鈑金加工工藝不斷地精益求精，尤其是在一些不銹鋼折彎、不銹鋼裝飾件折彎、鋁合金折彎、飛機(jī)零件折彎、銅板折彎等應(yīng)用上，進(jìn)一步對(duì)成形工件的表面質(zhì)量提出了更高的要求。傳統(tǒng)的折彎工藝較易對(duì)工件的表面造成損傷，與模具接觸的表面會(huì)形成一條明顯壓痕或刮痕，從而影響產(chǎn)品的美觀度，降低了用戶對(duì)產(chǎn)品的價(jià)值判斷。
本文以折彎一個(gè)V形零件為例進(jìn)行論述。鈑金折彎是金屬板料在折彎機(jī)凸模或凹模的壓力下，首先經(jīng)過彈性變形，然后進(jìn)入塑性變形的成形過程。在塑性彎曲的開始階段，板料是彎曲的。隨著凸模或凹模對(duì)板料的施壓，板料與凹模V形槽內(nèi)表面逐漸靠緊，同時(shí)曲率半徑和彎曲力臂也逐漸變小，繼續(xù)加壓直到行程終止，使凹模與板材三點(diǎn)靠緊全接觸，此時(shí)完成一個(gè)V形彎曲。折彎時(shí)，由于金屬板料會(huì)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(diǎn)便會(huì)隨著折彎工序的進(jìn)行而滑移。折彎工序中板料會(huì)經(jīng)歷彈性變形和塑性變形兩個(gè)明顯的階段，在折彎工序中又會(huì)有保壓的過程（模具與板料三點(diǎn)接觸），所以在折彎工序完成后，會(huì)形成三條壓痕線。這些壓痕線一般是板料與凹模V槽肩部擠壓摩擦產(chǎn)生的，故叫做肩部壓痕，形成肩部壓痕的主要原因可以簡單歸類為以下幾種。
折彎方式
既然前面說肩部壓痕的產(chǎn)生跟板料與凹模V槽肩部接觸有關(guān)，那么在折彎過程中，凸模與凹模之間的間隙不同影響板材受到的壓應(yīng)力，產(chǎn)生壓痕的幾率和程度也會(huì)不一樣。相同V槽的條件下，折彎工件的折彎角度越大，金屬板料被拉伸形變量也越大，金屬板料在V形槽肩部摩擦距離也越長；再者，折彎角度越大，凸模對(duì)板料施加壓力的保持時(shí)間也會(huì)越長，綜合這兩個(gè)因素造成的壓痕也就越明顯。
凹模V槽的結(jié)構(gòu)
對(duì)不同厚度的金屬板料進(jìn)行折彎時(shí)，選擇的V槽寬度也不一樣。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(yīng)的，金屬板料與凹模V槽肩部產(chǎn)生摩擦力也越小，壓痕也自然而然減小了，相反的，板厚越薄，V槽越窄，壓痕也越明顯。
既然說到摩擦，我們考慮的另一個(gè)與摩擦相關(guān)的因素便是摩擦系數(shù)。凹模V槽肩部的R角大小不一樣，在板料折彎成形的過程中對(duì)板材造成的摩擦也不一樣。另一方面，從凹模V槽對(duì)板料施加壓力的角度考慮也一樣，凹模V槽的R角越大，板料與凹模V槽肩部的壓力越小，壓痕便越輕微，反之亦然。
凹模V槽潤滑程度
前面說到凹模V槽表面會(huì)與板料互相接觸而產(chǎn)生摩擦。當(dāng)模具出現(xiàn)磨損，V槽和板料接觸部分便會(huì)越來越粗糙，摩擦系數(shù)也越來越大。當(dāng)板料在V槽表面滑移時(shí)，V槽與板料接觸實(shí)際上是無數(shù)粗糙的凸點(diǎn)與面的點(diǎn)接觸，這樣作用在板料表面的壓力也會(huì)相應(yīng)增大，壓痕也就越明顯。另一方面，工件折彎前沒有對(duì)凹模V槽進(jìn)行擦拭清潔，往往會(huì)因?yàn)閂槽上殘留的碎屑對(duì)板料擠壓而產(chǎn)生明顯的壓痕，這種情況通常在設(shè)備折彎鍍鋅板、碳鋼板等工件時(shí)出現(xiàn)。
既然知道折彎壓痕出現(xiàn)的主要原因是板料與凹模V槽肩部產(chǎn)生摩擦，那么便可以從原因?qū)虻乃季S出發(fā)，通過工藝技術(shù)去減少板料與凹模V槽肩部產(chǎn)生的摩擦力。根據(jù)摩擦力公式f=μ·N可知，影響摩擦力的因素有摩擦系數(shù)μ和壓力N，而且都與摩擦力成正比關(guān)系，相應(yīng)的，可以制定以下幾種工藝方案。
凹模V槽肩部使用非金屬材料
僅僅通過增大模具V槽肩部R角的傳統(tǒng)做法改變折彎壓痕效果并不大。從降低摩擦副中壓力的角度出發(fā)，可以考慮在保證原有需要的擠壓效果的前提下，將V槽肩部改成比板料更軟的非金屬材料，如尼龍、優(yōu)力膠（PU彈性體）等材料。考慮到這些材料容易損耗，需定期更換，目前應(yīng)用這些材料的V槽結(jié)構(gòu)有以下幾種。
凹模V槽肩部改滾珠、滾筒結(jié)構(gòu)
