折弯机是金属板材加工行业用得普遍的机床之一,在剪板机、激光切割机或数控冲床加工完之后,进行折弯成形。每年中国市场要消费数以万计的折弯机,与之配套的折弯模具也是一个性极高的细分行业。和折弯机类似,本土的折弯模具企业也逐渐进入中高端市场,为下游用户提供更快捷、更具性价比的选择。
南京金顺重工机械制造有限公司成立于 2020 年,位于南京都市圈中国刃模具之乡——江苏溧水,于制造高精密数控折弯机模具、大吨位(1000 吨~ 10000吨)数控折弯机模具、无压痕成形模具、自动开口可调模具、特殊成型模具、折弯机模具固定夹紧部件、折弯机补偿机构、预弯机模具、剪板机刀片等高精度、长寿命的高品质的薄板及中厚板折弯成形模具。
常用的数控折弯机模具分为上模和下模、中间板(也叫快夹,把上模固定在折弯机的滑块上)、导轨(也叫模托,与下模连接)、垫块 ( 也叫下模座,和机械补偿工作台连接,再安装折弯机的托台上)。业内主流的折弯机滑块为上动式,即以上模为主动模,对板材施加压力至下模腔中;下模固定不动,承接金属板材,为被动模。
折弯机模具一般分标准模具和特殊模具。
从折弯机模具的形状上来说,上模可以分为标准上模、圆弧模、弯刀模(鹅颈弯刀常见)和成形模。通常上模以 30 度、60 度、78 度~ 88 度居多,下模槽口角度大致为 30 度、60 度和 80 ~ 90 度等;圆弧模主要是以工件圆弧的半径和弧长来设计的模具;弯刀模主要用于U型工件或多道折弯中的避位。

上模
标准折弯机下模根据槽口数量大致可以分为:单 V模、双 V 模和多 V 模。单 V 模和双 V 模就是下模表面上只有一条或两条槽口,多用于精度较高、有固定基准的中小型数控折弯机。常见的标准双 V 同心模,就是两个 V 字开口的中心线到下方的导轨卡槽中心线的距离相等。这种设计的好处在于,例如从一个 V8 槽口更换到同一平面的 V12 槽口的时候,只需要将模具沿着导轨抽出,掉头插回导轨,即可切换到 V12 的槽口,模具自动对中,十几秒钟就能完成切换,而且便于折弯避位。
多 V 下模可以是双面多 V 模或更常见的四面多 V模,即模具的四个平面都开有几条槽口,开口大小或形状可能不同,适用于一模多用,可以适应各种厚度板料折弯。切换槽口使用时,需拧螺丝,旋转模具,重新中心定位,一般用于大型折弯机和普通折弯机。

多 V 下模
另外,还有一种是开口可调下模,其槽口大小可以根据客户要求进行调整,这类模具有多种开合调整方式和锁紧结构,包括齿条式开口半自动可调下模、斜块式开口自动可调下模、对插式开口可调下模、插片式开口可调下模等,其槽口大小可以根据客户要求进行调整。
特殊模具主要用于特殊形状的零件成形,例如钢管扩径、钢管预成形等特殊用途,类似于冲压模具。在折弯模具中,特殊模具的结构为复杂,一般分为一体式和组合式两种形式。
一体式模具的加工成本较高,通常用于中小尺寸的模具。而组合式模具常应用于大型模具和结构复杂的模具,其分段加工成本相对较低,同时更容易控制精度。
折弯机模具从功能来分:可以分为单一模具和多功能模具,单一模具仅能用于制作特定形状类型的工件,而多功能模具则可以加工不同形状类型的工件。例如,多功能模具可以先折弯形成锐角,然后压边形成盒子的边缘。有些模具具有分拆和组装的特性,被称为复合模具,其中包括段差模(用于成形Z字形零件)和双压边模。这些多功能模具能够提高生产灵活性,适用于加工多种工件形状。

