折彎成型：定義、類型與應用

鈑金成型 是一種常用的製造工藝，適用於各種形狀的零件或產品。成型方式多種多樣，折彎成型就是其中之一。它以模具、設定和設計修改方面的靈活性而聞名。 

為什麼叫折彎成型？它需要使用一種稱為「折彎機」的儀器，該儀器內部裝有模具和沖頭，並提供變形力，這種變形力可以透過液壓、機械或電力驅動。製造商通常更傾向於使用數控折彎機進行這種成型。 

接下來的章節將討論折彎機的機構、類型、成形計算和工業應用。 

 

什麼是折彎成型？定義及重要性 

首先，什麼是成形？成形是一種金屬成型工藝，透過控制力使材料發生塑性變形，從而獲得所需的幾何形狀。與減材製造不同，成形並不涉及材料去除。

折彎成型是一種 鈑金加工 此方法透過對沖頭施加可控的機械力，將金屬板材轉化為對應模具所定義的形狀。它涉及材料的永久變形，以實現所需的彎曲、曲率或輪廓形狀。它使用適用於（或專門設計用於）待成型零件的模具和沖頭。 

該材料所受的力大於其 屈服強度導致晶格結構發生滑移和塑性變形，形成模腔引導的形狀。 抗拉強度 是鈑金沖壓成形中的另一個關鍵因素，因為它定義了防止斷裂所需的允許施加力的極限。

中性軸彎曲

彎曲時，板材一側的材料受到壓縮，另一側則受到拉伸。因此，一條假想的線， ““中性軸” 兩者之間需要考慮。此外，回彈性、延展性、成形性和硬度也會影響成形/彎曲機制。 

形成的關鍵要素

折彎成型製程包含三個關鍵要素： 材料、工具和機器可彎曲的材料種類繁多，包括鋁、不銹鋼、鋼、銅、鈦和黃銅。同時，相容的厚度範圍從0.5毫米到40毫米或更厚。 

折彎機的模具包括沖頭和模具（U形、V形等），它們由鉻鉬合金和碳化鎢等堅韌材料製成。

鈑金製造的重要性 

折彎機是用於精確彎曲金屬板材的基本系統之一。透過合適的模具，它可以將平面板材加工成複雜的三維零件。 

• 結構剛度高，可透過加固進一步提高。
• 成型過程減少了焊接和其他類型連接的需求。
• CNC自動化折彎機顯著提高了製造速度和效率。 

 

四種不同類型的折彎機

折彎機的類型

讓我們詳細介紹四種不同類型的折彎機：液壓式、機械式、電動式和數控式。

液壓折彎機 

液壓折彎機利用內置油液的液壓泵；隨著溫度升高，油液膨脹，從而驅動與沖頭相連的滑塊運動。這類傳統折彎機適用於中厚板材的加工，對加工精度要求不高。 

• 優點： 噸容量高（高達 500 噸以上），壓力控制好，結構簡單，成本較低。
• 缺點： 低角度穩定性、漏油風險和需要頻繁維護。 

機械折彎機 

機械式折彎機採用飛輪機構、曲柄和離合器。電動馬達驅動飛輪旋轉，離合器將其與曲軸連接，將旋轉運動轉換為直線運動，從而驅動下壓滑塊。液壓機適用於高速重複成型作業。 

• 優點： 高速衝程、穩定成型和簡單的設定。
• 缺點： 精度較低、存在操作安全隱患且靈活性差。

電動折彎機

電動折彎機的特點是採用“電動伺服驅動系統”，該系統可提供高精度。 鈑金加工它們可以加工出具有多個彎曲和曲率的複雜鈑金零件。滾珠螺桿機構將伺服馬達的旋轉運動轉換為垂直方向的運動。同時，滾珠螺桿的運動可以透過電子方式控制，從而實現精確的滑塊運動。

