钣金回缩量终极指南

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发布日期: 2025 年 10 月 20 日

一、介绍

在钣金加工领域,理解钣金回缩量的概念对于实现精确弯曲和高质量结果至关重要。本指南将深入探讨钣金回缩量的定义、计算方法及相关术语,为您提供在金属加工项目中脱颖而出的必要知识。.

II. 什么是钣金回缩量?

1. 回缩量的定义

在理解钣金回缩量之前,首先需要熟悉模线和弯曲线的定义:

  • 弯曲线是指位于弯曲板两侧的直线,位于弯曲区域与翻边边缘的交界处。.
  • 模线是指在两个弯曲翻边的外表面交点处形成的直线,可以是外模线或内模线。.
钣金回退量

钣金回缩量是指从弯曲线到金属开始弯曲点的距离。它也被描述为模线长度与翻边长度之间的差值。同时,它是钣金加工中的关键因素。在90度弯曲中,回缩量的数值等于弯曲半径加上金属板的厚度。.

为了让这一概念不那么抽象,我们来可视化一个成品弯曲件的横截面:

  • 假想交点:想象将两个弯曲平面的外表面无限延伸——它们会在一个理论上的尖锐点相交。虽然这个点在物理上并不存在,但在图纸和计算中,它作为所有外部尺寸测量的参考原点。.
  • 切点:这是弯曲弧线与直翻边相接并相切的位置。换句话说,它是"直线"结束、"弯曲"开始的精确边界。.
  • 回缩量:沿着外翻边表面,从那个"假想尖点"回量到弯曲开始的精确点的距离。.

通过知道回缩量的大小,我们可以确定工件的弯曲切点位置。回缩量在工件设计中起着至关重要的作用。如果工件需要多次弯曲,每次弯曲都必须减去相应的回缩量。.

需要注意的是, 弯曲补偿量 以及 弯曲扣除量 会随着K系数值的变化而变化,但回缩量在K系数变化时保持不变。K系数是金属弯曲厚度与所谓“中性轴/线”之间的比值。”

2. 忽视的高昂代价

将回缩量视为只是另一个计算参数,往往是项目失败的第一步。错误的回缩量计算会引发一连串代价高昂的错误,远远超过一件废品的成本。.

(1)可量化的影响

如果回缩量错误,弯曲线会被放错位置,导致最终翻边长度超出公差范围。直接后果包括:

1)尺寸超差与装配失败:零件无法与其他组件配合。在复杂的装配中,即使是微小的偏差也可能导致整个产品报废。.

2)不可逆的材料浪费:尤其是在使用不锈钢、钛合金或航空级铝等昂贵材料时,每一次弯曲错误都可能使一整块高价值板材完全报废。.

3)飞涨的二次加工成本:即使是微小的错误,也可能需要由熟练技师进行大量的手工返工、打磨或重新成形。这不仅增加了人工成本,还占用了宝贵的机器时间——这是昂贵的双重打击。.

忽视回退量的可量化影响

(2)效率关联:精准回缩量是高生产率的基础

精准的回缩量计算与一次合格率(FPY)直接相关——即无需返工即可达到质量标准的产品百分比。一次合格率是衡量制造效率的核心指标。.

1)提升一次合格率:精确的回缩量确保展开图从一开始就正确,最大限度减少因返工造成的中断,并显著提高一次合格率。.

2)避免生产瓶颈:返工零件会扰乱工作流程、消耗资源并延迟后续工序,从而降低整体生产线效率和产出。.

3)防止项目延误:在紧张的交付周期中,由弯曲不准确导致的反复试错和返工是错过交期的主要原因之一。在严重情况下,还可能损害客户信任和品牌声誉。.

3. 核心三要素:回缩量 vs. 弯曲余量 vs. 弯曲扣减

回缩量、弯曲余量和弯曲扣减是展开图计算中最基本且最容易混淆的三个概念。它们各自承担不同的作用,但相互关联,确保从图纸到成品的精准转换。.

特性回缩量(SB)弯曲补偿(BA)弯曲扣减(BD)
定义从外部假想锐角到弯曲切线点的几何距离弯曲区域中沿中性轴的实际弧长从总测量尺寸中减去的长度,以获得正确的展开长度
基本依据纯几何(IR、T、A)几何 + 材料屈服特性 + K系数由回缩量和弯曲余量推导:BD = 2×SB − BA
应用精确定位弯曲线加到翻边长度上以获得总展开长度根据成品尺寸反算以确定展开长度

(2) 两种常见的计算方法

1)加法法:测量从每个法兰到其切线点的长度,然后加上弯曲余量(BA)。在这种情况下,回退量(Setback)用于从外部尺寸反推到法兰的切线位置。.

