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摘要：板料折彎时，由于模具已经作了加凸补偿，折弯卸载时，回弹产生新的纵向挠曲，二者的效应叠加后得到制件最终的挠曲度。文章分析了两类补偿装置对制件精度的影响后，比较了常用变形补偿装置的各自特点，指出上模加凸补偿更具优势，因此，研制新型能快速调控上模加凸量的补偿结构，是今后折弯机的发展方向之一。
关键词：机械制造；变形补偿装置；折弯机；折弯精度
中图分类号：TG306
1 前言
折弯机折弯工件时，在折弯力的作用下，滑块和工作台会产生变形，此时上模进入下模开口的深度在工件全长上不一致，这将严重影响到制件的精度。
为此，人们研制了多种结构的变形补偿装置。大致分为两类：一类是将工作台加凸为中部向上隆起的一组对称曲线，称为下模加凸补偿；另一类是将上模或滑块加凸为中部向下隆起的对称曲线，称为上模加凸补偿。
2 两类不同补偿装置对制件精度的影响
2.1 补偿装置加凸后，折弯时滑块与工作台的变形
为了叙述和表达方便，这里将滑块与工作台简化成细长的矩形。在未作任何补偿的情况下，滑块与工作台在折弯力作用下变形。此时，补偿加凸量 f=0，滑块变形量为 f1，工作台变形量为 f2，启动补偿装置，使补偿加凸量为 f=f1+f2。在此理想情况下，上模进入下模开口的深度在模具全长上保持一致，板料折弯后的折弯角度在全长也将相同。当然，这样的理想情况难以做到，人们总是设法接近它。从上面分析看到，两类不同的补偿装置都能有效减小折弯件的角度误差。但对直线度的影响就存在差别。
2.2 折弯件的自然挠曲
板料经折弯后，折弯件的棱边会出现自然挠曲，通常用它的最大挠度δ 来表示。板料折弯时，弯曲变形区金属处在高度塑性变形状态，在变形区圆弧内层产生与OX方向平行的纵向压应力，外层是纵向拉应力。这两个拉压相反的应力形成绕OY轴转动的纵向力矩My。它是板料在折弯时为了保持折弯件纵向（OX 方向）与模具对应的纵向线一致所需的力矩。折弯后滑块回程，折弯力与纵向力矩同时消失，变形区各金属层随即回弹，在纵向形成与纵向力矩相反方向的弯曲，即自然挠曲。为了表述方便，这里将弯曲变形区展开成平面。在折弯力作用下，上层（圆弧内层）金属纵向受压，下层（圆弧外层）受拉。
2.3 两类不同的加凸补偿方式对折弯件直线度的影响
下模加凸补偿时，补偿加凸量的曲线向上隆起，上模加凸补偿时，加凸量的曲线向下弯曲。 折弯件自然挠曲的变化曲线是向上隆起。补偿加凸量f取决于滑块和工作台折弯时的变形量，其数值较小。补偿加凸量使折弯件形成的加凸挠曲，在卸载回弹时还要有些减少。这就使加凸量所形成的挠曲通常都低于折弯件的自然挠曲度δ。
3 常用变形补偿装置的对比分析
3.1 下横梁液压油缸加凸补偿
油缸通入压力油后，横梁将向上隆起，形成一组可控制的加凸曲线，现已广泛应用于数控折弯机上，其特点：①油缸在横梁内平均分布，加凸后的曲线在工作台全长上接近滑块与工作台的变形曲线。②用液压系统压力控制加凸量，操作方便快捷。③能提高制件折弯角度的精度。④结构较复杂，造价高。
3.2 工作台内楔块加凸补偿
在工作台下方装有多组楔块，每一组楔块的斜角都按一定要求设计。
各组楔块的上楔块水平方向位置固定，当下楔块同时向左移动，工作台面就按设计要求向上隆起。现已被广泛应用在各类型折弯机上。
其特点为：
