一、钣金工艺介绍

在讲解工艺之前，我们先思考下，在CNC、钣金、冲压、注塑以及现在的3D打印等几大加工行业中，这些加工工艺主要解决的是什么问题？

抛开具体的加工细节从整体来看，其实它们都是在解决不同原材料的3D成型问题。

意思是虽然是不同的加工工艺，采用不同的原材料，但这些加工工艺的目的是一样的——都是为了做出来一个具有长宽高+其他特征的结构件。  

为了能更清楚直观的介绍钣金的成型工艺，以及它的效率和优势，我们会从成型原理、折弯原理、成本核算这三个角度分析钣金加工中的核心工艺——钣金折弯。

 

先看一个视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1Mh4y1h7L1/?share_source=copy_web&vd_source=8224569c4e5930f1c5581c9f249a0d49

这是在现场拍摄的一个实际加工视频，视频长度为22秒，这个工件折出来的实际用时是13秒左右。什么概念？意思就是你做一个这样尺寸大小的3D结构件，成型时间仅需13秒！

而在实际加工中，一个巴掌大的3D结构件只需十几秒即可成型，对于稍大些的工件，除了取放复杂点，成型时间也不过几十秒。做一个那么大的东西不用开模具，几十秒就能成型的加工工艺还能有哪些呢？成型快，成本低，这就是钣金折弯的主要优势！

再补充一个细节，原材料在折弯前是软的，但经过了折弯，就变得有了强度！这个细节是在钣金结构设计上一个很重要的概念，金属薄板可以通过折弯，增加强度！

 

段差折弯效果展示折弯效果展示

比如要做个面积比较大的零件，为了防止变形，我们就可以采用这种策略，直接用薄板通过折弯加强，既可以减轻重量，还可以降低原材料成本。

优势总结：

1、原材料成本低：就是可以用很薄的材料做到很大的体积；也可以通过折弯工艺增加板材强度解决形变风险；还可以通过折弯方式由板材到立体件的快速成型（记住这里提到可以做到很大的体积，指的就是薄板类在这个层面上的优势）。

2、成型速度快，成型成本低，成型速度不依赖体积大小，不需要开模具，适合打样和批量生产。

二、钣金加工原理

如下图是我们的一台通快1150数控折弯机，折弯机压力150吨、加工长度3.2米、后挡指6+1轴，可折最大加工厚度的不锈钢为4MM。

 

 

折弯原理就是通过上下模具的挤压，可以折成不同角度尺寸的折弯工件，模具主要由下模和上模组成。除了一次成型模具外，下模一般是带V槽下模，根据折弯材料厚度选择不同的折弯下模。

 

 

 

常用的折弯上模主要分直刀和弯刀两种，直刀和弯刀的主要区别就是用来考虑折弯干涉避让问题，下面会从折弯的几个细节和关键点细讲：

 

 

 

以上都是钣金加工中最常用的折弯刀具。

除此之外有些特殊形状，加工上为了保证精度和提高效率，也会提前备好一些成型模具，比如百叶窗（可以用折弯机加工也可以用冲床加工只是举例），以及常用的圆弧模具等。下图就是我们提前备好的R5-R40的不同规格的圆弧成型模具（只拍摄了部分）：

 

钣金折弯工件加工上主要就是依赖这些模具。也就这些模具就可以折出我们常见的大部分工件了。

关键点总结：

1、折弯尺寸是否足够

（默认处理方法：不影响功能的情况下，样品能折就折，折不了就焊接）

2、折弯是否会产生干涉

（默认处理方法：不影响功能的情况下，样品能折就折，折不了就焊接）

3、折弯变形问题

（三种默认处理方法，可往下看）

1、折弯尺寸是否足够

 