同樣基于減少板料與凹模V槽之間摩擦副摩擦系數(shù)的原則，可以將板料與凹模V槽肩部的滑動(dòng)摩擦副轉(zhuǎn)變成滾動(dòng)摩擦副，從而大大減少板料受到的摩擦力，避免出現(xiàn)折彎壓痕。目前模具行業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用此種工藝，滾珠無痕折彎模具是比較典型的應(yīng)用實(shí)例。
滾珠無痕折彎模具
滾珠無痕折彎模具滾筒與V槽之間為了避免剛性摩擦，同時(shí)也是為了讓滾筒更容易轉(zhuǎn)動(dòng)和潤滑而添加了滾珠，從而同時(shí)達(dá)到減少壓力和降低摩擦系數(shù)的效果，所以滾珠無痕折彎模具加工出來的零件基本可以實(shí)現(xiàn)無可見壓痕，但對(duì)鋁銅等軟性板材無痕折彎效果不佳。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，由于滾珠無痕折彎模具結(jié)構(gòu)較前面所述的幾種模具結(jié)構(gòu)都復(fù)雜，加工成本高，維護(hù)難度大，這也是作為企業(yè)管理人員在選用時(shí)需要考慮的因素。
凹模V槽肩部改翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)
目前行業(yè)中還有一種模具是利用支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)原理通過凹模肩部翻轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)零件折彎的。這種模具一改傳統(tǒng)定型凹模V槽結(jié)構(gòu)，將V槽兩側(cè)傾斜面設(shè)置成可翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在凸模下壓板料的過程中，借助凸模的壓力將凹模兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由凸模頂點(diǎn)向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而使板料折彎成形。這種工況下的板料與凹模并沒有產(chǎn)生明顯的局部滑動(dòng)摩擦，而是緊貼著翻轉(zhuǎn)平面向凸模的頂點(diǎn)靠攏，避免零件出現(xiàn)壓痕。這種模具的結(jié)構(gòu)較前面幾種結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，帶有拉簧、翻轉(zhuǎn)板結(jié)構(gòu)，維護(hù)成本和加工成本更大。
凹模V槽與板料隔離
前面提到的都是通過變換折彎模具的方式實(shí)現(xiàn)無痕折彎，對(duì)企業(yè)管理者來說，為實(shí)現(xiàn)個(gè)別零件無痕折彎而開發(fā)采購一套新模具的做法不可取。從摩擦接觸的角度出發(fā)，只要將模具和板料隔離開來，摩擦便不存在。于是，在不變換折彎模具的前提下，可通過使用軟質(zhì)薄膜的方式使凹模V槽與板料之間不產(chǎn)生接觸的方式來實(shí)現(xiàn)無痕折彎。這種軟質(zhì)薄膜也叫折彎無痕壓膜，材質(zhì)一般有橡膠、PE（聚乙烯）、PU（聚氨酯）等。橡膠和PVC的優(yōu)點(diǎn)是原材料成本較低，缺點(diǎn)是不耐壓、保護(hù)性能差、壽命短；PE、PU作為性能優(yōu)良的工程材料，以其為基材生產(chǎn)的無痕折彎壓膜具有良好的抗撕裂性能，所以壽命較高、保護(hù)性較好。
折彎保護(hù)膜主要是在工件和凹模肩部之間起到緩沖作用，抵消模具與板料之間的壓力，從而防止工件在折彎時(shí)產(chǎn)生壓痕，使用時(shí)只要把折彎膜放在凹模上即可，具有成本低，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。目前市面上的折彎無痕壓膜一般厚度為0.5mm，尺寸可根據(jù)需要而定制。折彎無痕壓膜一般可在2t壓力的工況下達(dá)到約200次折彎的使用壽命，并具有耐磨性強(qiáng)、抗撕裂性強(qiáng)、彎曲性能優(yōu)異、抗張強(qiáng)度及斷裂伸長率高、耐潤滑油及脂肪族碳?xì)淙軇┑忍匦浴?
前面介紹了幾種實(shí)現(xiàn)無痕折彎的工藝方法，下面對(duì)這幾種工藝方法進(jìn)行對(duì)比。
鈑金加工行業(yè)市場競爭十分激烈，企業(yè)想要在市場占據(jù)一席之地，就需要對(duì)加工工藝技術(shù)不斷精益求精。不僅要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能性，更要考慮產(chǎn)品的工藝性和美觀性，同時(shí)也要考慮加工經(jīng)濟(jì)性，通過應(yīng)用更經(jīng)濟(jì)的工藝方法使產(chǎn)品更易加工、更經(jīng)濟(jì)、更美觀。