2)减法法:将两个外部尺寸相加,再减去弯曲扣减量(BD)以得到展开长度。由于BD包含两倍的回退量(SB),回退量是该公式中的核心变量。.

回退量充当几何桥梁,弯曲余量(BA)量化物理弧长,而弯曲扣减量(BD)则是将它们结合在一起的简化计算。如果任何一个变量出错,整个尺寸链都会崩溃。回退量的精确性是实现无缝钣金设计与制造的第一道保障。.

(3) 三者如何协同工作?

考虑计算一个V形构件的展开长度:

1)加法逻辑——使用弯曲余量(BA):

将两个直法兰的长度相加,然后加上弯曲的实际展开长度(BA)。.

展开长度 = 法兰1直段 + 法兰2直段 + 弯曲余量(BA)

此处,回退量的作用是从总外部尺寸中减去它,从而得到每个法兰的精确展开长度。.

2)减法法——使用弯曲扣减量(BD):

直接测量延伸到假想交点的两个法兰的外部总长度,然后减去一个综合扣减值(BD),以补偿弯曲过程中材料的“增益”。.

展开长度 = (外部尺寸1 + 外部尺寸2) - 弯曲扣减量(BD)

回退量构成几何参考,弯曲余量量化弯曲区域材料的物理变化,而弯曲扣减量则将前两者整合成一个实用、适合生产的公式。.

三者缺一不可,共同构成精确钣金展开图开发的理论基础。深入理解并精确计算回退量是实现高效、低成本、高质量钣金制造的第一步,也是最关键的一步。.

III. 钣金回退量的计算

外回退与内回退

精确计算钣金回退量需要考虑多个因素,包括材料厚度、弯曲半径和弯曲角度。.

内回退量与外回退量的区别在于它们的参考点:

外回退量(OSSB)基于外表面的假想锐角,通常用于展开图计算。.

内回退量(ISSB)基于内表面的假想锐角,常用于内腔和配合零件设计。.

简单来说:OSSB 定义了控制骨架;ISSB 定义了控制腔体。.

1. 外部回缩量计算

外部回缩量(OSSB)=Tan (A/2) × (T+R)

弯曲扣减公式

其中 A 为弯曲角度,T 为板材厚度,R 为内弯半径。.

2. 内部回缩量计算

ISB=T×(tan(A/2)R)

内部回缩量有助于确定材料在板材内侧从弯曲切线开始弯曲的距离。此计算对于使弯曲与板材边缘及之前的弯曲对齐至关重要。.

上面的视频是回缩量公式。对于更复杂的弯曲,可能需要在计算中加入 K 系数和弯曲补偿等附加因素。.

回缩量分为两种类型:内部回缩量和外部回缩量。弯曲角度和半径是影响回缩量的因素:

  • 内部回缩量是从内半径切点到内部模线顶点的距离。了解工件的内部回缩量是设计钣金零件的重要部分。如果弯曲角度和半径发生变化,弯曲线和顶点也会随之移动。.
  • 外部回缩量是从半径切点到法兰外弯顶点的距离。通过知道外部回缩量和弯曲扣减值,我们可以得到弯曲补偿值。.

回缩量计算示例

示例 1:内部回缩量

考虑一块厚度为 2 毫米、弯曲角度为 90 度、内弯半径为 5 毫米的钣金。.

确定公式:

ISB=T×(tan(A/2)R)

代入数值:

T=2 毫米,A=90 度,R=5 毫米

计算正切值:

tan(90/2)=1

应用公式:

ISB=2×(15)=2×0.2=0.4 毫米

示例 2:外部回缩量

确定公式:

外部回缩量(OSSB)=tan(A/2)×(T+R)

代入数值:

A=90 度,T=2 毫米,R=5 毫米

计算正切值:

tan(90/2)=1

应用公式:

外部回缩量(OSSB)=1×(2+5)=1×7=7 毫米

IV. 七步工业级操作指南

1. 第一步:验证并输入基础数据

这是所有后续计算的基础。即使是最微小的错误,在后续过程中都会被指数级放大。在接触任何机器或公式之前,我们必须确保输入数据反映无可争辩的物理现实。.

(1) 确认材料类型和批次

从库存室取出正确的材料,并找到其材料测试报告——这相当于该零件的“出生证明”。”

(2) 测量实际厚度 (T)

使用经过校准的千分尺,在板材的多个位置测量厚度(至少三个:两端和中间),并取平均值。绝不要仅依赖标称厚度。.