* 板厚对应的最小折弯边：

如上图所示，钣金折弯是由上模、下模、后定位及工件四个部分组成。上模往下挤压工件至V型槽下模之中，挤压的深度决定了折弯的角度；后定位的位置决定了折弯的位置和尺寸；其中下模V槽的宽度一般为板厚的6倍，即 1MM的板材 需要用的6MM的下V槽。有了这个限制就有了最小折弯边的限制——工件至少要搭在V槽两边，并延伸2 MM。拿6mmV槽来说，6MM的一半就是3加上延伸的 2mm就是5mm此5MM就是1MM板的最小折弯边。

以下为建议的最小折弯边尺寸表：

 

最小折弯边的意思就是不同板厚，需要用到的底模V槽槽宽不一样，正常是按照板厚的1比6，折弯需要搭接两边，板越厚，槽越宽，折弯尺寸太小搭接不上就折弯不了了。

 

2、折弯是否会产生干涉

在折弯过程中会发现一个问题——有些折不了。那到底哪些能折哪些不能折呢？

 

不管我们的加工工件有多复杂，能不能折，除了考虑最小折弯尺寸，就是干涉问题。

教给大家一个分辨是否干涉的小技巧：就是把我们所有的工件结构都考虑成U型，折弯最后一刀的时候U型后面成型尺寸是否会超越折弯中心线？

就像第一张图，如果超过的的话就需要用到第二张图里的弯刀了。这里是我们提前定制的U型结构，最大成型尺寸能达到120MM。

在此有个小建议：设计上尽量少去挑战工厂的加工极限，像这种弯刀不一定是每个工厂必备。你可选择的工厂少了、依赖性强了、成本就会增加，尤其是针对样品。

3、折弯变形问题

折弯线附近孔和其他特征 <3MM 时，会导致附近结构变形；

 

折弯原理本身就是挤压拉伸动作。在折弯线附近的结构离得太近很容易产生结构变形，边缘带不起来。孔是一个问题，关键是带不起来的边很容易凸起来，导致面非平面。很可能影响实际效果，和可能出现的装配问题。

针对这种情况，我们默认会有以下几种处理方式：

 

 

 

 

 

三、成本核算

每个加工工艺，都是由不同的细分环节组合而成，整体的加工成本就是产品涉及到的各个加工环节的成本之和。

以小工件为例，20秒一个，一分钟4个，一小时240个。十个小时就是2400个，意思就是正常情况下，做2000个当天基本就可以出货了。

那这个小工件的加工成本到底是多少呢？效率越高成本越低，成本核算其实核算的就是效率。大家做产品，核算成本或者工艺对比的时候，最简单的方式就是看这个工艺一天的产能能出多少个，这样心里就有谱了。

可实际情况不是这样，客户下了没有2400个订单，只有3个，折弯师傅呢也不是瞬间就能进入工作状态，换模、换刀、调试、再墨迹思考下，可能需要20分钟，意思就是做3个的话你需要的时间是20+1分钟，在成本上准备工作就需要20分钟左右了，而实际的加工成本才1分钟。

以上数据只是打个比喻，但反映的也是实际加工上需要付出的环节成本，也就是折弯环节实际的成本构成：

折弯成本=准备工作成本+实际加工成本。

为什么大部分传统钣金加工厂不想做样品？就是因为批量生产上可以忽略准备工作成本，拼的是实际加工成本，量越大越好量化，成本也更好预估。

而样品的生产，考虑的不再是单款的加工数量，而是款数的多少，直接需要降低的不再是实际的生产成本，而是需要把准备工作这个环节的效率不断提升，才能整体的去降低样品的生产成本，更是要专门搭建针对样品的生产流程，也就是我们现在一直在做的工作。

四、总结

折弯在设计上其实也没什么太多的技巧，主要是设计上的一些规范，而能不能加工和怎么降低成本达到自己想要的效果，也就是讲到的成本上，和实际加工上的细节以及注意事项。

再强调下，还是上面总结的两句：

1、原材料成本低，就是可以用很薄的材料做到很大的面积，通过折弯工艺增加板材强度解决形变风险。也可以通过折弯方式实现由板材到立体件的快速成型。

2、成型速度快，成型成本低，成型速度不依赖体积大小，不需要开模具，适合打样和批量生产。

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