无压痕模具在折弯机中的使用

折弯模具是钣金加工成形的主要工艺装备，随着工程机械、汽车、船舶、航空航天、电器仪表和建筑装潢等行业的发展，国内外钣金加工企业对钣金制品的成形精度、形状复杂度要求越来越高，同时对钣金件的表面质量要求越来越高，特别是对不锈钢板、铝板的折弯加工，更是要求无划痕。为了避免折弯机加工时在工件表面产生压痕，试验中从钣金件的折弯方式、材料硬度、下模结构、选择机床与模具精度四个方面来分析折弯时钣金件产生表面压痕的原因。

传统折弯的缺陷

下图所示为传统折弯方式下的下模结构，这种结构通常有开口大小不一的V形槽，用于折弯不同厚度的板材。下图中A点和B点均为板材受力点，折痕也通常出现在A点和B点。在折弯时，上模下落，板材沿着A、B两点滑动，L为滑动范围，也是最容易产生压痕的地方。若制造商采用镀膜的方式避免产生压痕，随着折弯压力的变化，保护膜易破裂。保护膜一旦破裂，压痕就会产生。

折弯时在折弯力的作用下，板材沿下模V形槽口边缘移动并受折弯力的挤压与滑动摩擦，从而使成形后的钣金件表面形成明显的压痕拉伤缺陷，缺陷带的宽度约为V形槽口的0.414倍，严重影响了产品的外观质量。要解决传统折弯中出现的上述缺陷，就必须要克服折弯过程中板材的移动和下模V形槽对板材形成的摩擦力与挤压力。

传统折弯的缺陷

无压痕折弯模具的设计

一、无压痕折弯的设计

基于以上原理，根据目前市场上数控折弯机的加工能力，推出了无压痕模具结构。

1) 根据公司板材使用情况，该模具最小折弯材料厚度设计为0.6mm, 最大折弯材料厚度钢板为2mm、铝板为2.5mm。

2) 在折弯长度的设计上，借鉴数控折弯机组合下模的特点组合完成，考虑到模具加工难度，其长度设计为200mm. 工作中可生产多组备用，根据零件折弯长度的不同要求进行组合。

3) 为保持模具性能的稳定和减小模具加工过程中的变形，模座和旋转下模的材料均选用性能稳定的冷冲模专用材料Cr12, 且要求必须进行揉锻加工，碳化物偏析为1~2级(细片珠光体组织)。

4)采用特别设计的专用拉簧，以满足模具需要。

5)该模具符合我公司现有数控折弯机的各项要求，使用方便、安全、可靠。

二、无压痕折弯的设计原理

针对传统折弯的缺陷，工程师们利用跷跷板的原理，将折弯下模设计成可分别绕轴转动的左、右各一件。模具未工作时，左、右下模的工作面处于同一水平面。当折弯上模向下运动进行折弯加工时，左、右下模分别绕各自的旋转中心作翻转运动，迫使材料在紧贴下模工作面的情况下绕着上模的顶点转动，从而产生折弯变形，并最终完成对材料的折弯加工。由于下模的工作面是转动的，因此通过下模的工作面而均匀作用到材料表面的力将不会对材料的局部产生挤压，避免了零件表面因挤压而形成的压伤缺陷。同时，由于材料是绕着上模的顶点进行转动折弯，因此材料在下模的工作面上也没有平面滑动，从而避免了零件表面的擦伤缺陷。

无压痕折弯技术与模具结构

滚轴式无压痕模具

滚轴式无压痕模具的结构如下图所示，在对金属板材进行折弯加工时，工件在折弯过程中与下模上的硬质合金芯棒接触，且芯棒会顺着板材的移动方向转动，使工件在与下模接触受力后由传统的滑动摩擦变为滚动摩擦，大幅降低了工件表面由于受挤压而产生的压痕和擦伤，有效地提高了工件的外观质量和精度。但在折弯过程中，下模滚轴与板材仍存在挤压力，不能完全避免折弯压痕，尤其是在折弯材质软的板材时。

滚轴式无压痕模具

转动翻板式无压痕模具

转动翻板式无压痕模具的结构如下图所示，在上模将工件压入下模体的过程中，由于工件与转动翻板平面接触，转动翻板在下模体中转动，工件在整个折弯过程中与转动翻板不产生相对滑动，同时，工件与转动翻板是面接触，消除了工件表面由于受挤压而产生的压痕和擦伤，有效提高了工件的外观质量和精度。

转动翻板式无压痕模具

其他无压痕折弯技术

除了上述两种无压痕模具能够解决折弯时工件表面的压痕，也可通过使用防压痕胶垫、单V下模防压痕胶套、块状优力胶+AT垫衬、硬质橡胶下模等方法来解决折弯时工件表面的压痕，达到产品质量要求，如下图所示。但胶垫、胶套、无压痕模、优力胶块及硬质橡胶在折弯过程中易变形，使用寿命短，影响折弯工件的尺寸精度，只适用于尺寸精度要求不高的工件折弯。

其他无压痕折弯技术

来源：南京哈斯数控机床