Lenturan ialah salah satu operasi pembentukan yang paling biasa dalam pengecapan logam. Daripada kurungan ringkas kepada kepungan yang kompleks, hampir setiap bahagian yang dicop yang berubah arah bergantung pada proses lenturan. Namun di sebalik kesederhanaan yang jelas, lenturan memperkenalkan cabaran kejuruteraan sebenar - springback, retak, hanyutan dimensi dan kecacatan permukaan - yang memerlukan pengiraan yang teliti dan reka bentuk perkakas.
Panduan ini merangkumi asas-asas lenturan pengecap logam: jenis lenturan utama dan masa untuk menggunakannya, cara mengira daya lentur dan jejari lentur minimum, kaedah yang terbukti untuk meramal dan mengimbangi springback, dan prinsip reka bentuk acuan yang memastikan pengeluaran berjalan konsisten.
Apakah Lenturan dalam Pengecapan Logam?
Dalam pengecapan logam, lenturan ialah ubah bentuk plastik kepingan logam di sekeliling paksi lurus menggunakan set penebuk dan die. Bahan pada permukaan luar meregang (ketegangan) manakala permukaan dalam memampat. Paksi neutral — kira-kira pada 40–44 % ketebalan bahan dari permukaan dalam — kekal pada kira-kira panjang tetap.
Operasi lenturan boleh dilakukan dengan brek tekan, acuan pengecap dengan stesen lentur terbina dalam atau acuan pembentukan khusus. Pilihan bergantung pada geometri bahagian, volum pengeluaran, dan keperluan toleransi.
Jenis Lenturan dalam Pengecapan Logam
Profil lentur yang berbeza memerlukan pendekatan perkakas yang berbeza. Jadual di bawah membandingkan jenis bengkok yang paling biasa digunakan dalam pengecapan pengeluaran.
| Jenis Bengkok | Penerangan | Aplikasi Biasa | Kerumitan Die | Sensitiviti Springback |
|---|---|---|---|---|
| Bengkok V | Tebuk tekan helaian ke dalam rongga die berbentuk V | Kurungan, penutup, bebibir ringkas | Mode | Rendah |
| Low | Bebibir 90° terbentuk pada bahu die | Kurungan L, tab pelekap, bebibir tepi | Mode | Rendah |
| U-Bend | Helaian dibentuk menjadi profil saluran U | Saluran, dulang, rusuk mengeras | Sederhana | Tinggi (dua selekoh) |
| Z-Bend | Dua selekoh bertentangan mencipta Z-offset | Offset untuk pelepasan, kurungan langkah | Sederhana | Tinggi (kumulatif) |
| Hemming | Tepi dilipat lebih 180° pada dirinya | Tepi panel, tepi keselamatan, penutup automotif | Sederhana–Tinggi | Rendah (terperangkap) |
| Lenturan Rocker/Roll | Kelengkungan beransur-ansur dibentuk oleh rolling atau rocker dies | Panel melengkung, cengkerang silinder | Tinggi | Pembolehubah |
| Lap Lentur | Lembaran disapu pada tepi cetakan dengan pad tekanan | Lentur tepi mudah, bebibir kembali | Rendah–Sederhana | Rendah |
| Lenturan Putar | Segmen die berputar membentuk selekoh | Ketepatan lenturan, permukaan rapuh | Tinggi | Rendah (terkawal) |
Bila Memilih Setiap Jenis
- V-bend dan L-bend ialah pilihan lalai untuk bebibir satu arah. Mereka memerlukan perkakas yang paling mudah dan sesuai dengan volum sederhana hingga tinggi.
- U-bend sesuai apabila anda memerlukan profil saluran atau dulang. Jangkakan springback yang lebih tinggi kerana dua zon selekoh bertindak serentak.
- Z-bend mencipta ciri mengimbangi tetapi mengumpul springback dari kedua-dua selekoh; merancang untuk toleransi sudut yang lebih ketat.
- Hemming mengunci bahan pada tempatnya, hampir menghapuskan springback. Gunakan untuk tepi keselamatan atau di mana permukaan panel siram diperlukan.
- Lenturan lap berfungsi dengan baik untuk tepi lurus yang panjang di mana set V-die penuh akan menjadi tidak praktikal.
Pengiraan Daya Lentur
Ramalan daya lentur yang tepat menghalang beban lampau tekan dan memastikan kualiti lenturan yang konsisten.