在折弯过程中,由于需要处理不同厚度的板材、折弯不同边、角度大小和 V 槽的开口等变化,需要频繁更换折弯模具。这要求实现快速换模和快速校准模具中心点。与冲压不同,折弯模具在合模之前需要对板材和模具之间的位置进行精确定位,通过后档机构实现板材的定位。此外,在折弯过程中,滑块两端和中间的力分布不均匀,容易导致反弹,因此需要增加折弯挠度补偿的补偿工作台。这使得折弯模具相较于普通冲压更复杂。这就是为什么有些折弯模具技术手册很厚的原因,因为我们要适配很多主流机型和厂家的模具。
改革开放之后,高精密的数控折弯机和折弯模具陆续进入中国,当时都是欧美日国家的企业在引领行业发展,一直到 1990 年代末期,高端模具基本要依赖进口。因为专利的原因,折弯机和模具形成以德国通快、瑞士百超、比利时 LVD、日本天田等跨国钣金公司为首的欧版、美版、日版不同流派,其折弯工艺和补偿原理、折弯机的结构和驱动方式、运动方向各不相同,上模和下模以及模托和模座的结构多有差异。
以折弯工艺为例,大概有如下几种
01种是紧密折弯(coining bending and bottom bending)
这是常用的折弯工艺之一。在这个过程中,上模将工件严丝合缝地压入下模槽口,三者紧密贴合。机床控制系统增加压力到规定值,短暂保持压力使工件定型,终工件得到与上模和下模槽口重合的轮廓。每组模具只能成形一种角度,但成形后基本不会反弹,适合大批量折弯且单一品种这种工艺为简单通用,联盟模具可以提供各家头部品牌折弯机厂家的折弯模具。
02第二种工艺是悬空折弯或者也叫空气折弯(Air Bending)
03第三种是柔性折弯(Flexible Bending)
这种折弯模具号称是模具,只用一套上下模,通过拼接和拆分,上下模具的长度可长可短,就能折出任意角度和形状。这种方式兼具高效和灵活性,单一品种大规模生产和或者多品种小批量生产,都可以实现,对折弯机有非常高的控制能力,以及不同材料的扰度补偿的能力。
得益于国内多边柔性折弯机市场的大爆发,南京金顺重工在 2024年也实现了柔性折弯中心模具的量产。

除了折弯模具以外,南京金顺重工也可以生产各种装夹形式的折弯机模具,可与全球所有品牌折弯机兼容配套,并提供各种接口转换方案。
首先,根据折弯机上模的装夹方式,可以分为种即 S 型 ( 单肩受力型 ),包括标准型和 AMADA 标准型;第二种即 T 型 ( 顶部受力型 ),包括标准型和按钮标准型;第三种即 D 型 ( 双肩受力型 ),包括美标标准型和按钮标准型。
其次,按照下模的装夹方式,可分为种:1V ( 单 V 型 ),即单个 V 插槽式标准下模安装方式 , 分日式的底部受力和欧式的肩部受力两种结构;第二种:同芯 2V( 双 V型),包括导轨式(2VR,即两个 V 型的中心线到导轨的中心线距离相等)和螺纹式(2VS);以及第三种:多 V 型下模。
南京金顺重工的产品尺寸精度可以达到 ±0.01mm。这也是南京金顺重工成立至今口碑赖以生存的重要原因。只有准确的工作高度,完美的模具互换性,优质的模具材料,完善的热处理工艺 ( 整体淬火、激光淬火、氮化处理 ),才能确保折弯模具的承载能力与使用寿命。

下模
02机械补偿工作台
南京金顺重工采用了斜块组合结构。不同的斜块组采用不同斜面配对,配合精度可以达到 0.02mm。上、下斜块组在长度方向上相对移动,即可生成针对折弯机挠度变形的补偿曲线。同时,前后两侧可开 T 型槽 , 盖板上可开模具安装槽;电机传动采用定制的数控集成电机,与折弯机数控系统能够完美对接。
手摇式的补偿工作台采用了内置式挠度补偿值显示,结构紧凑,显示精确;而联盟的双向精密补偿工作台通过局部微调系统,可以使补偿调整更精确,这也是大多数高端折弯机企业好的选择。

