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加工製程閱讀時間 12 分鐘

鈑金展開料長,為什麼不是把邊長加一加

鈑金件的所有加工誤差裡,最貴的是下料就切錯,因為那時候還沒有任何一道工序可以救。

Wikimedia Commons・High-tonnage press brake・CC BY-SA 4.0

01為什麼展開料長不等於各邊相加

折彎的時候,材料外側被拉伸、內側被壓縮,中間有一層長度不變的面,中性層。展開料長等於中性層的展開長度,而中性層不在板厚的正中間,是偏向內側的。

名詞符號意義
板厚T材料厚度
內彎半徑R折彎內側的圓角半徑
彎折角度A彎了幾度(不是夾角)
K 因子K中性層位置 ÷ 板厚,介於 0 ~ 0.5
折彎補償BA彎曲部分的中性層弧長
折彎扣除BD兩邊外側長度相加後要扣掉的量
K 因子是整個計算的核心,也是各廠數值不同的原因。

兩種算法

  • 折彎補償法:展開長 = 兩段平直長度 + BA,其中 BA = A × (π/180) × (R + K×T)。
  • 折彎扣除法:展開長 = 兩段外側長度 − BD。現場用扣除法的比較多,因為外側尺寸可以直接量。

02內彎半徑不是想標多少就多少

空氣折彎時,內彎半徑不是由上模決定,而是由下模開口決定,自然半徑約為下模開口的 0.16 倍。所以圖上標一個很小的 R,若沒有對應的模具,實際上做不出來。

材料最小內彎半徑(相對板厚)說明
軟鋁 1050 / 30030.5 T ~ 1 T延展性好
鋁 50521 T ~ 2 T常用鈑金鋁材
鋁 6061-T62 T ~ 4 T硬,容易裂
軟鋼 SPCC0.5 T ~ 1 T最好折
不鏽鋼 SUS3041 T ~ 2 T回彈大
高張力鋼2 T 以上依牌號而異
小於這個半徑,外側容易產生裂紋。順著軋延方向折更容易裂。

回彈

折完鬆開之後,材料會彈回一點角度,這就是回彈(springback)。強度愈高、板厚愈薄、彎半徑愈大,回彈愈嚴重。SUS304 折 90° 可能要過折到 92 ~ 94° 才會停在 90°。觸底(bottoming)與壓印(coining)可以大幅降低回彈,代價是噸位需求高得多。

03設計規則:這些距離不能太小

項目建議最小值違反的後果
孔到彎折線2.5 T + R孔被拉成橢圓
彎折邊最短長度4 T(含 R)夾不住、折不出來
兩折彎之間6 T模具干涉
缺口寬度1.5 T撕裂
切口深度5 T邊緣變形
T=板厚。這些是通則,實際依模具與設備而定。

另外兩個常見問題:折彎處的應力釋放槽(relief cut)沒有留,會在彎折線末端造成撕裂;折彎順序沒有考慮,會出現後面的彎折做不到(模具撞到已成形的部分)。這兩件事在圖面審查階段就能發現。

04圖面上該有的鈑金資訊

  1. 板厚與材質牌號(含表面狀態,如 SPCC-SD)。
  2. 展開圖或展開料長,若客戶不提供,就要自己算,K 因子要對得上你的機台。
  3. 彎折線與彎折方向(向上/向下),最好標角度與內彎半徑。
  4. 孔位基準,從折彎後的哪一個面量。
  5. 去毛邊與表面處理要求,以及尺寸是處理前還是處理後。