Formula Daya Lentur-V
Formula piawai untuk daya lentur-V ialah:
P = (C × S × L × T²) / W
Di mana:
– P = daya lentur yang diperlukan (kN)
– C = pekali die (1.3 untuk V-bengkok dengan die;1.3 untuk bukaan 1.2;T.2; untuk 16T)
– S = kekuatan tegangan bahan (MPa)
– L = panjang lentur (mm)
– T = ketebalan bahan (mm)
– W = lebar bukaan die (mm)
Contoh Praktikal
Diberi: Keluli ketebalan lembut (mm) 5.00 mm (kekuatan tegangan 0.0 mm) mm, bukaan dadu 16 mm (8 × T), bengkok V.
P = (1.3 × 400 × 500 × 2.0²) / 16
P = (1.3 × 400 × 500 × 4) / 16
P = 1,040,000 / 16
P = 65 kN (kira-kira 6.6 tan)
Lenturan Udara lwn. Bottoming lwn. Syiling
| Kaedah | Penerangan | Keperluan Daya | Ketepatan |
|---|---|---|---|
| Lenturan udara | Punch tidak duduk sepenuhnya; sudut dikawal oleh kedalaman | 50–60 % daripada daya dasar | ±0.5° tipikal |
| Bottoming (bebibir syiling) | Bahan ditekan rata pada dinding cetakan | 3–5 × daya lentur udara | ±0.25° |
| Coining penuh topsennag stang jejari | Coining | 5–10 × daya lentur udara | ±0.1° |
Lenturan udara ialah kaedah yang paling biasa dalam pengecapan pengeluaran kerana ia menggunakan tan yang lebih rendah dan membenarkan pelarasan sudut tanpa perubahan alatan.
Springback: Pengiraan dan Pampasan
Apakah Springback?
Apabila pukulan ditarik balik, pemulihan elastik menyebabkan sudut lenturan terbuka sedikit dan jejari lenturan meningkat. springback ini ialah satu-satunya sumber ralat dimensi terbesar dalam selekoh yang dicop.
Faktor Springback
Springback bergantung pada:
– Kekuatan hasil bahan — hasil lebih tinggi = lebih springback
– Nisbah jejari-kepada-ketebalan bengkok (R/T) — R/T lebih besar = lebih springback
– Sudut bengkok — sudut yang lebih luas menghasilkan springback yang lebih mutlak
– Jenis bahan — spring back aluminium dan keluli tahan karat lebih daripada keluli lembut
Anggaran Sudut Springback
Anggaran kejuruteraan praktikal:
Δα = (σ_y × R) / (E × T)
Di mana:
– Δα = sudut springback (radian)
– σ_y = kekuatan hasil bahan (MPa)
– R = jejari lentur dalam (mm)
– E = modulus kenyal (MPa)
– T = ketebalan bahan (mm)
Tukar radian kepada darjah: Δα (deg) = Δα (rad) × 57.3
Jadual Pampasan Lentur Terlebih
Untuk mencapai sudut lentur sasaran, bahan tebuk mesti melepasi-bengkok. Jadual di bawah menunjukkan sudut lebih lentur biasa yang diperlukan untuk mencapai sudut akhir 90°.
| bahan | Ketebalan (mm) | Nisbah R/T | Springback (°) | Sudut Lentur Terlebih untuk Mencecah 90° |
|---|---|---|---|---|
| Keluli Lembut (SPCC) | 1.0 | 1.0 | 1.5–2.0 | 91.5–92.0° |
| Keluli Lembut (SPCC) | 2.0 | 1.0 | 1.0–1.5 | 91.0–91.5° |
| Keluli Lembut (SPCC) | 2.0 | 3.0 | 2.5–3.5 | 92.5–93.5° |
| Keluli Tahan Karat (SUS304) | 1.0 | 1.0 | 3.0–4.0 | 93.0–94.0° |
| Keluli Tahan Karat (SUS304) | 2.0 | 1.0 | 2.0–3.0 | 92.0–93.0° |
| Aluminium 5052-H32 | 1.0 | 1.0 | 2.5–3.5 | 92.5–93.5° |
| Aluminium 5052-H32 | 2.0 | 1.0 | 1.5–2.5 | 91.5–92.5° |
| Aluminium 6061-T6 | 1.5 | 2.0 | 4.0–5.5 | 94.0–95.5° |
| Kuprum C110 | 1.0 | 1.0 | 2.0–3.0 | 92.0–93.0° |
Nota praktikal: Sentiasa sahkan sudut lebih-lentur dengan pertama. Nilai teori ialah titik permulaan — springback sebenar berbeza-beza mengikut kumpulan bahan, arah butiran dan kehausan cetakan.