机械补偿工作台
03机械 / 液压夹具
种为机械夹具:南京金顺重工可以生产各种类型折弯机夹具,兼容配套全球所有品牌折弯机,并提供各种接口转换夹具。
第二种为液压夹具:通过特质耐压软管的特性提供夹模动力,弹簧自动复位,夹紧速度快、夹紧力可靠均匀;可与折弯机液压控制系统连接,实现自动控制;夹具体前盖板配置刻度表尺,准确标识模具位置。
04柔性折弯(折边机)模具
柔性折弯中心模具旨在协同工作,可以准确有效地对金属板进行成形。南京金顺重工提供不同类型的折边机模具,适配于普通手动折边机和数控全自动折边机。上压刀可以无限通配,无需配模,精度控制在 ±0.01mm,刀尖接触工作部位硬度在 HRC60°左右。
南京金顺重工的重点客户群为工程机械、重型机械、商用车、轨道交通业及电梯制造等行业,为大型折弯机床制造企业配套,比如我们能制作折弯石油管道用的 3000 吨到上万吨折弯机用的重型模具。

折边模具
折弯模具的评判标准有很多,包括价格、设计水平、复杂程度,上下模平面度、中心度的精度,以及型腔表面粗糙度,再加上使用寿命、耐久性、耐磨性、耐腐蚀性、安全性、制造的难度、不同品牌折弯机之间的互换性、可维修性等标准,根据客户产品要求不同,综合进行匹配。
比如精密折弯模具的基本要求是上、下模具的高平面度 ( 每米 2 丝,即 0.02mm),高中心度 ( 正负 1 丝,即 0.01mm)。在我们的日常生活中,对折一张白纸,都很难做到两边对齐、折线不跑歪、折后不起褶皱。你能否按照设计折出想要的形状?复杂的形状如何避位折出来?折完之后能否保持设计的角度不反弹?折弯模具不断损耗,能否保证折 1 件和折 1000 件的一致性?因此,精密模具的制造难度可想而知。
折弯模具看似形状简单,其实加工的步骤一样的繁琐,包括:下料 - 锻打 - 回火 - 精加工 - 检测 - 淬火 -退火 - 调质 - 粗磨 - 精磨 - 检测 - 包装出厂。几乎每一个环节都需要好的设备和工艺来保证终的质量。联盟模具和国内外的机床和折弯用户合作,积累了三十年丰富的技术、经验和技能,精心设计并采用高精设备加工,严格按照 ISO 质量体系控制产品质量 ,关键尺寸采用三坐标测量机、轮廓仪检测。
激光淬火
同时,南京金顺重工的加工能力在业内,有以马扎克加工中心为代表的 40 多台各类卧式 / 立式加工中心和铣床,批量规范化生产,保证产品精度;也有以日本精密数控磨床为代表的 50 多台各类数控磨床,长可达 12m,高精度 0.01mm。当然,核心的热处理工艺,比如对模具钢调质、整体淬火、激光淬火氮化处理、对刃口和 V 槽的激光淬火工艺,则是短时间内花钱也买不来的核心竞争力之一。
品质管理是南京金顺重工的翅膀,是南京金顺重工的生命源动力,我们推行了全面质量管理,并且通过了GB/T 190012016/ISO9001:2015 国际质量标准。
折弯机模具的材料要求具备高强度、高韧性和高耐磨性能。对于普通模具,通常使用 45 号钢、T8、T10或 T10A 碳素工具钢。这些材料虽然淬火后变形较大,承载能力稍低,但在性价比方面表现出色。而对于高要求的高精密模具,常选用42CrMo,这是一种具有更好强度和韧性的材料。在更别的应用场景,可选择Cr12MoV 高碳高铬工具钢,适用于高频使用、折弯截面积较大和复杂零件的情况。
下模 分段
每套折弯模具都有其极限压力,通常以每米承受的极限压力标注,比如 300 吨 / 米,就说明这一数值是不可超过的压力极限。南京金顺重工设计的折弯机上模的标准长度和分段长度与市面上主流折弯机的尺寸匹配。具体规格如下:
·上模标准长度:835mm、515mm、595mm、415mm
上模分段长度:
·835=100 ( 左耳)、10、15、20、40、50、300、200、100(右耳)
·515=100 ( 左耳 )、10、15、20、40、50、180、100 (右耳)
·下模标准长度:835mm、515mm、595mm、415mm
下模分段长度:
·835mm:10、15、20、40、50、100、200、400
·515mm:10、15、20、40、50、100、280
模具虽然是整套出售,但是可以根据客户需求,分割成多段。
折弯零件的零件总图和折弯部分的局部详细图,其中包括折弯半径、内外轮廓尺寸和公差范围;折弯板材的材质和料厚;折弯产品对于外观质量的要求,如压痕、划伤等;折弯过程中使用的机械设备类型和型号,包括大加工压力、工作台长度、上下模具的装夹方式以及装模闭合高度;以及其他特殊要求事项。南京金顺重工技术团队专注于为客户提供咨询服务,提供解决方案、信息和技术支持,以解决复杂技术问题。只有通过深入了解客户需求,才能够提供定制的折弯模具解决方案。
一种是滚轴式无压痕下模,通过将折弯模具槽口圆角处改为滚轴结构。在折弯过程中,滚轴在工件的带动下转动,使得工件外侧与滚轴发生滚动摩擦,有效减少擦伤痕迹。此外,采用高硬度材料制作的滚轴显著提高了模具的使用寿命,使其成为常用的一种无压痕模具。这项创新设计不仅改进了制品表面质量,还提升了模具的耐用性,为折弯过程的高效性和成品质量带来了明显的改善。

