鈑金展開料的計算很多教材上都講解了通過材料中性層的計算來確定展開尺寸。中性層的計算卻要知道彎曲半徑的大小。但是我們在使用折彎機折彎時卻很難知道彎曲半徑究竟有多大。原因很簡單，因為一般折彎機成型大多數都是彎曲半徑很小的。折彎機的上模的刀口大多數都是尖角。而板料在被上模壓製後彎曲的內壁並沒有完全貼合上模，依然會有一個較小的彎曲半徑。如（圖1）所以彎曲半徑根本就不能去參考上模的R角。如果去測量彎曲半徑的大小，測量的誤差很大。要是多道折彎其累計誤差會相當大。所以為了讓展開尺寸的計算來的更準確，計算更方便快速。做了一些實驗，並將實驗的數據整理成公式和圖表。最終通過此計算公式去調整計算機自動展開參數的設置。使得此計算方法在計算機設計和手工計算上都能得到應用。
折彎機彎曲後彎曲麵的實際形狀：
折彎機彎曲後彎曲麵實際並非是一個標準的圓弧，就拿一個90度折彎的實例來說，仔細觀察彎曲後的曲線非常類似於一條拋物線。如果說這個角是R3也隻能說這個位置和R3比較接近。同時還能發現彎曲的位置材料有少量的變薄現象。由於折彎機折彎有這些現象的存在使得用中性層來計算展開尺寸，或用體積法來計算展開尺寸，誤差都比較大。特別是多道折彎，累計誤差會非常明顯。
彎曲半徑和折彎機下模寬度的關係，以及對展開尺寸的影響
在相同的材料下，折彎機的下模V形槽寬度的不同所彎曲的半徑也會隨之改變。彎曲的半徑的改變同時又使展開尺寸發生變化。例如同樣厚度同樣材質的鋼板，左邊的是在30mm、寬的V形槽成的型，右邊的是在8mm寬的V形槽成的型。可以看出V形槽寬度不同，折彎後彎曲的半徑有較大差異。
由於彎曲半徑有差異其展開尺寸也肯定不同。所以在使用折彎機時，對V形槽寬度的選擇必須要有一個規範。否則這個人拿著料用8mm的V形槽，那個人用12甚至20mm的V形槽。同樣的展開料兩個人折出來的成型尺寸也各不相同。沒有這個規範給設計人員對零件的展開計算也帶來很大的麻煩。所以這個V形槽寬度應該怎麼定。可以看一下折彎機右側有一塊銘牌，上麵有著各種板厚對應V形槽寬度可選擇的範圍。可以發現所有的折彎機的銘牌上都是V形槽寬度=鋼板厚度6倍為最小槽寬的選用值。目前大多數鈑金廠在常規零件的設計時都希望折彎半徑盡可能的小，這樣出來的產品比較有線條感，外觀好看些。所以下麵將介紹V形槽寬度=鋼板厚度6倍時展開料的計算。
V形槽寬度=鋼板厚度6倍時各個料厚90度折彎後的實測尺寸
實驗材料:分別采用不同厚度的鋼板，鋼板厚度從1到10mm不等。將其長度都落料成100mm.為了保證鋼板厚度的精確，對每塊鋼板都用千分卡進行測量，3mm以下的采用冷板，剔除厚度誤差超過±0.02mm的。3mm以上的都用磨床將材料磨到標準尺寸，每塊鋼板厚度誤差同樣小於±0.02mm。為保證長度的精確，將所有料用502膠水粘合然後用線切割將整疊料切割成100mm的長度。最後用遊標卡尺對每塊料的長度測量，確定長度誤差小於±0.02mm。以上料的材質全部是Q235B。測量數據如下：
|
L1 |
L2 |
V形槽寬度（mm） |
折彎角度 |
鋼板厚度（mm） |
外形總長（mm） |
餘料長度（mm） |
餘料/厚度 |
|
45.84 |
55.92 |
6 |
90 |
1 |
101.77 |
1.76 |
1.7600 |
|
34.64 |
68.82 |
12 |
90 |
2 |
103.46 |
3.46 |
1.7300 |
|
43.52 |
61.72 |
18 |
90 |
3 |
105.24 |
5.24 |
1.7467 |
|
59.8 |
47.24 |
24 |
90 |
4 |
107.04 |
7.04 |
1.7600 |
|
25.64 |
83.14 |
30 |
90 |
5 |
108.78 |
8.78 |
1.7560 |
|
68.98 |
41.48 |
36 |
90 |
6 |
110.46 |
10.46 |
1.7433 |
|
36.38 |
81.12 |
60 |
90 |
10 |
117.5 |
17.5 |
1.7500 |
從上麵的實驗中可以看出L1+L2大於原來的料長。、這裏把這個多出來的長度稱為餘料長度。由此可以得出一個90度折彎公式：L1+L2-餘料長度=展開長度。在上麵的實驗中又可以看出餘料長度是有規律的基本上等於鋼板厚度的1.75倍。由此可以得到一個可以適用於10mm以下所有厚度的90度折彎公式：L1+L2-1.75T=展開長度。但是此公式成立的前提是V形槽寬度=6T。這裏的T為鋼板厚度。用上述同樣的方法發現當槽寬度=8T時。90度折彎公式為：L1+L2-1.85T=展開長度。