例如,一块标称厚度为 3.00 mm 的板材,实际测量可能是 2.91 mm 或 3.08 mm——这种差异可能对你的计算至关重要。.

(3) 确定目标参数

从图纸中找出两个关键规格:目标内弯半径 (IR) 和目标弯曲角度 (A)。.

即使在同一牌号内,屈服强度在不同批次之间也可能在标准范围内变化 10–15%。.

屈服强度与回弹量成正比,这解释了为什么“上周的设置完美运行,但本周却不行”。屈服强度较高的批次需要更大的回弹补偿。.

2. 确定内弯半径 (IR) 并选择合适的工装

此步骤将设计师在图纸上指定的抽象 IR 转化为车间可实现的现实,利用现有的工装来完成。.

(1) 检查最小安全 IR

根据材料类型和厚度,查阅工艺手册或供应商数据,确保指定的 IR 满足或超过材料的最小安全弯曲半径,以避免开裂。.

(2) 选择 V 型模

这是最关键且最常被误解的步骤。在空气弯曲中,你选择的 V 型模宽度决定了最终的自然 IR——而不是直接选择 IR 本身。.

(3) 选择冲头

选择一个尖端半径小于或等于目标内半径(IR)的冲头。.

(4)V型模具宽度的黄金法则

对于低碳钢,经典的“8倍法则”(V型模具宽度 ≈ 材料厚度 T 的 8 倍)是一个稳妥的起点,但并非普遍真理。.

  • 软铝(5052):V型模具宽度 ≈ 6 × T
  • 不锈钢(304):V型模具宽度 ≈ 10 × T
  • 先进高强度钢(AHSS):V型模具宽度 ≈ 10–12 × T 或更大
V 型模具宽度的黄金法则

(5)V型模具宽度如何决定内半径(IR)?

IR ≈ V型模具宽度的 15–20%。.

例如,3 mm 低碳钢配 24 mm 的 V型模具宽度,你将得到大约 3.6 mm 的自然内半径。.

如果目标内半径是 1.5 mm,用 24 mm 的 V型模具几乎不可能实现——你需要更窄的模具(如 12 mm)。认识到这一点是从业余到专业级折弯的重大飞跃。.

3. 精确确定动态 K 系数

告别通用图表——找到适合你特定条件的真实 K 系数。K 系数不是“查出来”的,而是验证出来的。.

(1)主要来源:内部数据库

根据已确认的材料、测量的厚度(T)以及大致的 IR/T 比值,查阅你内部工艺数据库以获取经过验证的初始值。.

(2)次要来源:权威图表

如果没有内部数据,可参考设备或模具制造商(如 TRUMPF、Bystronic)的表格获取初始值。你也可以在我们的资料中查看先进设备的规格。 宣传册.

常用材料 K 系数快速参考范围:

材料类型IR/T 比值K 系数范围专业见解
软铝(例如,5052)< 10.33 - 0.40软材料;中性轴容易压缩并向内流动。.
1 - 30.40 - 0.45
低碳钢(例如,A36)< 10.40 - 0.44中等硬度;中性轴的内移程度小于铝。.
1 - 30.44 - 0.48
不锈钢(例如 304)< 10.42 - 0.46高硬度;明显的加工硬化和强抗压性。.
1 - 30.46 - 0.50
一般物理原理IR >T(大弯曲半径)→ 0.50变形过程渐进;拉伸与压缩几乎对称,中性轴回到物理中心。.
IR ≈ 0(锐角弯曲)→ 0.33内层高度压缩,迫使中性轴移至极端的内侧位置。.

(3)如何建立自己的K系数数据库

1)精确切割测试样片(例如,50 mm × 150 mm)。.

2)使用步骤2中选择的模具,, 精确弯曲至90° (用高精度数字量角器反复验证)。.

3)准确测量两个翼边的长度L1和L2、使用半径规测量实际内半径IR,以及材料厚度T。.

4)计算实际的弯曲扣除(BD):

BD-实际值 = L1 + L2 − 150。.

5)现在反向计算K系数。我们知道对于90°弯曲,BD = 2(IR + T) − BA,而BA = (π/2) × (IR + K × T)。通过代入BD_实际值,可以反算出当前[材料 + 厚度 + 工具]组合的最佳K系数。.

6)记录此K系数以备将来参考。.

4. 执行核心公式计算

此步骤是将物理参数转化为机器可理解的数值——系统化、严谨且不遗漏任何细节。.

使用已确认和计算出的实际数值,将它们代入展开长度公式。最高效的方法是计算弯曲扣减值。.

