钣金展开计算原理及计算方法

一、展开计算原理板料在弯曲过程中外层受到拉应力，内层受到压应力，理论上内外层之间有一既不受拉也不受压的过渡层------中性层，中性层为一假想层，在弯曲过程中中性层被假想为与弯曲前状态保持一致，即长度始终不变，所以中性层是计算弯曲件长度的基准。中性层位置与变形程度有关，当弯曲半径较大，折弯角度较小时，变形程度较小，中性层位置靠近板料厚度的中心处；当弯曲半径变小，折弯角度增大时，变形程度随之增大。中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动。中性层到板料内侧的距离用Ａ表示（图１）。二、折弯方法的确定折弯方法有单发冲床模具折弯和折弯机模具折弯两种方法。单发冲床模具折弯的方式及精度是由模具来实现的。因此只要做出合格的模具，就能够生产出合格的折弯产品。而采用折弯机折弯不仅需要选用合适的折弯模，还必须调试折弯参数。因此，如采用折弯机折弯，计算展开尺寸时就必须考虑折弯机的折弯方法。1.一次一道弯。此种折弯由普通通用折弯模来完成。包括折直角，钝角和锐角（图２）。2.一次折两道弯——压锻差。此种折弯由专用特殊模来完成，但折弯难度比普通折弯大（图３）。3.压死边。此种折弯也须用特殊模来完成（图４）。4.大Ｒ圆弧折弯。些种折弯如Ｒ在一定范围内，可用专用Ｒ模压成形，如Ｒ值过大，则须用小Ｒ模多次压制成形（图５）。这四种折弯的展开计算是不同的。因此在看图时，要根据零件的折弯尺寸来确定使用何种折弯方法。其折弯机所配套的普通通用折弯模具Ｖ形槽宽度通常为适用该折弯模的板厚的５－６倍。如采用一次折一道弯的方法，必须考虑到折弯模的Ｖ形槽的宽度Ｗ１及Ｖ形槽一边到模具外侧的宽度Ｌ１，如图６所示。折弯高度Ｈ的经验值根据产品形状有如下三种（以９０度为例，钝角和锐角与直角相近相似）。1.简单的９０度单边折弯（图７）。如图７所示，此种折弯只需考虑下模Ｖ形槽中心到折弯机定位挡块的距离即可确定。通常Ｈ值为Ｈ≥3.5T+

R

(R在１mm以下)。2.Ｕ形折弯。如图８所示此种折弯的尺寸如过小，极易因无合适折弯模具而形成干涉。因此两竖边的宽度Ｌ不能太小。其一边竖边高度Ｈ也不能太大。实际中可根据使用折弯模的形状做模拟确定，Ｌ，Ｈ值参考如下：3.Ｚ形折弯如图９所示，第一道弯曲后，折第二道弯曲时，折弯线到折弯机定位挡块的距离须大于等于Ｖ形槽中心到模具外侧距离Ｌ１和板厚t之和。故Ｈ值为：Ｈ≥５t＋Ｒ（Ｒ在１mm以下）。三、展开计算方法1.９0°折弯（一般折弯）。展开的长度为：Ｌ＝ＬＬ＋ＬＳ－2t＋系数a系数a的经验值如下表2.压死边。如图11所示，压死边是两层重叠在一起的折弯形状，通常用来起加强作用，因此2。0mm以上的板很少见压死边。它也需要用特殊折弯模具成形，而且要分为两道以上的工序才能成形，压死边折弯的展开长度计算公式为：3.压筋。1)倾斜压筋。如图12所示此压筋为一斜面，一般Ｈ值较小，其展开长的计算式为：L

=

A+B+C+0.2（注：A、B、C=

内尺寸，0.2=补偿值）。2)直角压筋。如图13压筋边为直立边，一般其C值较大，展开长的计算式为：L

=

A+B+C-4T+2a+0.5（注：A、B=

外尺寸，C

=

包括两层板厚的高度，a

=

９０°折弯的系数，0.5

=

补偿值）。3)平行压筋。如图14所示，压筋最大值仅为H=2t，其展开长度的计算式为：L=A+B+H+0.2（注：A、B=

内尺寸；H=

压筋高度；0.2=

补偿值）。由于压筋高度主要靠增减压筋模具的调整片来保证，并且操作员各自的经验不尽相同，因此有时会出现折弯后虽然高度达到要求，但整体展开尺寸过大或过小的情况，这时要根据实际的偏差来调整。4.锐角折弯。如图15所示，经验公式是一种内径算法，但此处的内径是折弯边内侧两面的虚交点到另一端的距离。展开系数计算式如下：Ｋ=0.4txδ/90°(t<2.5)，但当t≥2.5时，应用下列公式：Ｋ=0.5txδ/90°(t≥2.5)，故展开计算式为：Ｌ=

L1＋L2+K（注：L=

展开长度，L1、L2=内径尺寸，Ｋ=展开系数）。５.钝角折弯。如图16所示,外尺寸b实际上等于内尺寸a加上内侧角顶点到外侧顶点的一段平行距离l。根据三角函数，l的计算式为：l=

t

θ／２x

t，故外径为：b=a+l，展开系数Ｋ的计算式为：内径：K=θ/90°x0.4t(t<2.5)，外径：K=δ/90°x0.4t(t<2.5)，但当t≥2。5时，应用下列公式：内径K=θ/90°x0.5t（t≥2.5)，外径K=δ/90°x0.5t(t≥2.5)

。

6.圆弧Ｒ折弯。如图17所示，Ｒ折弯的三种形状，其展开系数Ｋ的计算式如下：Ｋ=(2R·tanθ/2)－[лθ·(

2R

-

t)/360°]{注：Ｒ=

折弯外径（外侧半径），θ=

外侧角（180°-折弯角度），

л=圆周率（取3.14），t

=板厚}。

当

θ=90°时，tanθ/2=l,因此上述公式可以简化如下：Ｋ=2R–л(2R-t)/4，求得展开系数Ｋ后，圆弧折弯的展开长度Ｌ计算公式为：Ｌ=L1+L2+（L3+L4+···）-Ｋ{注：L1、L2

、L3、L4

=外径(到外侧虚交