滚轴式无压痕下模
第二种是转动翻板式无压痕下模,其结构从固定整体 V 槽改为对称的左右转动翻板。在折弯过程中,工件与左右转动翻板无相对滑动,从而完全消除了折弯过程中可能产生的压痕与擦伤。转动翻板式无压痕下模具有多个优势:模块化结构,制造精密,模具精度高;避免了传统折弯压痕的产生;在折弯激光切割板材时,不会对模具造成损坏;实现了超短边折弯;在孔或开槽附近折弯时,无变形。转动翻板式下模适用于镜面不锈钢、铝板以及其他对表面质量有高要求的美观装饰板材的折弯,极大地优化了折弯产品的表面质量。

第三种是优力胶式无压痕下模,即折弯机下模采用优力胶结构。这种设计能够完全消除工件外侧的压痕,但在折弯角度方面较难控制。因此,该结构主要适用于对折弯尺寸精度要求不高的工件折弯场景。尽管在控制折弯角度上存在一些挑战,但该无压痕设计为特定工件提供了更为柔软的支持,有效避免了外侧压痕的产生,为特定折弯需求提供了另一种解决方案
公司在数控折弯模具领域的研发取得了卓越的成就,实现了机械手自动互换模具,使得家电行业薄板的精密模具的精度达到了 0.01 毫米。为了填补国内相关技术空白,联盟模具开发了新一代数控折弯模具,主要包括大尺寸、长规格及无压痕折弯模具和数控加凸补偿工作台研制。这一系列创新设计使公司产品在质量、技术性能和工业水平方面达到同行业水平。
南京金顺重工在研发中心结合有限元技术和优化理论,深入研究了折弯成形机理、加凸补偿技术、无压痕成形方法、折弯回弹控制、模具磨损与寿命分析、模具结构优化等方面,掌握了数控折弯模具高端、核心技术,形成了生产规模。
在国际化方面,从公司创建开始,我们经常出国参展和参会,考察学习。整体而言,中国折弯模具与世界先进水平之间,还是有差距,但是差距在逐步缩小。中国的折弯模具的水平是和市场需求匹配的,20 年前高端精密模具需求很小,基本依赖进口。但是我们看到市场的潜力,对标国际先进企业,努力投入资金、人员和设备做研发,聘请海外专家指导,和国外折弯机头部企业合作,在他们严格的要求下提升团队、管理和技术水平,逐渐成为他们的供应商。直到现在,我们还在不断学习,不断补短板。
