鈑金加工工藝不斷地精益求精，尤其（qí）是在一些精密不鏽鋼折彎、不鏽鋼裝飾件折彎、鋁合金折彎、飛機零件折彎、銅板折彎等應用上，進一步對成（chéng）形工件的表麵質量提出（chū）了更高的要（yào）求（qiú）。
傳統的折彎工藝較易對工件的表麵造成損傷（shāng），與模具接觸的表麵會（huì）形成一條明顯壓痕或刮痕，從而影響***終產品的美觀度（dù），降低了用戶對產品的價值判（pàn）斷。
一、折彎壓痕出現的原因
本文以折彎一個V形零件為例進行論述。鈑（bǎn）金折彎是金屬板料在折彎機凸模（mó）或凹模的（de）壓力下，首先經過彈性變形，然後進入塑性變形的成形過程。在塑（sù）性彎曲的開始階段，板料是自由（yóu）彎（wān）曲（qǔ）的。隨著凸模或凹模對板料的施壓，板料與凹模V形槽內表麵（miàn）逐（zhú）漸靠緊，同時（shí）曲率（lǜ）半徑和（hé）彎曲（qǔ）力臂也（yě）逐漸變小，繼續加壓直到行程終止，使凹模與板（bǎn）材三點靠緊全（quán）接觸，此時完成一個V形彎曲（qǔ）。
折彎時，由於金屬板料會受到折彎模具的擠壓而產（chǎn）生彈性變形，板料與凹模的接觸點便會隨著折彎工序的進行而滑移。折彎工序中板料會經曆彈性變形和塑性變形兩個明顯的（de）階段，在折彎工序中又會有保壓的（de）過程（模具與板料三點接（jiē）觸），所以在（zài）折彎工序完成（chéng）後，會形成三條壓痕線。
這些壓痕線一般是板料與凹模V槽肩部擠壓（yā）摩擦產生的，故叫做肩部壓痕，如圖1、圖2所示，形成肩部壓（yā）痕的主（zhǔ）要原因可以（yǐ）簡單歸類為以下幾種。
圖1 折彎過（guò）程示意圖
圖2 折彎壓痕
1. 折彎方式
既然前麵說肩部壓痕的產生跟板料與凹模V槽肩部接觸有關，那（nà）麽在折彎過程中，凸模與凹模之間的間隙不同影響板材受到的壓應力，產生壓痕的幾率（lǜ）和程度也會不一樣，如圖3所示。
相同V槽的條件下，折彎工件的折彎角度越大，金屬板料被（bèi）拉伸形變量也越大，金屬板料在V形槽肩（jiān）部摩擦距離也越長；再者（zhě），折彎角度越（yuè）大，凸模對板料施加壓力的保持時間也會越長，綜合這（zhè）兩個因素造成的（de）壓痕也（yě）就越明顯。
2. 凹模V槽的結構
對不同厚度的金屬板料進行折彎時，選擇的V槽寬（kuān）度（dù）也不一樣。相同凸模的條件下，凹模V槽的尺寸越大，壓痕寬度的尺寸也越大，相應的，金屬板料與凹模V槽肩部產生摩擦力也越小，壓痕深度也自然而（ér）然減小了，相反的，板厚越薄，V槽越窄，壓痕也越明顯。
既然說（shuō）到摩擦，我們考慮（lǜ）的另一個與摩擦相關的因（yīn）素便是摩擦係數（shù）。凹模V槽肩部的R角大小（xiǎo）不一樣，在板料折（shé）彎成形的過程中（zhōng）對板材造成的摩擦也不一樣。另（lìng）一方麵，從凹模V槽對板料（liào）施加壓力的角度考（kǎo）慮也一樣，凹模V槽的R角越大（dà），板料與凹模V槽肩部的壓力越小，壓痕便（biàn）越輕微，反之亦（yì）然（rán）。
3. 凹模V槽潤滑程度
前麵說到凹模V槽表麵會與板料互相接觸而產生摩擦。當模具出現磨損（sǔn），V槽和板（bǎn）料接觸部分（fèn）便會越來（lái）越粗糙，摩擦係數也越來越大。當板料在V槽表麵滑移（yí）時，V槽與板料接觸實際上是無數粗糙的凸點與（yǔ）麵的點接觸，這樣（yàng）作用在板料表麵的壓力也會相應（yīng）增大，壓痕也就越明顯。
另一方麵，工件折彎前（qián）沒有對凹模V槽進行擦拭清潔，往（wǎng）往會因為V槽上殘（cán）留（liú）的碎屑對板料（liào）擠壓而產生明顯（xiǎn）的壓痕，這（zhè）種情況（kuàng）通常在（zài）設備折彎鍍鋅板、碳鋼板等工件時出現。
二、無痕折彎技術應用
既然知道折彎壓痕出現的主要原因是板（bǎn）料與凹模V槽肩部產生摩（mó）擦，那麽便可以從（cóng）原因導向的思維出發，通過工藝技術去減少板料與凹模V槽肩部產生的摩擦力。
根據（jù）摩擦力公（gōng）式f=μ·N可知（zhī），影響摩擦力的因素有摩擦係數μ和（hé）壓力N，而且都與（yǔ）摩（mó）擦力成（chéng）正比關係，相應的（de），可以（yǐ）製（zhì）定以下幾種工藝方案。
1. 凹模（mó）V槽肩部使用非金屬材料
圖3 折彎（wān）類型
僅僅通過增大模具V槽肩（jiān）部R角的傳統做法改善折彎壓痕（hén）效（xiào）果並不大。從降低摩擦副中壓力的角度出發，可以考慮（lǜ）在保（bǎo）證原有需要的擠壓（yā）效果（guǒ）的前提下（xià），將（jiāng）V槽肩部改成比板料更軟的非金屬材料（liào），如尼龍、優力膠（PU彈性體）等材料。考慮到這些材料容易損（sǔn）耗，需定期更換，目前應（yīng）用這些材料的V槽結構有以下幾種，如圖4所示。