由於鋼板的厚度規格有很多。實際在用的模具並不能滿足所有鋼板厚度的6倍關係。所以在使用此公式時需掌握一個原則就是V形槽寬度盡可能的選用大於6倍鋼板厚度同時又最接近於6倍鋼板厚度的槽寬。如果實在不行可選用最接近於8倍鋼板厚度的V形槽寬，套用第2條公式。
0到180度折彎的實測尺寸
實驗材料:2mm厚的Q235B冷板，長度都落料成100mm。厚度和長度誤差均小於±0.02mm。
為了符合平時的測量習慣，大於90度和小於90度的折彎分為下麵兩種。
1）大於90度的折彎，L1和L2的長度為每條邊的端點測量到兩條邊的虛交點的長度。
2）小於90度的折彎，L1和L2的長度為每條邊的端點測量到圓角切點的長度。
大於90度的折彎實測數據，
|
L1 |
L2 |
V形槽寬度 |
折彎角度 |
鋼板厚度 |
外形總長 |
餘料長度 |
S=餘料/厚度 |
|
|
|
6 |
90 |
2 |
|
|
1.75 |
|
51.38 |
51.42 |
6 |
100 |
2 |
102.8 |
2.8 |
1.40 |
|
51.14 |
51.08 |
6 |
110 |
2 |
102.22 |
2.22 |
1.11 |
|
50.9 |
50.86 |
6 |
120 |
2 |
101.76 |
1.76 |
0.88 |
|
50.6 |
50.76 |
6 |
130 |
2 |
101.36 |
1.36 |
0.68 |
|
50.72 |
50.32 |
6 |
140 |
2 |
101.04 |
1.04 |
0.52 |
|
50.28 |
50.46 |
6 |
150 |
2 |
100.74 |
0.74 |
0.37 |
|
50.02 |
50.46 |
6 |
160 |
2 |
100.48 |
0.48 |
0.24 |
|
50.1 |
50.14 |
6 |
170 |
2 |
100.24 |
0.24 |
0.12 |
|
|
|
6 |
180 |
2 |
100 |
0 |
0 |
注：上麵表格中90度的折彎是借用前一個實驗的數據，這裏沒有再做測試。180度等於沒有折彎，所以也不用做測試。
注：S為折彎係數=餘料/厚度。
小於90度的折彎實測數據
|
L1 |
L2 |
V形槽寬度 |
折彎角度 |
鋼板厚度 |
外形總長 |
餘料長度 |
K=餘料/厚度 |
|
|
|
6 |
90 |
2 |
|
|
1.7500 |
|
50.6 |
52.58 |
6 |
80 |
2 |
103.18 |
3.18 |
1.5900 |
|
50.44 |
52.42 |
6 |
70 |
2 |
102.86 |
2.86 |
1.4300 |
|
50.26 |
52.28 |
6 |
60 |
2 |
102.54 |
2.54 |
1.2700 |
|
50.12 |
52.08 |
6 |
50 |
2 |
102.2 |
2.2 |
1.1000 |
|
49.32 |
51.28 |
6 |
0 |
2 |
100.6 |
0.6 |
0.3000 |
本次實驗模具最小隻能折彎到50度。0度是將材料先折彎到50度，然後在內側墊上一塊2.5的鋼板壓平至兩條邊平行。
展開尺寸的計算公式
展開公式為：
L1+L2-ST=展開長度。
多道折彎時此公式的應用
定義
：當產品有多道折彎時，展開長度等於所有外包尺寸的總和減去所有折彎角所對應的餘料長度之總和。
注：外包尺寸就是在鋼板厚度外側進行測量的尺寸。
此定義成立的原理是，假如一個產品有n個折彎角，可將此產品分割成n個隻有
單個角折彎的小段（分割位置在兩頭各有折彎角中間的直線段，位置可以任意）。將每個小段的展開長度相加實際就等於總展開長度。展開長度=26+32+70+40+51+30-（1.75*6*3+0.88*6+1.27*6）=204.6
計算公式的應用範圍
雖然此次實驗隻做了材料為Q235B的實驗，但是大多數塑性比較好的金屬，他們在彎曲時中性層的偏移差異非常小，幾乎可以忽略不計。因此又將此公式推廣到其他的一些材質。比如像碳素結構鋼類：Q 159、Q 215、Q345、08F，鋁板5020、6061，不鏽鋼304、316等。在生產的實際應用中都驗證了其計算的準確性。其中鋼板Q345和鋁板6061的塑性稍差些，在彎曲時隻要不產生細微裂紋計算結果還是很準確的。
結束語
利用實驗得到了非常精確的計算公式，再由此公式去調整CATIA鈑金參數編輯器中的參數，使得此實驗結果在計算機設計和手工計算上都能得到應用。給生產和設計都帶來極大的方便。此數據還可以應用到別的三維機械設計軟件。比如像Solid Work和ug還有plo/e等。都可以通過類似的方法去調整鈑金參數從而得到一個和實驗數據非常吻合的計算結果。
本文出自：www.x-rayoptics.com