(1) 计算弯曲允许值(BA)

BA = A × (π/180) × (IR + K × T)

这表示在弯曲区域中沿中性轴的真实弧长。.

(2) 计算外侧回退值(OSSB / 回退)

OSSB = tan(A/2) × (IR + T)

这是从虚拟锐角到切点的几何距离。.

(3) 计算弯曲扣减值(BD)

BD = 2 × OSSB − BA

这是需要从理想总长度中扣除的修正值。.

(4) 计算最终展开长度:

展开长度 = (外侧翼板1长度 + 外侧翼板2长度) − BD

现代CAD/CAM软件可以自动运行这些计算,但你必须确保软件中的“钣金规则”包含你自己测量和计算的T、IR和K系数——而不是仅使用通用默认值,这些默认值可能与车间的真实情况相差甚远。.

展开长度计算

当现实与仿真不符时,理解这些公式可以让你准确定位CAD中需要检查的参数,而不是随意调整机器设置。这些公式是你的诊断工具。若要获取更深入的计算指南,请查阅我们的 K 系数折弯补偿与折弯扣除精确解决方案.

5. 预判并补偿回弹

在这里,我们正面解决金属的“记忆”问题——利用物理原理“欺骗”它,使其精确回弹到我们想要的位置。.

(1) 查找回弹数据

根据材料的屈服强度和 IR/T 比值,查阅你的回弹数据库或参考图表,找到估算的回弹角度。.

(2) 应用过弯

在折弯机的 CNC 系统中设置一个“过弯”角度。.

编程角度 = 目标角度 − 估算回弹角度。.

例如,如果目标是 90°,估算回弹为 2°,则应编程折弯到 88°。.

高端折弯机配备了实时角度测量系统。利用激光或小型接触探头,它们在成形过程中测量折弯角度,并根据实时反馈自动调整冲头深度,确保达到精确的目标角度。.

这几乎消除了对回弹图表的依赖,大幅提高首件成功率和一致性——尤其是在加工昂贵材料或高强度钢时。.

回弹并不是恒定的;即使在同一个零件上,第一次折弯和第二次折弯的回弹值也可能不同,因为第一次折弯的加工硬化会改变材料在第二次折弯中的表现。这在 U 型槽成形中尤为明显,需要对第二次折弯进行略微不同的补偿。.

6. 首件检验(FAI)

(1) 制作首件

严格按照设定参数制造首件样品。.

(2) 全面测量

使用经校准的测量工具(高精度数显量角器、卡尺、高度规、半径规)测量零件的各个方面。.

如果尺寸有误,不要盲目调整。请按照以下诊断顺序:

1)首先检查角度:如果角度不对,说明你的回弹补偿(步骤 5)有误。调整编程角度并重新折弯。在角度正确之前不要调整尺寸。.

2)接着检查翻边尺寸:如果角度正确但翻边长度不对,说明你的展开长度计算可能有误——通常是由于 K 系数(步骤 3)不准确。回到步骤 3 反算并修正 K 系数。.

3)最后检查实际 IR:使用半径规测量成形后的内半径。它是否与预期的 IR(由 V 型模具决定)一致?如果不一致,说明你对工装与 IR 关系的假设可能有误——这会影响 K 系数和回弹。.

7. 记录、优化和标准化

(1) 结构化记录

在工艺数据库中详细记录试运行中所有成功的最终参数,并将其与具体的零件编号、材料批次以及所使用的设备/工装关联起来。.

(2) 记录内容

必须包括:实际板材厚度、上/下模型号、最终编程角度、测得的回弹值,以及精确反算出的 K 系数。.

该数据库是公司最宝贵的资产之一——它量化并保存了经验丰富操作员的“手感”和工艺技巧。.

进一步来说,这些结构化数据可以成为集成制造执行系统(MES)甚至机器学习优化的基础。凭借庞大的历史数据集,系统可以自动推荐新零件的最佳初始参数,将设置时间从几十分钟缩短到几分钟。.

严格遵循这七个步骤,可以将折弯从依赖直觉的工艺转变为完全可管理、可优化、可传承的工程科学。.

V. 影响板材回弹的因素

在深入探讨影响板材回弹的因素之前,我们必须先明确两个核心概念:

(1) 中性轴

在折弯过程中,材料的外表面被拉伸,而内表面被压缩。理论上存在一个既不拉伸也不压缩的过渡层——这就是中性轴。在平板长度计算中,其中性轴的位置由 K 系数定义。.

K 系数 = 中性轴到内表面的距离 (t) / 材料厚度 (T)。.