Kaedah untuk Mengawal Springback
- Lenturan udara dengan terlalu lentur — pendekatan yang paling biasa; laraskan kedalaman tebuk untuk mengimbangi.
- Bottoming / coining — memaksa bahan untuk menyesuaikan sepenuhnya dengan acuan, mengurangkan springback kepada ±0.25°.
- Mencipta jejari selekoh — mengecap jejari yang tepat ke dalam bahan, meminimumkan pemulihan elastik.
- Pemilihan bahan — pilih aloi dengan nisbah hasil-ke-UTS yang lebih rendah (cth., temper annealed over full-hard).
- Tulang rusuk timbul atau syiling — tambahkan ciri mengeras setempat di sepanjang garis selekoh untuk menahan pemulihan elastik.
- Lenturan penggelek atau putar — membentuk selekoh secara berperingkat, mengagihkan terikan dan mengurangkan tegasan keanjalan puncak.
- Lenturan dibantu haba — untuk aloi berkekuatan tinggi, pemanasan setempat mengurangkan kekuatan hasil dan springback.
Jadual Jejari Selekoh Minimum
Melebihi jejari selekoh minimum menyebabkan keretakan pada permukaan luar. Jadual di bawah menyediakan nilai garis panduan untuk bahan biasa.
| bahan | perangai | Min. Jejari Bengkok (× T) |
|---|---|---|
| Keluli Lembut (SPCC, DC01) | Disepuh | 0.5 T |
| Keluli Lembut (SPCC, DC01) | 1/4 Keras | 1.0 T |
| Keluli Tahan Karat 304 | Disepuh | 1.0 T |
| Keluli Tahan Karat 304 | 1/4 Keras | 2.0 T |
| Keluli Tahan Karat 316 | Disepuh | 1.0 T |
| Aluminium 1100 | O (Annealed) | 0 T (boleh bengkok ke jejari sifar) |
| Aluminium 5052-H32 | 1/4 Keras | 1.5 T |
| Aluminium 6061-T6 | Penuh Keras | 3.0–4.0 T |
| Kuprum C110 | Disepuh | 0 T |
| Loyang C260 | Disepuh | 0 T |
| Loyang C260 | Separuh Keras | 1.0 T |
| Titanium Gred 2 | Disepuh | 2.5–3.0 T |
| Aloi Rendah Kekuatan Tinggi (HSLA) | Digulung sebagai | 2.0–3.0 T |
Peraturan utama:
– Bengkok berserenjang dengan arah guling (arah butiran) apabila boleh — lentur selari dengan butiran meningkatkan risiko keretakan sebanyak 30–50 %.
– Perangai yang lebih lembut membolehkan jejari yang lebih ketat. Nyatakan bahan anil jika bengkokan ketat adalah kritikal.
– Untuk aluminium 6061-T6, keretakan adalah perkara biasa di bawah 3T. Pertimbangkan 6061-O (anil) dan panaskan semula selepas terbentuk.
Kecacatan dan Penyelesaian Lentur Biasa
Walaupun dengan pengiraan yang betul, lenturan pengeluaran boleh menghasilkan kecacatan. Jadual di bawah menyenaraikan isu yang paling kerap dan puncanya.
| Kecacatan | Penerangan | Punca Punca | Penyelesaian |
|---|---|---|---|
| Retak permukaan | Keretakan pada permukaan lentur luar | Jejari lentur terlalu ketat; bahan terlalu keras; arah butiran salah | Naikkan jejari; gunakan perangai yang lebih lembut; putar kosong 90° kepada butiran |
| Springback / angle drift | Sudut akhir terbuka melebihi toleransi | Lenturan berlebihan tidak mencukupi; nisbah R/T tinggi | Tingkatkan perjalanan tebuk; gunakan bottoming die; tambahkan tulang rusuk syiling |
| Kedutan pada jejari dalam | Kedutan mampatan pada bahagian dalam selekoh | Regangan mampatan yang berlebihan; bahan nipis; R/T besar | Kurangkan pembukaan die; gunakan lenturan lap; tambah sokongan belakang |
| Herotan tepi | Tepi menyala atau tunduk pada hujung selekoh | Bahan percuma di hujung tidak disokong semasa selekoh | Tambah takik pelega tepi; gunakan bukaan die yang lebih luas; tambah pad tahan |
| Putar | Bahagian berpusing di sepanjang paksi lentur | Ketebalan bahan tidak sekata; pemuatan luar pusat; anisotropi bijian | Imbangan daya pukulan; gunakan lekapan anti-twist; semak ketekalan kosong |
| Anjakan dimensi | Panjang bebibir atau kedudukan bengkok di luar spesifikasi | Aliran bahan semasa bengkok; haus perkakas | Reka bentuk semula dimensi kosong; menggantikan alatan yang haus; tambah lubang perintis |
| Permukaan calar / pedih | Calar atau pengambilan bahan pada tebuk/mati | Pelinciran tidak mencukupi; permukaan perkakas kasar; tekanan sentuhan tinggi | Memperbaiki pelinciran; menggilap permukaan mati; gunakan keluli alat bersalut |
| Retak garisan bengkok pada takuk | Retak bermula pada takuk atau potongan berhampiran bengkok | Kepekatan tegasan pada tepi ciri | Tambah pelega pada bucu takuk; alihkan takuk dari zon lentur |
Perkara Utama Reka Bentuk Bend Die
Reka bentuk cetakan yang betul ialah asas lenturan yang konsisten dan berkualiti tinggi. Pertimbangan berikut digunakan untuk kedua-dua acuan lentur khusus dan stesen lentur dalam acuan progresif.
