CNC 折弯机基础知识

折弯机是一种工作区域窄而长的压力机。下横梁安装下模，上滑块安装凸模。液压缸或伺服电驱动推动滑块下行，CNC 决定行程深度、速度和停止位置。后挡指将板材顶在定位块上，使每次折弯落在同一位置；挠度补偿系统则补偿滑块在负载下于床身中部产生的变形。

控制器是手动折弯机与 CNC 折弯机的区别所在。操作员导入或输入零件几何形状，控制器计算每个法兰的行程深度、后挡指位置和折弯顺序。角度修正依据存储的材料表进行，因此首件设定基准，后续件跟随。现代机床的滑块重复精度可达几千分之一毫米，所以 100 件的批量从首件到最后一件能保持同一角度。

轴数很重要。2 轴机床控制滑块深度（Y）和后挡指（X）。增加 R 轴控制高度、Z 轴控制侧移后，就能折弯那些在简单装夹下会干涉的法兰零件。高轴数机床还支持折弯顺序模拟，控制器会在实际加工前提示模具碰撞。

• 1
  Y 轴滑块深度，决定折弯角度。
• 2
  X 轴后挡指沿床身移动，决定法兰长度。
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  R 轴和 Z 轴定位高度和侧移，用于多法兰零件。
• 4
  挠度补偿补偿滑块变形，使折弯全长角度一致。

大多数钣金折弯采用自由折弯。凸模不压到底，而是把板材压入 V 形开口，角度由滑块下压深度决定。因此同一套模具可以折出 90°、120° 或 60°。压底和压印则是把金属压向模壁，角度更锐利、更一致，但需要大得多的吨位，且每个角度需专用模具。

V 形开口是决定其他参数的变量。常用规则是：低碳钢的下模开口取材料厚度的 6 到 8 倍。窄 V 口得到更小的内半径，需要更大压力；宽 V 口得到更大半径、压力更小，但薄板的角度控制较差。

自由折弯时内半径跟随凸模尖端，约为 V 形开口的 0.16 倍。设计师常画出尖锐内角，车间则要说明金属无法成形。如果图纸要求小内半径，凸模尖端和 V 形开口必须一起选择，吨位也要在机床能力范围内。

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  自由折弯滑块深度决定角度，一套模具覆盖多种角度。
• 2
  压底凸模接触下模，角度基本由模具固定。
• 3
  压印高吨位，半径小、角度公差紧。
• 4
  经验规则低碳钢 V 形开口取材料厚度的 6–8 倍。

板材在折弯过程中不会均匀拉伸。内侧受压，外侧受拉，中间有一层长度保持不变。折弯余量就以这一中性层为基准。如果设计师把各法兰长度相加，并假定总和等于平板毛坯，成品就会短一点或长一点，量虽小但确实存在。

折弯余量是中性层的弧长。折弯扣除是从外形尺寸之和中减去、以得到展开长度的量。车间通常用扣除，因为它与图纸标注法兰的方式一致。两者都取决于材料厚度、内半径和 K 因子，即中性层位置占厚度的比例。

K 因子不是常数。低碳钢自由折弯时通常在 0.33 到 0.45 附近，并随下模开口、材料和成形方式变化。长期加工同一材料的车间有自己的表。这就是 CAD 软件与折弯机控制器算出的展开图可能相差零点几毫米的原因，也是批量开始前要检查首件的原因。

• 1
  折弯余量折弯处中性层的弧长。
• 2
  折弯扣除外形尺寸之和减去展开长度。
• 3
  K 因子中性层位置，自由折弯通常为 0.33–0.45。
• 4
  首件批量投产前验证展开图。

凸模松开后，所有金属都会回弹。折弯略微松弛，角度张开。5052 铝和低碳钢等较软金属回弹较小；7075 铝、301 不锈钢和高强度钢回弹较大，可能需要过弯或压底。厚料回弹大于薄料，宽下模开口会增大回弹。

在紧弯处，轧制方向很重要。让弯曲线横穿轧制方向而非沿其方向，可降低外弧开裂风险。对于 6061-T6 或高强度钢的紧半径，车间可能需要更大的内半径、退火态，或在展开图中将弯曲线旋转 90°。

有些特征本身就不适合折弯。孔或槽离弯曲线太近，金属流动时会变形。法兰短于约 4 倍料厚时，模具难以夹持，容易拉出位置。折弯落在焊缝上可能开裂。这些是图纸层面的决定，在屏幕上修改比在车间返工便宜。

• 1
  回弹释放后角度张开；需过弯或压底校正。
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  轧制方向紧半径处弯曲线应横穿轧制方向。
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  孔到折弯孔边距弯曲线至少 2.5 × 料厚加内半径。
• 4
  短法兰小于 4 × 料厚时模具难以夹持。

零件是由平板料制成的面板、支架、机箱或壳体，批量中低，且设计能接受折弯半径和法兰时，折弯更优。模具成本低、装夹快，50 件的小批量通常比机加工或铸造便宜。在展开图上增加孔、槽和切口几乎不增加成本。

零件需要三维紧公差、深腔、螺纹凸台，或形状无法由平板料成形时，机加工更优。带 ±0.005 mm 内孔和 90° 法兰的支架可能需要两者结合：先折弯板材，成形后再加工关键特征。铸造适合几何固定的大批量，但模具交期和成本要到数千件才划算。

实际问题是折弯半径和法兰。如果图纸在 3 mm 不锈钢上标出尖内角，折弯会开裂或吨位超出设备能力。如果 2 mm 板材上法兰只有 5 mm 长，模具夹不住。设计碰到这些限制时，通常的解决办法是加大半径、加长法兰，或改用机加工件。

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  折弯面板、支架、壳体；中低批量。
• 2
  机加工三维紧公差、型腔、凸台、厚壁。
• 3
  先折后铣先成形板材，再加工关键特征。
• 4
  铸造几何固定的大批量；模具成本需摊销。