中性轴

(2) 回弹

金属具有弹性记忆。一旦折弯压力释放,材料会试图恢复到原始形状,导致最终角度小于模具角度。这是折弯工艺中必须理解并加以补偿的普遍挑战。.

现在,让我们来看看影响板材回弹的因素:

1. 材料性能

材料性能是折弯工艺的“基因密码”——它决定了基础难度和基本规则。.

(1) 屈服强度与弹性模量

这两个参数共同决定了弯曲材料所需的力以及其回弹程度。“

弹性模量表示材料的刚度或抗变形能力。模量越高,材料越抗弯曲,且在外力移除后回弹倾向越强——意味着回弹量更大。.

这解释了为什么不锈钢(弹性模量约 200 GPa)的回弹显著大于铝合金(约 70 GPa)。.

屈服强度标志着弹性变形与塑性变形(永久变化)之间的界限。屈服强度越高,造成永久形变所需的应力越大——回弹也越大。这是折弯现代先进高强度钢(AHSS)时的根本挑战所在。.

(2) 延展性

延展性通常通过延伸百分比来测量,表示材料在断裂前可以被拉伸的程度。.

延展性直接决定了材料的弯曲极限。在弯曲的外侧,材料被拉伸;如果这种延伸超过了材料的延展性阈值,就会产生裂纹。这引出了一个看似反直觉但至关重要的事实:对于任何给定的材料,都存在一个最小弯曲内半径。尝试弯曲比这个半径更小的曲线将不可避免地导致断裂。.

(3) K 系数

较软、延展性更好的材料——如软铝——在弯曲内侧更容易压缩和流动,使中性轴向内移动。这会导致较小的 K 系数(通常在 0.33–0.40 之间)。.

相反,较硬、高强度的材料——如高强度钢——在拉伸和压缩方面对变形的抵抗力相似。因此,中性轴往往保持在材料的中厚位置附近,产生较高的 K 系数(接近 0.5)。.

K系数

(4) 回弹

屈服强度与弹性回弹几乎成正比。材料强度越高,总变形中处于弹性范围的比例就越大——导致回弹更明显且更难预测。.

2. 几何参数

(1) 弯曲内半径 (IR) 与材料厚度 (T) 的比值 (IR/T 比值)

这不仅仅是一个简单的测量值——它是驱动弯曲力学的主要因素,决定了变形的严重程度。.

较小的 IR/T 比值(锐角弯曲,例如 IR/T < 1)迫使材料在非常有限的空间内经历强烈的塑性变形。这会在外层纤维中产生极高的拉伸应力集中——通常是裂纹的直接原因。.

同时,内层的极端压缩会将中性轴推向内侧,从而降低 K 系数。.

较大的 IR/T 比值(宽弯曲,例如 IR/T > 5)会产生更渐进的变形和更均匀分布的应力。然而,这种变形大部分发生在弹性范围内,这意味着回弹更显著且更难控制。.

在这种情况下,中性轴非常接近材料的物理中心,K 系数接近 0.5。.

(2) 弯曲角度 (A)

角度本身不会直接改变材料的性能,但它决定了总体应变。120° 弯曲比 30° 弯曲经历更多的塑性变形,因此累积回弹更大。.

许多人认为较锐的弯曲(小 IR)本质上更难控制。实际上,大半径的“缓弯”可能更具挑战性,因为回弹更大且对材料批次间的微小差异非常敏感。实现精确的 160° 缓弯往往比制造标准的 90° 弯曲需要更多技巧。.

3. 工艺参数

(1) 弯曲方法

这是最关键的战术选择,因为它从根本上改变了工艺的机制。.

功能比较空气弯曲压底压印
核心机制纯弯曲——材料在三个点(冲头尖端和两个模肩)受到应力。.弯曲加“压延”——额外的力将材料紧紧压在模具上以减少回弹。."在弯曲根部以极高压力进行"冲压”,迫使完全塑性变形并消除回弹。.
板材与模具接触不接触 V 型模具底部。.内表面几乎贴合 V 型模具底部。.冲头尖端在极大压力下穿透材料,使弯曲线处材料变薄。.
角度控制由冲头渗入深度精确决定。.主要由模具几何形状设定;渗入深度影响很小。.完全由模具几何形状定义。.
回弹行为最重要的问题——需要精确的过弯补偿。.大幅减少,但未完全消除。.几乎完全消除。.
K 系数相关性至关重要——构成展开长度和弯曲扣除计算的基础。.部分减弱,因为模具几何开始决定弯曲半径。.不适用——材料厚度 (T) 是故意改变的。.
所需吨位低(基准值)。.高于空气弯曲。.极高——通常是空气弯曲的 5–10 倍。.
它以高速运行和稳定性能著称,非常适合重复性任务,并且由于技术相对简单且较为陈旧,早期成本较低。其磨损成本小,维护成本低。最通用且使用最广——一套模具可生产多种角度。.角度一致性和重复性高。.精度极高,几乎完美的重复性。.
缺点角度精度取决于操作员技能和机器控制;需要仔细进行回弹补偿。.需要更高吨位;模具角度必须与目标角度高度匹配——灵活性较低。.对模具和材料的磨损严重;成本高;如今很少使用。.