1. Lebar Bukaan Die
Bukaan dadu (lebar V) secara langsung mempengaruhi kualiti lentur dan daya yang diperlukan.
Peraturan praktikal: W = 6T hingga 12T untuk lenturan udara; W = 8T ialah titik permulaan biasa.
- Terlalu sempit: tonase tinggi, risiko penebuk dasar, penandaan permukaan
- Terlalu lebar: kawalan sudut lemah, springback berlebihan, herotan tepi
2. Jejari Tebuk
Jejari hujung tebuk hendaklah 0.5T hingga 1.5T untuk lenturan udara standard. Jejari yang lebih kecil meningkatkan ketegangan pada permukaan luar dan meningkatkan risiko keretakan; jejari yang lebih besar meningkatkan springback.
3. Jejari Bahu Mati
Jejari bahu die (peralihan melengkung dari muka die ke rongga-V) biasanya berjulat dari 2T hingga 4T. Bahu yang lebih tajam mengurangkan jejari lentur yang berkesan tetapi meningkatkan seretan bahan dan kehausan alatan.
4. Bahan dan Salutan untuk Komponen Die
| Komponen | Bahan Disyorkan | Rawatan Permukaan |
|---|---|---|
| Tebuk | D2, DC53 atau karbida (untuk volum tinggi) | Salutan TiN atau TiCN untuk rintangan haus |
| Blok mati | D2, SKD11 | Krom keras atau nitriding |
| Pad tekanan / penjalur | A2 atau S7 | Oksida hitam atau fosfat |
5. Pad dan Pelucut Spring-Loaded
Pad tekanan spring-loaded memegang kosong rata semasa membongkok, mengelakkan herotan tepi dan mengekalkan ketepatan kedudukan lentur. Daya pad hendaklah 10–20 % daripada daya lentur.
6. Pampasan Sudut dalam Die
Untuk pengeluaran volum tinggi, bina dalam sudut lebih lentur tetap (berdasarkan jadual springback di atas) dan bukannya bergantung pada pelarasan kedalaman tekan. Sudut acuan biasa untuk lenturan siap 90°:
- Keluli lembut: sudut cetakan 88–88.5° (sudut tebuk 88°)
- Sudut cetakan tahan karat 304: Sudut cetakan 86–87°
- Aluminium 6061-T6: sudut mati 84–85°
7. Takik Pelega dan Ciri Juruterbang
Apabila selekoh tamat pada tepi bebibir, tambahkan takik pelega (biasanya 1.5T × 1.5T) pada titik akhir selekoh untuk mengelakkan herotan tepi terkoyak. Untuk bahagian yang mempunyai kedudukan kritikal, masukkan lubang pandu berhampiran garisan selekoh untuk mengesan dalam acuan.
8. Pelucutan dan Pelepasan Bahagian
Selepas dibengkokkan, bahagian itu mungkin mencengkam pukulan. Rancang untuk penarik spring, pancaran udara atau pin kalah mati untuk memastikan penyingkiran bahagian yang boleh dipercayai pada setiap pukulan.
Amalan Terbaik untuk Lenturan Pengeluaran
- Prototaip dahulu. Jalankan sampel artikel pertama dan ukur springback sebelum melakukan sudut perkakas pengeluaran.
- Kawal bahan masuk. Variasi dalam ketebalan, suhu dan arah butiran secara langsung mempengaruhi ketekalan sudut lentur.