①楔块在工作台内均匀分布，加凸后的曲线设计成滑块与工作台的变形曲线，加凸补偿较精确。
②用下楔块的移动长度控制加凸量，可以手动也可以机动，操作方便。
③能提高制件折弯角度的精度。
3.3 上模楔块加凸补偿
在滑块与上模之间设置有多组楔块，各组楔块规格相同。连接板和楔块的下楔块固定为一体，移动上楔块就可获得一个向下隆起的加凸曲线，最后用压板将它们固定在滑块与上模之间。其特点：楔块在滑块下方均匀分布，通过对各个楔块的调整，可以获得最佳的加凸曲线；结构简单，造价低，但操作不方便，在中、小型普通折弯机上得到普遍应用；精确调节后，能有效提高制件折弯角度的精度，制件直线度较好。
3.4滑块液压油缸加凸补偿
在滑块中部设置一组油缸。油缸通入压力油后，滑块中部向下隆起，形成可控制的局部的加凸曲线。
由于结构限制，滑块两侧不能获得有效的加凸，该补偿方式尚未得到普遍采用。
其特点为：加凸补偿集中在滑块中部，在上模全长上不能形成一个合理的加凸曲线；用液压系统压力控制加凸量，操作方便快捷；能适当提高制件的角度和直线度精度。
4 结束语
折弯机工作时，变形补偿的加凸量应等于滑块和工作台的变形量，这就要求补偿加凸量能在模具全长上，方便快速的进行调整。而目前应用的上模加凸补偿的结构难以实现这一要求，这就限制了它的使用范围。为了提高折弯机的工作精度，充分发挥上模加凸补偿的优势，研制新型快速调控上模加凸量的新结构，是未来折弯机的发展方向之一。目前一些部门在这方面已作了有益的尝试，并取得很好的成果。
【参考文献】
[1] 何德誉，主编.专用压力机.北京：机械工业出版社，1987.
[2] 刘鸿文，主编.材料力学.北京：高等教育出版社，2004.
[3] 杨玉英，主编.大型薄板成形技术.北京：国防工业出版社，1996.
[4] 余胜娟，等.板料成形性的研究现状和发展趋势.锻压装备与制造技术，2007，42（6）：14-17.
关键词：机械制造；变形补偿装置；折弯机；折弯精度
中图分类号：TG306
1 前言
折弯机折弯工件时，在折弯力的作用下，滑块和工作台会产生变形，此时上模进入下模开口的深度在工件全长上不一致，这将严重影响到制件的精度。
为此，人们研制了多种结构的变形补偿装置。大致分为两类：一类是将工作台加凸为中部向上隆起的一组对称曲线，称为下模加凸补偿；另一类是将上模或滑块加凸为中部向下隆起的对称曲线，称为上模加凸补偿。
2 两类不同补偿装置对制件精度的影响
2.1 补偿装置加凸后，折弯时滑块与工作台的变形
为了叙述和表达方便，这里将滑块与工作台简化成细长的矩形。在未作任何补偿的情况下，滑块与工作台在折弯力作用下变形。此时，补偿加凸量 f=0，滑块变形量为 f1，工作台变形量为 f2，启动补偿装置，使补偿加凸量为 f=f1+f2。在此理想情况下，上模进入下模开口的深度在模具全长上保持一致，板料折弯后的折弯角度在全长也将相同。当然，这样的理想情况难以做到，人们总是设法接近它。从上面分析看到，两类不同的补偿装置都能有效减小折弯件的角度误差。但对直线度的影响就存在差别。
2.2 折弯件的自然挠曲
