嘉立創(chuàng)鈑金工藝普及——折彎介紹
2024-03-12 16:34
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在講解工藝之前，我們先思考下，在CNC、鈑金、沖壓、注塑以及現(xiàn)在的3D打印等幾大加工行業(yè)中，這些加工工藝主要解決的是什么問題？
拋開具體的加工細(xì)節(jié)從整體來看，其實(shí)它們都是在解決不同原材料的3D成型問題。
意思是雖然是不同的加工工藝，采用不同的原材料，但這些加工工藝的目的是一樣的——都是為了做出來一個(gè)具有長寬高+其他特征的結(jié)構(gòu)件。
為了能更清楚直觀的介紹鈑金的成型工藝，以及它的效率和優(yōu)勢，我們會(huì)從成型原理、折彎原理、成本核算這三個(gè)角度分析鈑金加工中的核心工藝——鈑金折彎。
01_
鈑金工藝介紹
樣件折彎展示
實(shí)際加工中，一個(gè)巴掌大的3D結(jié)構(gòu)件只需十幾秒即可成型，對(duì)于稍大些的工件，除了取放復(fù)雜點(diǎn)，成型時(shí)間也不過幾十秒。做一個(gè)那么大的東西不用開模具，幾十秒就能成型的加工工藝還能有哪些呢？成型快，成本低，這就是鈑金折彎的主要優(yōu)勢！
樣件折彎演示視頻
再補(bǔ)充一個(gè)細(xì)節(jié)，原材料在折彎前是軟的，但經(jīng)過了折彎，就變得有了強(qiáng)度！這個(gè)細(xì)節(jié)是在鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一個(gè)很重要的概念，金屬薄板可以通過折彎，增加強(qiáng)度！
段差折彎效果展示
折彎效果展示
比如要做個(gè)面積比較大的零件，為了防止變形，我們就可以采用這種策略，直接用薄板通過折彎加強(qiáng)，既可以減輕重量，還可以降低原材料成本。
優(yōu)勢總結(jié)
1、原材料成本低：就是可以用很薄的材料做到很大的體積；也可以通過折彎工藝增加板材強(qiáng)度解決形變風(fēng)險(xiǎn)；還可以通過折彎方式由板材到立體件的快速成型（記住這里提到可以做到很大的體積，指的就是薄板類在這個(gè)層面上的優(yōu)勢）。
2、成型速度快，成型成本低，成型速度不依賴體積大小，不需要開模具，適合打樣和批量生產(chǎn)。
02_
鈑金加工原理
如下圖是我們的一臺(tái)通快1150數(shù)控折彎機(jī)，折彎機(jī)壓力150噸、加工長度3.2米、后擋指6+1軸，可折最大加工厚度的不銹鋼為4MM。
折彎原理就是通過上下模具的擠壓，可以折成不同角度尺寸的折彎工件，模具主要由下模和上模組成。除了一次成型模具外，下模一般是帶V槽下模，根據(jù)折彎材料厚度選擇不同的折彎下模。
常用的折彎上模主要分直刀和彎刀兩種，直刀和彎刀的主要區(qū)別就是用來考慮折彎干涉避讓問題，下面會(huì)從折彎的幾個(gè)細(xì)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)細(xì)講：
以上都是鈑金加工中最常用的折彎刀具。
除此之外有些特殊形狀，加工上為了保證精度和提高效率，也會(huì)提前備好一些成型模具，比如百葉窗（可以用折彎機(jī)加工也可以用沖床加工只是舉例），以及常用的圓弧模具等。下圖就是我們提前備好的R5-R40的不同規(guī)格的圓弧成型模具（只拍攝了部分）：
鈑金折彎工件加工上主要就是依賴這些模具。也就這些模具就可以折出我們常見的大部分工件了
關(guān)鍵點(diǎn)總結(jié)
1、折彎尺寸是否足夠
（默認(rèn)處理方法：不影響功能的情況下，樣品能折就折，折不了就焊接）
2、折彎是否會(huì)產(chǎn)生干涉
（默認(rèn)處理方法：不影響功能的情況下，樣品能折就折，折不了就焊接）
3、折彎變形問題
（三種默認(rèn)處理方法，可往下看）
1、折彎尺寸是否足夠
* 板厚對(duì)應(yīng)的最小折彎邊：
如上圖所示，鈑金折彎是由上模、下模、后定位及工件四個(gè)部分組成。上模往下擠壓工件至V型槽下模之中，擠壓的深度決定了折彎的角度；后定位的位置決定了折彎的位置和尺寸；其中下模V槽的寬度一般為板厚的6倍，即 1MM的板材 需要用的6MM的下V槽。有了這個(gè)限制就有了最小折彎邊的限制——工件至少要搭在V槽兩邊，并延伸2 MM。拿6mmV槽來說，6MM的一半就是3加上延伸的 2mm就是5mm此5MM就是1MM板的最小折彎邊。
以下為建議的最小折彎邊尺寸表：
建議最小折彎邊尺寸表
板厚（mm） | 最小折彎（mm） |
1.0 | 5 |
1.2 | 7 |
1.5 | 8 |
2.0 | 10 |
2.5 | 12 |
3.0 | 14 |
最小折彎邊的意思就是不同板厚，需要用到的底模V槽槽寬不一樣，正常是按照板厚的1比6，折彎需要搭接兩邊，板越厚，槽越寬，折彎尺寸太小搭接不上就折彎不了了。
2、折彎是否會(huì)產(chǎn)生干涉