圖4 非金屬槽心V槽結構示意圖
2. 凹模V槽肩部改滾珠、滾筒結構
同樣基於減少板料與凹模V槽（cáo）之間摩擦係數的（de）原則，可以將板料與凹（āo）模V槽肩部的滑動摩（mó）擦轉（zhuǎn）變成滾動（dòng）摩擦，從而大大減少板料受到的摩擦力，有效避免出現折彎壓痕。目前模具行業中已經廣泛應用此種工藝，滾珠無痕折彎模具（圖5）是比較典（diǎn）型（xíng）的應用實例。
圖5 滾珠無痕折彎模具（jù）
滾（gǔn）珠（zhū）無痕折彎模具（jù）滾筒與V槽之間為了避免剛性（xìng）摩擦，同時也是為了讓（ràng）滾（gǔn）筒更容易轉動和潤滑而添（tiān）加了滾珠，從而同時達到（dào）減少壓力和降低摩（mó）擦係數的效果，所以滾（gǔn）珠無痕（hén）折彎模具加工（gōng）出來的零件基本可以實現無可見壓痕，但對鋁（lǚ）銅（tóng）等軟性（xìng）板材無痕折（shé）彎效果不佳。
從經濟性角（jiǎo）度考慮，由於（yú）滾珠無痕折彎模具結構較前麵所述的幾種模具結構都複雜，加工成本高，維（wéi）護難度大，這也是（shì）作為企業管理人員在選用時（shí）需要考慮的因素。
3. 凹模V槽肩（jiān）部改翻轉結構
圖（tú）6 翻轉型V槽結構示意圖（tú）
目前行業中還有一種模具（jù）是利用支點轉動原（yuán）理通過凹模肩部翻轉來實（shí）現零件折（shé）彎的。這種模具一改（gǎi）傳統定型凹（āo）模V槽結構，將V槽（cáo）兩側傾斜麵設置成可翻轉機構，在凸（tū）模下壓板料的過程中，借助凸模的壓（yā）力將凹模兩側（cè）的（de）翻轉機構由凸模頂點向內翻轉，從而使板（bǎn）料折彎成形（xíng），如圖6所示。
這種（zhǒng）工況下的板料與凹模並沒有產生明顯的局部滑（huá）動摩擦（cā），而是（shì）緊貼著翻轉平麵向凸模的頂點靠攏，避免（miǎn）零件出現壓痕。這種模具的結構較前麵幾種結構更為複雜，帶有拉簧、翻轉板結構，維護（hù）成本和加工成本更（gèng）大。
前麵介紹了（le）幾種實現無痕折彎的工藝方法，下麵對這幾種工藝方法進行對比，如表1所示。
表1 無痕折彎工藝對比
4. 凹模V槽與板料隔離（推薦使用該方法）
前麵提到的都是通過變換折彎模具的方式實現無（wú）痕折彎，對企業（yè）管理（lǐ）者來說，為實（shí）現個別零件無痕折彎而開發采（cǎi）購一套新（xīn）模具（jù）的做法不可取。從摩擦接觸的角度出發，隻要將模具和板料隔離開來，摩擦便（biàn）不存在。
於是，在不變換折（shé）彎模具的前提下，可通過（guò）使用（yòng）軟質薄膜的方式使凹模V槽與板料之（zhī）間不產生接觸的方式來實現無痕折彎。這種軟質薄膜也叫折彎（wān）無痕壓膜，材質一般有橡膠、PVC（聚（jù）氯乙（yǐ）烯（xī））、PE（聚乙烯）、PU（聚（jù）氨酯）等。
橡膠和PVC的優點是原材料成本較低，缺點是（shì）不耐壓、保護（hù）性能差、壽命短；PE、PU作為性能（néng）優良的工程材料，以其為（wéi）基材生產（chǎn）的無痕折彎壓膜具有良好的（de）抗撕裂（liè）性能，所（suǒ）以壽命較高、保護性較好。
折彎保護膜主要（yào）是在工件和凹模肩部之間起到緩衝作用（yòng），抵消模具與（yǔ）板料之間（jiān）的壓力，從而防止工件在折彎時產生壓痕，使用時隻（zhī）要把折彎膜放在凹模上即可（kě），具有成本低，使用方便的（de）優點。
目前市（shì）麵上的折彎無痕壓膜一般厚度為0.5mm，尺寸可根據（jù）需要而定製（zhì）。折彎（wān）無痕壓膜一般可在2t壓（yā）力的工況（kuàng）下達到約200次折彎的使用壽命，並具（jù）有耐磨性強、抗撕裂性強、彎曲性能優異、抗張強度及斷裂伸長率高、耐潤滑油及脂肪族碳氫溶劑等特性（xìng）。
結束語：
鈑金加工行業市場競爭十分激烈，企業（yè）想要在市場占據一席之地，就需要對加工工藝技術不斷精益求精。不僅要實現產（chǎn）品的功能性，更要考慮產品（pǐn）的工藝性和美觀性，同時也要考慮（lǜ）加工經濟性，通過應（yīng）用更高效、經濟的工藝使產品更易加工、更經濟、更美觀。（選自《鈑金（jīn）與製（zhì）作（zuò）》2018年第（dì）7期，作者:陳衝南）
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