板料经折弯后，折弯件的棱边会出现自然挠曲，通常用它的最大挠度δ 来表示。板料折弯时，弯曲变形区金属处在高度塑性变形状态，在变形区圆弧内层产生与OX方向平行的纵向压应力，外层是纵向拉应力。这两个拉压相反的应力形成绕OY轴转动的纵向力矩My。它是板料在折弯时为了保持折弯件纵向（OX 方向）与模具对应的纵向线一致所需的力矩。折弯后滑块回程，折弯力与纵向力矩同时消失，变形区各金属层随即回弹，在纵向形成与纵向力矩相反方向的弯曲，即自然挠曲。为了表述方便，这里将弯曲变形区展开成平面。在折弯力作用下，上层（圆弧内层）金属纵向受压，下层（圆弧外层）受拉。
2.3 两类不同的加凸补偿方式对折弯件直线度的影响
下模加凸补偿时，补偿加凸量的曲线向上隆起，上模加凸补偿时，加凸量的曲线向下弯曲。 折弯件自然挠曲的变化曲线是向上隆起。补偿加凸量f取决于滑块和工作台折弯时的变形量，其数值较小。补偿加凸量使折弯件形成的加凸挠曲，在卸载回弹时还要有些减少。这就使加凸量所形成的挠曲通常都低于折弯件的自然挠曲度δ。
3 常用变形补偿装置的对比分析
3.1 下横梁液压油缸加凸补偿
油缸通入压力油后，横梁将向上隆起，形成一组可控制的加凸曲线，现已广泛应用于数控折弯机上，其特点：①油缸在横梁内平均分布，加凸后的曲线在工作台全长上接近滑块与工作台的变形曲线。②用液压系统压力控制加凸量，操作方便快捷。③能提高制件折弯角度的精度。④结构较复杂，造价高。
3.2 工作台内楔块加凸补偿
在工作台下方装有多组楔块，每一组楔块的斜角都按一定要求设计。
各组楔块的上楔块水平方向位置固定，当下楔块同时向左移动，工作台面就按设计要求向上隆起。现已被广泛应用在各类型折弯机上。
其特点为：
①楔块在工作台内均匀分布，加凸后的曲线设计成滑块与工作台的变形曲线，加凸补偿较精确。
②用下楔块的移动长度控制加凸量，可以手动也可以机动，操作方便。
③能提高制件折弯角度的精度。
3.3 上模楔块加凸补偿
在滑块与上模之间设置有多组楔块，各组楔块规格相同。连接板和楔块的下楔块固定为一体，移动上楔块就可获得一个向下隆起的加凸曲线，最后用压板将它们固定在滑块与上模之间。其特点：楔块在滑块下方均匀分布，通过对各个楔块的调整，可以获得最佳的加凸曲线；结构简单，造价低，但操作不方便，在中、小型普通折弯机上得到普遍应用；精确调节后，能有效提高制件折弯角度的精度，制件直线度较好。
3.4滑块液压油缸加凸补偿
在滑块中部设置一组油缸。油缸通入压力油后，滑块中部向下隆起，形成可控制的局部的加凸曲线。
由于结构限制，滑块两侧不能获得有效的加凸，该补偿方式尚未得到普遍采用。
其特点为：加凸补偿集中在滑块中部，在上模全长上不能形成一个合理的加凸曲线；用液压系统压力控制加凸量，操作方便快捷；能适当提高制件的角度和直线度精度。
4 结束语
折弯机工作时，变形补偿的加凸量应等于滑块和工作台的变形量，这就要求补偿加凸量能在模具全长上，方便快速的进行调整。而目前应用的上模加凸补偿的结构难以实现这一要求，这就限制了它的使用范围。为了提高折弯机的工作精度，充分发挥上模加凸补偿的优势，研制新型快速调控上模加凸量的新结构，是未来折弯机的发展方向之一。目前一些部门在这方面已作了有益的尝试，并取得很好的成果。
【参考文献】
[1] 何德誉，主编.专用压力机.北京：机械工业出版社，1987.
[2] 刘鸿文，主编.材料力学.北京：高等教育出版社，2004.
[3] 杨玉英，主编.大型薄板成形技术.北京：国防工业出版社，1996.
[4] 余胜娟，等.板料成形性的研究现状和发展趋势.锻压装备与制造技术，2007，42（6）：14-17.