(2) V 型模口宽度

这直接影响所需的弯曲力以及最终的内半径。.

更宽的 V 型模口会延长杠杆臂,减少所需的力——但也会形成更大的自然内半径并增加回弹。.

广泛遵循的“厚度的 8 倍规则”(V 宽度 ≈ 8 × T)是在力、弯曲半径和可控性之间经过行业验证的平衡。.

(3) 弯曲速度

一个经常被忽视的因素:过高的速度会产生热量,局部改变材料性能,并由于冲击效应以微妙的方式影响行为——稍微改变回弹特性。.

4. 设备因素

(1) 精度与重复性

磨损的液压折弯机可能每次在略微不同的位置停止滑块——微米级的变化可能导致 0.1–0.5° 的角度偏差,这在精密装配中是不可接受的误差。.

现代电液伺服或全电动机器相比传统液压机提供了更优越的重复性。.

(2) 工具磨损

冲头尖端和模具肩部会随着时间的推移而磨损。冲头尖端的磨损会增加其半径,从而增大实际的内弯半径(IR),并影响回弹。模具肩部的磨损会改变有效的 V 型开口宽度,同样会改变弯曲结果。.

这是一个缓慢但持续的过程——也是同批零件在相隔几天生产时测量结果可能不同的常见原因。.

(3) 机器挠曲与补偿系统

在高载荷下,即使是最坚固的机器也会像弓一样轻微弯曲——这种现象称为挠曲——导致长工件中部的弯曲角度比两端更小。.

现代折弯机配备有补偿系统,通过液压或机械方式在下梁中产生可控的向上拱形,以抵消挠曲。该系统的精度和响应速度直接影响长工件的直线度。.

挠度补偿系统

5. 澄清常见的理论误区

(1) 固定 K 系数的神话

K 系数并不是可以从表格中直接查出的通用常数。它是由材料特性(第一维度)、IR/T 比(第二维度)以及弯曲方法(第三维度)共同作用决定的动态结果。任何 K 系数表仅为特定条件提供起点。真正的专家懂得如何针对每个实际场景进行微调。.

(2) 被忽视的纹理方向真相

金属在轧制过程中会形成微观的“纹理”结构。.

沿纹理方向弯曲(弯曲线与纹理平行)更容易,但弯曲外层纤维更容易撕裂——增加出现不规则或裂纹的可能性。.

垂直于纹理方向弯曲(弯曲线与纹理垂直)需要更大的力,但能产生更稳定的弯曲;外层纤维能承受更大的拉力,从而获得更均匀的半径和更高质量的弯曲。.

对于关键零件,设计图通常会指定排布方向,以确保弯曲线相对于材料纹理处于最佳角度——通常为 90 度。.

(3) 在未考虑实际制造方法的情况下套用通用公式

将为"空气弯曲"开发的弯曲余量或回弹补偿公式直接用于"压底"或"压印"是完全错误的。这三种方法的原理截然不同:空气弯曲依赖预测与补偿;压底依赖强力成形与修正;压印则是重塑并彻底消除回弹。.

你必须将数学模型与所选择的制造方法(或策略)对齐——否则你是在追逐不可能的结果。.

VI. 弯曲余量与弯曲扣除

1. 弯曲余量

弯曲余量 是弯曲线之间中性轴的长度,考虑了弯曲过程中材料的伸长。计算公式为:

弯曲余量 = (弯曲角度 × (弯曲半径 + 材料厚度)) × π / 180

你也可以试试这个 钣金弯曲计算器.

2. 弯曲扣除

弯曲扣除 是从总展开长度中减去的数值,以在弯曲后获得所需的最终尺寸。公式为:

弯曲扣除 = 2 × (弯曲半径 + 材料厚度) × tan(弯曲角度 / 2)

弯曲余量(BA) = 2 × 外侧回退 − 弯曲扣除(BD)。.