在折彎過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題——有些折不了。那到底哪些能折哪些不能折呢？
不管我們的加工工件有多復(fù)雜，能不能折，除了考慮最小折彎尺寸，就是干涉問題。
教給大家一個(gè)分辨是否干涉的小技巧：就是把我們所有的工件結(jié)構(gòu)都考慮成U型，折彎最后一刀的時(shí)候U型后面成型尺寸是否會(huì)超越折彎中心線？
就像第一張圖，如果超過的的話就需要用到第二張圖里的彎刀了。這里是我們提前定制的U型結(jié)構(gòu)，最大成型尺寸能達(dá)到120MM。
在此有個(gè)小建議：設(shè)計(jì)上盡量少去挑戰(zhàn)工廠的加工極限，像這種彎刀不一定是每個(gè)工廠必備。你可選擇的工廠少了、依賴性強(qiáng)了、成本就會(huì)增加，尤其是針對(duì)樣品。
3、折彎變形問題
折彎線附近孔和其他特征 <3MM 時(shí)，會(huì)導(dǎo)致附近結(jié)構(gòu)變形；
折彎原理本身就是擠壓拉伸動(dòng)作。在折彎線附近的結(jié)構(gòu)離得太近很容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，邊緣帶不起來。孔是一個(gè)問題，關(guān)鍵是帶不起來的邊很容易凸起來，導(dǎo)致面非平面。很可能影響實(shí)際效果，和可能出現(xiàn)的裝配問題。
針對(duì)這種情況，我們默認(rèn)會(huì)有以下幾種處理方式：
結(jié)構(gòu)件 非外觀件 | 一般會(huì)開工藝槽，不加焊接處理 （成本較低） |
外觀件 | 針對(duì)孔變形問題，默認(rèn)會(huì)先開小孔，折彎后，再手工擴(kuò)孔 （成本中高） |
外觀件 | 針對(duì)特殊結(jié)構(gòu)，默認(rèn)會(huì)開工藝槽并，加焊接打磨處理 （成本最高） |
03_
成本核算
每個(gè)加工工藝，都是由不同的細(xì)分環(huán)節(jié)組合而成，整體的加工成本就是產(chǎn)品涉及到的各個(gè)加工環(huán)節(jié)的成本之和。
以小工件為例，20秒一個(gè)，一分鐘4個(gè)，一小時(shí)240個(gè)。十個(gè)小時(shí)就是2400個(gè)，意思就是正常情況下，做2000個(gè)當(dāng)天基本就可以出貨了。
那這個(gè)小工件的加工成本到底是多少呢？效率越高成本越低，成本核算其實(shí)核算的就是效率。大家做產(chǎn)品，核算成本或者工藝對(duì)比的時(shí)候，最簡單的方式就是看這個(gè)工藝一天的產(chǎn)能能出多少個(gè)，這樣心里就有譜了。
可實(shí)際情況不是這樣，客戶下了沒有2400個(gè)訂單，只有3個(gè)，折彎師傅呢也不是瞬間就能進(jìn)入工作狀態(tài)，換模、換刀、調(diào)試、再墨跡思考下，可能需要20分鐘，意思就是做3個(gè)的話你需要的時(shí)間是20+1分鐘，在成本上準(zhǔn)備工作就需要20分鐘左右了，而實(shí)際的加工成本才1分鐘。
以上數(shù)據(jù)只是打個(gè)比喻，但反映的也是實(shí)際加工上需要付出的環(huán)節(jié)成本，也就是折彎環(huán)節(jié)實(shí)際的成本構(gòu)成：
折彎成本=準(zhǔn)備工作成本+實(shí)際加工成本。
為什么大部分傳統(tǒng)鈑金加工廠不想做樣品？就是因?yàn)榕可a(chǎn)上可以忽略準(zhǔn)備工作成本，拼的是實(shí)際加工成本，量越大越好量化，成本也更好預(yù)估。
而樣品的生產(chǎn)，考慮的不再是單款的加工數(shù)量，而是款數(shù)的多少，直接需要降低的不再是實(shí)際的生產(chǎn)成本，而是需要把準(zhǔn)備工作這個(gè)環(huán)節(jié)的效率不斷提升，才能整體的去降低樣品的生產(chǎn)成本，更是要專門搭建針對(duì)樣品的生產(chǎn)流程，也就是我們現(xiàn)在一直在做的工作。
04_
總結(jié)
折彎在設(shè)計(jì)上其實(shí)也沒什么太多的技巧，主要是設(shè)計(jì)上的一些規(guī)范，而能不能加工和怎么降低成本達(dá)到自己想要的效果，也就是講到的成本上，和實(shí)際加工上的細(xì)節(jié)以及注意事項(xiàng)。
再強(qiáng)調(diào)下，還是上面總結(jié)的兩句：
1、原材料成本低，就是可以用很薄的材料做到很大的面積，通過折彎工藝增加板材強(qiáng)度解決形變風(fēng)險(xiǎn)。也可以通過折彎方式實(shí)現(xiàn)由板材到立體件的快速成型。
2、成型速度快，成型成本低，成型速度不依賴體積大小，不需要開模具，適合打樣和批量生產(chǎn)。
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