• 優點： 高精度、無損彎曲，且經濟高效，尤其適用於大量生產。 
• 缺點： 僅適用於超重型噸位和安裝成本較高的貨物。

數控折彎機

數控折彎機不涉及任何獨立的驅動機構。相反，它們使用液壓、電動或混合驅動系統，並與數控系統集成，透過電腦指令控制滑塊運動、對準行程循環、折彎角度和後擋料位置。 

數控自動化透過對所有製程變數進行持續控制，降低了誤差和缺陷的風險。數控折彎機非常適合加工需要更嚴格公差和穩定生產的複雜零件。

• 優點： 精確彎曲、快速設定、高複雜性和可重複性。
• 缺點： 較高的初始投資和維護成本。

折彎機成型操作的類型 

氣動彎曲、底部彎曲和壓印是製造中常用的三種折彎成型方式。具體選擇取決於板材的特性、所需的精度、彎曲的靈活性以及可用的噸位。 

氣彎

氣彎

空氣彎曲是指將工件壓入模具，沖頭不接觸模具底部。沖頭在V形模腔內的深度決定了彎曲角度。因此，只需一次裝夾即可實現不同的彎曲角度。 

空氣彎曲中沖頭的接觸時間較短，這有助於縮短循環時間並防止表面缺陷。然而，空氣彎曲中回彈的影響更為顯著。 

何時使用：  薄至中厚度板材彎曲、低噸位彎曲以及零件涉及多個彎曲角度的情況。

底部彎曲

底部彎曲 

與空氣彎曲不同，底彎（或稱底部彎曲）是將沖頭尖端一直壓到金屬成型折彎機模具的底部。在這種鈑金沖壓成型方式中，模具的幾何形狀決定了彎曲角度，無需控制深度。但同時，它需要更大的噸位。 

何時使用： 當需要更高精度和更高公差的彎曲時。 

投幣

金屬薄板壓印

這種成型操作是將工件壓在沖頭和金屬成型折彎機模具之間，並施加高壓，通常可達空氣彎曲壓力的10倍。因此，材料流動並形成具有精確角度和半徑的彎曲件。

何時使用： 適用於厚而硬的板材，可實現精確的彎曲角度和最小的回彈。 

折彎機彎曲中的數學計算 

折彎成型涉及與物理特性和彎曲變數相關的各種數學計算，包括 K 係數、彎曲補償和彎曲扣除。 

我們來看一些折彎機彎曲計算。 

K係數

當彎曲力作用時，中性軸會向內側半徑方向偏移。因此，在設計和製造過程中，應考慮引入K係數來補償平板尺寸調整過程中的這種偏移。例如，不銹鋼的K係數為0.3，鋁的K係數為0.5。 

k=tT其中 t=內彎曲半徑到中性軸的距離，T=厚度

彎曲津貼和扣除

這兩個參數都用於確定所需彎曲幾何形狀的展開圖。彎曲補償量是指沿著中性軸方向的材料損耗長度，在計算展開圖時需要加上此值。而彎曲扣除量則從展開圖中減去。

BA=180π180×θ×(Ri+K⋅T)

BD=2×(Ri+T)×tan(θ2)−BA)

彈回

回彈是指材料在彎曲過程中所發生的彈性現象。隨著負荷的釋放，彎曲角度會略微減小，因為金屬薄板傾向於恢復到其原始位置。 

使用加德納公式計算回彈性：

回彈量 = θ x出口2 x Y x Ri其中，E=剛度，T=厚度，Ri=內彎曲半徑，Y=屈服強度

折彎成型製程的工業應用 

折彎機彎曲零件

折彎成型製程用於生產各種鈑金零件和產品。由於其零件複雜度高、精度高、厚度範圍廣，且模具成本低、生產規模靈活，因此該技術在各行業中備受青睞。

下表概述了折彎成型技術在汽車、航空航太、電子、醫療和建築業的應用。 

行業	應用實例
汽車業	金屬板支架 用於底盤、結構加固、排氣罩、電池箱、擋泥板和車頂板。
航太	機身面板、客艙內裝板、管道支架、機翼蒙皮和翼梁。
電子產品	外殼、機架、機櫃、接線盒、開關櫃和安裝硬件
Medical	MRI/CT 機器外殼、手術工具托盤、防護罩和醫用床架。
卓越的建築	外牆板、屋頂構件、門窗框和裝飾飾條

 

加起來

折彎機成形可高精度地生產適用於不同產業的複雜多折彎零件。它可以加工不同厚度的不銹鋼、鋁、鋼、鐵、因科鎳合金等金屬板材，以生產鈑金零件。然而，使用正確的模具和成形參數同樣至關重要。

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常見問題

哪種成型製程會用到折彎機？

U形彎曲、V形彎曲、底部彎曲、空氣彎曲和壓印是使用折彎機的主要成型過程。

折彎機上的「8」字形法則是什麼？

折彎機上的「8 法則」規定，V 型模的開口必須大於板材厚度的 8 倍。 

折彎機的最小彎曲半徑是多少？

折彎機的最小彎曲半徑取決於厚度和材料類型，通常為厚度的 0.8 到 2 倍。