外侧回退可用以下公式计算:

弯曲扣除与弯曲余量之和等于外侧回退的两倍。这可以用 T(板材厚度)、A(弯曲角度)和 R(内弯半径)来表示。对于 90° 弯曲,外侧回退等于弯曲半径加板材厚度。.

当弯曲角度小于 90° 时,一般使用余角;当角度大于 90° 时,通常使用夹角或余角。.

3. 实用弯曲计算 — 示例

我们来看一个实际例子。假设你有一块厚度为 2 mm 的钣金面板,弯曲半径为 5 mm,弯曲角度为 90 度。使用提供的公式:

外侧回退:5 mm + 2 mm = 7 mm

弯曲余量: (90 × (5 + 2)) × π / 180 = 11 mm

弯曲扣除: 2 × (5 + 2) × tan(90 / 2) = 14 mm

Ⅵ. 弯曲余量与弯曲扣除

1. 弯曲余量

弯曲余量

弯曲余量 是弯曲线之间中性轴的长度,考虑了弯曲过程中材料的伸长。弯曲余量的公式为:

弯曲余量=(折弯角度×(弯曲半径+材料厚度))×π180

你可以在这里浏览查看 钣金折弯计算器.

2. 弯曲扣除

弯曲扣除

弯曲扣除 是从平板的总长度中减去的数值,以在折弯后达到所需的最终尺寸。折弯扣除的公式为:

弯曲扣除=2×(弯曲半径+材料厚度)×tan(折弯角度2)

BA(折弯余量)= 2OSSB - BD(折弯扣除)

外侧回退量可以通过以下公式计算

弯曲余量公式

折弯扣除与折弯余量之和等于外侧回退量的两倍。这可以表示为 T(板材厚度)+ A(折弯角度)+ R(内折弯半径)。对于 90° 折弯角度,回退值等于折弯半径加上板材厚度。.

当折弯角度小于 90° 时,通常使用余角;当折弯角度大于 90° 时,通常使用夹角或余角。.

3. 实例 折弯计算 示例

让我们考虑一个实际例子来说明这些概念。假设你有一块厚度为 2mm、折弯半径为 5mm、折弯角度为 90 度的钣金。使用提供的公式:

回退量:5mm + 2mm = 7mm

弯曲余量:

(90×(5+2))×π180=11毫米

弯曲扣除:

2×(5+2)×tan(902)=14毫米

Ⅶ. 什么是 钣金折弯半径?

折弯半径是从折弯轴到板材内表面的距离,一般指内半径。外半径的数值等于内半径加上板材厚度。.

半径越小,材料所受的拉伸和压缩越大。半径的大小由金属材料的性能决定,例如抗拉强度、延展性、厚度以及模具开口的尺寸。一般来说,模具开口尺寸越大,半径也越大。.

1. 弯曲余量表

2. 折弯扣除表

Ⅷ. 钣金回退量计算中的常见错误

1. 模具设计不当

不当的模具设计是板金回退量计算中常见的错误。如果模具与材料规格不匹配或存在不准确之处,会导致弯曲过程中产生不均匀的变形。这通常会加剧回弹效应,从而导致回退量计算错误。.

确保模具设计精确并与材料特性匹配,对于实现所需的弯曲精度至关重要。.

2. 忽视材料特性

忽视材料的厚度、强度和延展性等属性,会导致回退量计算出现显著误差。这些特性对于确定材料在弯曲过程中的行为至关重要。.

例如,具有较高抗拉强度的材料可能会表现出更大的回弹,需要在回退量计算中进行调整。深入理解并考虑这些特性对于获得准确的弯曲结果至关重要。.

3. 回退量计算错误

当夹角未调整为其余角,或忽略了影响中性轴的K系数时,就会出现错误。这些错误会导致回退量数值不准确。为避免这些问题,必须使用正确的公式并仔细核对计算过程中的每一步。.

4. 忽视弯曲半径的作用

根据材料特性选择合适的弯曲半径对于精确弯曲至关重要。弯曲半径在影响材料所受的拉伸和压缩力方面起着关键作用。.

选择较小的半径会放大这些力,导致变形增加和回退量增大。合理选择弯曲半径可确保最终弯曲的精度。.

5. 忽视温度和残余应力

温度会影响材料的塑性,从而影响回弹程度。较高的温度通常会减少回弹,使弯曲更加精确。.

此外,前期加工步骤产生的残余应力也会影响最终结果。有效释放这些应力对于精确计算至关重要。.

