赵琪　谢丽姝

【摘 要】随着计算机辅助工艺规划主流的形成，钣金件折弯工艺的优化也随之得到了迅速的发展，同时也成为打破国外垄断突破口的关键。本文主要是由钣金件折弯工艺的发展进行展开，根据自主研发的钣金件折弯工艺优化系统中的功能进行介绍，分别是三维绘制和弯曲工序等功能。同时主要对钣金件折弯工艺的优化方法进行了深入的研究，以此对国内的钣金件折弯工艺进行了指导和总结。

【关键词】钣金件；折弯工艺；优化方法；研究

钣金件折弯工艺中应用广泛的是通用性较好的折弯成形的模具，其工艺简单且应用范围广。过去的人工折弯程序不仅效率低下，质量也远远不如钣金件折弯工艺所生产的钣金件。随着折弯机的发展，人们对其自动化要求不断提高，所以在科技进步下，钣金件折弯工艺自动生成的技术在不断的前进中。提高国产设备性能指标，打破国外垄断的局面，使此技术得到广泛的应用。

1.国内外钣金件折弯工艺的现状

数控折弯机在数控技术的发展一直受到大家的瞩目，这是由于数控折弯机精度高，质量好，大大减轻了工人的劳动力，所以受到了大家的欢迎，并且得到了广泛的应用。钣金件就是利用模具，通过机床将展开的材料按要求弯曲一定的程度，其顺序和工具的选择都是一个优化选择的过程。故国内外针对这个问题进行着不断的研究。

1.1国外钣金件折弯工艺现状

由于产品种类的多样化和环境的复杂性，导致折弯加工的工艺过程非常复杂。实际上，折弯工艺的优化过程就是一个寻求最优化的过程，但是由于其排序的规模巨大，环境中复杂因素较多，所以寻求最优的过程也变成一个极为复杂的智能过程。这点国外经常运用启发式规则来减少搜索的空间，避免盲目的搜索。S.K.Ong和L-J.De.Ⅵ将模糊理论的思想应用在钣金工件折弯的工艺中，来解决各个工序的操作顺序问题，通过对每个弯曲程度的赋值，来设定模糊矩阵，以此利用模糊矩阵得到优化顺序的方案。还有采用two-page算法来确定工序的顺序和工具的选择，是通过避免碰撞来寻求可行方案，并以最低代价寻到最优的弯曲顺序。

1.2国内钣金件折弯工艺现状

近年来，我国也对钣金件折弯工艺的优化投入了深入的研究，利用人工智能技术等，并结合CAPP系统，提出了一些卓有成效的方法，对工序顺序的选择起到极大的推动作用。但是大多开发的系统实用价值低，且都存在一定的局限性，对于三维功能的实现几乎没有。我国高校中尤以华中科技取得的成绩最好，华中科技大学从事新型塑性工序的研究已经有很长的时间，同时也承担了国家科技的相关科目以研究钣金折弯工艺的优化。并且已经开发出了钣金件工艺的优化系统，且其系统界面友好，总体结构部件完善，对相关模块的划分较全面。美中不足的是对于三维图形的显示没有完善。

2.钣金件折弯工艺的功能优化

由于我国的发展现状和国际水平之间的差距，为了促进我国钣金件折弯工艺的进一步发展，打破垄断。所以对我国的钣金件折弯工艺的优化功能进行探究是非常必要的。

2.1三维图形的输入方法优化

在钣金件的加工中，由于其形状的特殊性，对零件图形进行分析时，可以忽略其厚薄不均匀的现象，将弯曲的性质看做简单地弯曲，即弯曲面的接触面是平面。再者就是折弯件的类型大多是两侧同时弯曲的不同于盒性的件，其弯曲一般是单面或者自由V型弯曲，钣金折弯件的形状可以看做是由一些面组成的不封闭的有界空间的表面。

在对钣金件的输入应该遵循直观和快速的特点，操作简单且修改容易，同时还要根据折弯件的形状特性，选择特定的三维图形描述法，对钣金折弯件进行优化操作。

2.2钣金件的旋转和自动展开

对图形的变换一般都是以点为基础，将图形的每一个点进行变换，从而产生新的图形。我们在对图形进行变换时，由于其采用的奇次坐标，我们可以很方便的对图形实现变换。钣金件的旋转主要利用对坐标矩阵的变换来得到实现。其旋转类型分为绕X轴旋转、绕Y轴旋转和绕Z轴旋转，来完成钣金件的旋转功能，实现弯曲件的旋转功能。

钣金件的原始状态是平板，平板的状态是通过对弯曲件的弯曲计算得到的。我们对常用的立体通常利用平面方程法进行表示。首先对弯曲件的数据进行处理，主要包括坐标的转换。在处理的过程中，需要物体表面到空间的信息，这些信息主要是通过顶点的坐标和图形所在的平面方程。其一般的表示形式为：AX+BY+CZ+D=0.一種X、Y、Z是平面的坐标，A、B、C、D是描述平面的特征系数，这点可以利用平面的点坐标得出。通过两个平面的交线得到折弯线，而折弯件就是不同的折弯线相连所构成的，然后将各个层面的节点通过旋转变换到中心面上。

2.3工艺分析与计算

弯曲件需要有良好的工艺性才可以简化折弯的工艺过程，同时提高效率、节省原料。所以在进行加工之间，要对弯曲件的工艺性进行判断检测。这个过程主要是由有经验的设计人员在计算机的帮助下自动完成的。工艺参数的确定是加工设备、模具和材料选择的重要依据，主要包括回弹角的确定、工件尺寸的大小、原件的展开长度和弯曲的力度等。

钣金件在塑性时常常伴随着弹性变形，所以在工件弯曲完成后就会发生回弹的现象，回弹的多少直接影响弯曲件的质量，所以回弹角的确定非常重要。弯曲件的尺寸大小是确定最后形状的必要条件，所以设计人员在进行加工前，要对原件的展开尺寸进行详细的计算。

2.4折弯工序的排序选择

弯曲件的弯曲工序是钣金件加工的最重要的过程之一，而工序的排序是关系到工艺规划的关键步骤，对以后简化工序等有重要的作用。所以合理的工序顺序选择是提高工作效率的关键。在自由折弯中，工序的选择要根据工件自身的特点，保证与床身和模具之间不会发生干扰。再者就是要满足弯曲件的精度要求，在定位点选择时要考虑到精度的需求，使得尺寸偏差累计到没有精度要求的弯曲段中。

3.总结

随着社会的发展和进步，数控折弯机的自动化水平越来越高。但是由于钣金件本身弯曲过程的复杂性，要想在目前的基础上更近一步需要加大研究的力度，并且在应用前要进行实际的验证工作来得到验证优化的程度。考虑到现在国内外对钣金件弯曲工艺的重视程度在不断的加大，所以外来的钣金弯曲工艺有希望进一步加强功能，数控折弯机的精度控制也越来越好，其工作的效率和水平都会取得突破性的进展。 [科]

【参考文献】

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[2]刘睿，荆志峰.多角度成形的钣金件弯形工艺剖析[J].纺织机械，2011，（3）：44-46.

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