- Gunakan pelincir. Pelincir pengecap yang konsisten (parafin berklorin atau ester sintetik) mengurangkan pedih dan menambah baik kemasan permukaan.
- Pantau kehausan alatan. Jejari tebuk dan jejari bahu mati tukar dengan penggunaan — jadualkan selang penyelenggaraan pencegahan berdasarkan kiraan strok.
- Dokumen semua. Rekod kedalaman tebuk, tan dan sudut yang diukur untuk setiap persediaan. Data ini menjadi tidak ternilai untuk penyelesaian masalah dan reka bentuk perkakas masa hadapan.
Soalan Lazim
Apakah perbezaan antara lenturan udara, dasar dan syiling dalam lenturan pengecap logam?
Lenturan udara membentuk selekoh dengan menolak bahan ke dalam dadu tanpa sentuhan penuh — kedalaman tebuk mengawal sudut, dan springback diimbangi oleh terlalu lentur. Bottoming menekan bahan sepenuhnya pada dinding die, mengurangkan springback dengan ketara. Syiling menggunakan daya yang melampau untuk menetapkan jejari lentur secara kekal ke dalam bahan, hampir menghapuskan springback tetapi memerlukan 5–10× lebih tan daripada lenturan udara.
Bagaimanakah cara saya mengira jejari lentur minimum untuk bahan saya?
Darabkan ketebalan bahan (T) dengan faktor jejari lentur minimum untuk aloi dan temperamen anda. Sebagai contoh, keluli tahan karat annealed 304 mempunyai faktor 1.0T — jadi kepingan 2.0 mm boleh dibengkokkan kepada jejari dalam minimum 2.0 mm. Sentiasa bengkok berserenjang dengan arah guling apabila boleh, dan rujuk lembaran data bahan untuk gred aloi tertentu.
Mengapakah bahagian bengkok saya meluncur ke belakang lebih daripada yang dijangkakan?
Springback yang berlebihan biasanya berpunca daripada satu atau lebih daripada faktor ini: nisbah jejari-kepada-ketebalan lenturan (R/T) terlalu besar, kekuatan hasil bahan lebih tinggi daripada yang ditentukan (semak sijil bahan), arah butiran berjalan selari dengan garisan selekoh, atau bukaan acuan terlalu lebar. Kurangkan R/T, putar kosong, tukar kepada sikap yang lebih lembut, atau gunakan bottoming/coining untuk mengawal springback.
Apakah yang menyebabkan keretakan pada permukaan luar selekoh?
Keretakan permukaan luar berlaku apabila ketegangan tegangan pada bahagian luar selekoh melebihi had pemanjangan bahan. Punca biasa termasuk jejari lentur di bawah minimum bahan (lihat jadual jejari di atas), lentur selari dengan arah butiran bergolek, bahan yang terlalu keras atau dikeraskan kerja, atau jejari pukulan tajam yang menumpukan ketegangan. Tingkatkan jejari lentur, gunakan bahan anil, atau putar kosong 90° kepada butiran.
Bagaimanakah lebar bukaan acuan mempengaruhi kualiti lenturan?
Lebar bukaan mati V (W) mengawal jejari lentur, daya yang diperlukan dan springback. Garis panduan umum ialah W = 6T hingga 12T, dengan 8T sebagai titik permulaan yang sama. Pembukaan yang lebih sempit menghasilkan jejari yang lebih ketat dengan springback yang kurang tetapi memerlukan tonase yang lebih tinggi dan penandaan permukaan yang berisiko. Pembukaan yang lebih luas mengurangkan tonase tetapi meningkatkan springback dan boleh menyebabkan herotan tepi. Padankan bukaan dengan ketebalan bahan anda dan jejari lentur yang dikehendaki.
Kesimpulan
Lenturan pengecap logam ialah operasi rumit yang menipu. Interaksi antara sifat bahan, geometri lentur dan reka bentuk perkakas menentukan sama ada sesuatu bahagian mencapai toleransi atau berakhir di tong sampah. Dengan memilih jenis lentur yang betul, mengira daya dan springback dengan tepat, menghormati jejari selekoh minimum, dan mereka bentuk dadu dengan pampasan yang betul, anda boleh mencapai selekoh berkualiti tinggi yang boleh berulang pada jumlah pengeluaran.
Perlukan rakan kongsi lentur yang tepat? Di Metal Stamping Parts, kami merekayasa dan menghasilkan komponen bengkok tersuai daripada prototaip melalui pengeluaran volum tinggi. Minta sebut harga atau hubungi pasukan kejuruteraan kami untuk membincangkan projek anda yang seterusnya.