时，请考虑以下因素：
- 最小外半径等于2t
- 最小距离（弯曲至卷曲）等于卷曲半径 + 6t
- 最小距离（孔到卷曲）等于卷曲半径的两倍加上 t
- 最后，curl 与其他功能之间没有交叉
设计下摆
折边是指金属板片的折回边缘，可以打开和闭合。有时，连接两个折边可以起到紧固件的作用。折弯金属板时，请满足以下标准：
- 最小内半径等于0.5 t
- 闭合下摆的最小返回长度：4t
- 开口下摆的最小返回长度：4t
- 从弯曲的内侧边缘到下摆的外侧边缘，使用公式 5t + 下摆半径。
法兰和倒角设计
凸缘是从钣金件主体延伸出来的边，通常呈 90°。如果您的设计中包含凸缘，请考虑以下尺寸限制：
- 最小法兰长度等于4t
- 最小弯曲半径等于t
- 最小弯头至法兰距离等于 2t
凸片和凹口
用于连接的最常见钣金特征是凸片和槽口。凸片是边缘的延伸，而槽口是小切口。如果位置不正确，它们可能会削弱材料。请考虑以下设计规则：
- 最小弯曲至缺口距离等于 3t + 半径 (R)
- 凹口之间的最小距离：3.18 毫米。
- 最小缺口长度等于2t
- 最小缺口宽度等于1.5 t
- 最大突出部和凹口长度等于突出部宽度 (w) 的 5 倍
- 缺口角半径等于0.5 t
金属板折弯技巧
钢材弯曲看似复杂，但只要掌握一些技巧，其实很简单。以下是一些有助于您完成此过程的建议。
注意回弹
折弯板材时，材料必须折弯超过规定角度。这是因为板材具有一定的弹性，可以回弹至原始位置。因此，必须将材料折弯至略高于目标位置，以应对此类情况。
金属板材的延展性够吗？
如果金属板被折弯成锐角，则很容易断裂。因此，应尽可能避免这种情况。建议评估金属钢板的规格，因为并非所有材料的柔韧性都足以承受锐角折弯。
始终使用折弯机
如果可能的话，你应该始终使用折弯机，因为它可以提供支撑并确保钣金折弯更干净。此外，折弯机还能确保钣金折弯形状的一致性。
不要忘记工艺定位孔
应在折弯元件上钻工艺定位孔，以确保金属板材在模具中的精确定位。这可以防止金属板材在整个折弯过程中发生偏移。这样可以确保多种金属板材都能获得准确的折弯结果。
弯曲余量
了解如何弯曲金属板需要计算弯曲余量。这将提供更精确的数字，确保成品的正确性。
结论
人们对定制产品的需求可能永远不会消退，而独特的金属产品需要了解钣金折弯技术。因此，本文探讨了钣金、其相关性以及如何将钣金折弯成所需形状所需的知识。
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常问问题
弯曲金属板的最佳方法是什么？
选择最佳的钣金折弯方法并非易事。这是因为每种技术都旨在满足不同的目标并产生不同的形状。例如，空气折弯适应性强，可用于多种材料，因此非常适合各种应用。
另一方面，底部弯曲可以提供更高的精度，并且更适合严格的公差要求。滚弯通常用于创建大半径曲线，例如在制造圆柱形物体时。因此，最佳弯曲方法取决于材料的预期用途和所需的确切形状。
金属板容易弯曲吗？
折弯金属板可能有点棘手。但是，如果清楚地了解了折弯流程，其实很简单。您必须掌握可用的方法和工具。您可以阅读文章来熟悉折弯流程。此外，您也可以联系我们。Yonglihao Machinery 可以解答您的所有疑问。
钣金折弯有哪些好处？
折弯工艺的主要优势在于，它能够让您设计复杂的组件，而无需连接。此外，它精度高、成本低廉、适应性强。它能够为各行各业生产坚固耐用的零件。
钣金折弯有哪些缺点？
金属折弯需要使用专门的设备和工具。这会增加安装成本。某些材料在受到弯曲应变时可能会断裂。此外，它会产生残余应力，从而损害结构的完整性。