6. 跳过仿真和实验数据

忽视仿真工具和实验数据会导致对回弹和回退量的预测不准确。有限元分析(FEA)等方法可提供材料在弯曲过程中的关键行为洞察,从而更有效地补偿和调整回退量。.

7. 工艺控制不足

在处理复杂形状或多次弯曲操作时,精确的工艺控制至关重要。经验丰富的技术人员可以通过调整工艺参数、选择合适的材料以及确保精确的模具设计来减少回弹。采用先进的控制措施有助于保持弯曲操作的一致性和精度。.

Ⅸ. 带回退量的设计

回退量在设计精度中的作用

  • 避免在配合法兰或组件中出现干涉或悬垂
    • 正确的退距计算可确保配合法兰准确对齐,不会出现干涉或悬垂,从而避免影响装配的契合度和功能性。.
    • 忽视退距可能导致出现间隙、重叠或零件错位,从而引发结构弱点或美观问题。.
    • 现实案例:在法兰设计中退距计算不当常导致干涉,尤其在如机箱或盒体等复杂装配中,需要返工或重新设计。.

容差的引入

  • 设定容差以应对生产过程中的偏差
    • 容差定义了尺寸的可接受变化范围,以确保零件在考虑制造差异的情况下仍能配合装配。.
    • 较宽松的容差可降低成本,但可能引起对齐问题;较严格的容差可提高精度,但成本更高且更难实现。.
    • 容差叠加示例:在多次折弯设计中,如果管理不当,累积的容差可能导致显著偏差。.
    • 最佳实践:
      • 在设计早期与制造商合作,基于制造能力设定合理的容差。.
      • 使用 ISO 2768 或 ASME Y14.5 等标准实现一致的容差控制。.

特定材料的考虑

  • 针对不同材料设计退距
    • 材料特性如屈服强度、弹性和厚度会影响退距要求:
      • :高回弹需要在退距计算中进行更大补偿。.
      • 钢材:回弹较低但折弯所需力较大;退距必须考虑材料硬度和厚度。.
      • 不锈钢:由于硬度高且在折弯过程中易变形,需要更严格的容差。.
    • 示例:铝制零件相比钢材需要更大的折弯半径和退距,以避免折裂或在折弯过程中产生过度回弹。.

设计挑战示例

  • 忽视退距引发的现实问题
    • 法兰组件中的干涉:忽视退距会导致法兰重叠或出现间隙,从而造成装配配合不良,并在装配过程中需要额外返工。.
    • 公差累积:如果没有正确的退距计算,多次折弯的累积误差可能会导致显著的尺寸不准确。.
    • 材料特定的失效:对不同材料(例如铝与钢)使用相同的退距值,可能会导致开裂、过度回弹或零件错位。.
    • 解决方案:
      • 在设计阶段使用如 SolidWorks 或 AutoCAD 等带有内置退距计算器的设计工具,预测并调整这些挑战。.
      • 使用原型制作和仿真(例如 FEA)在生产前验证设计。.
折弯机

Ⅹ. 常见问题

1. 为什么板金退距在金属制造中很重要?

板金退距在金属制造中至关重要,因为它确保了最终零件形状和尺寸的精度与准确性。正确计算退距有助于确定折弯的正确位置,并考虑折弯角度、折弯半径和材料厚度等因素。.

这对于补偿回弹、避免设计问题(如干涉或边缘加工不良)以及确保制造的零件符合指定的几何形状和配合要求至关重要。理解退距还有助于准确进行折弯余量和折弯扣除的计算,从而获得更好的配合和表面质量。.

2. 退距计算中常见的错误有哪些?如何排查?

退距计算中常见的错误包括公式使用不正确、忽视材料特性、未考虑回弹以及折弯角度和半径测量不准确。排查方法包括确保正确应用公式、考虑材料特性(如 K 系数)、考虑回弹并验证测量结果。.

使用仿真软件、进行实验验证、审查设计图纸并确保适当培训,可以帮助纠正这些问题。通过解决这些错误,制造商可以获得精确的板金零件,正如本文前面所讨论的那样。.

XI. 结论

理解并准确计算板金退距对于精确且高效的金属加工至关重要。本文介绍了板金折弯中退距的定义、计算方法及相关术语。.

退距是工件设计中的关键因素,并与板金折弯中的 K 系数, 弯曲补偿量, 弯曲扣除量, 以及其他因素密切相关,这可以帮助你手动修改展开图,以获得正确的成品尺寸。.

回退量只在角度约 170° 以内时才考虑。然而,如果弯曲角度接近 180°,则无需考虑内回退和外回退的数值,因为回退值会趋近于无穷大,且弯曲几乎是平的。.

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