Что такое коэффициент К листогибочного пресса и как его рассчитать

Что такое K-фактор листогибочного пресса?

The гибочный пресс K-фактор, также известный как коэффициент допуска на изгиб, — это безразмерный параметр, используемый при гибке листового металла для определения величины удлинения материала, которое происходит в процессе гибки. Он помогает рассчитать допуск на изгиб, который представляет собой дополнительную длину материала, необходимую для гибки.

K-фактор учитывает толщину материала, радиус изгиба и характеристики изгибаемого материала. По сути, он представляет собой соотношение между расстоянием от внутреннего радиуса изгиба до нейтральной оси материала и толщиной материала.

Более низкий коэффициент K указывает на меньшее растяжение материала во время изгиба, в то время как более высокий коэффициент K указывает на большее растяжение. Коэффициент K имеет важное значение для точного прогнозирования окончательного угла изгиба и достижения точных размеров изгиба при изготовлении листового металла.

Определение правильного K-фактора для конкретного материала и настройки гибки часто требует экспериментов или ссылок на спецификации материала. Он может меняться в зависимости от таких факторов, как тип материала, толщина, инструмент и метод гибки. После определения K-фактор обычно используется в формулах допуска на изгиб для расчета величины удлинения материала и достижения точных размеров изгиба.

Изгиб образца для испытаний

Обратный инжиниринг k-фактора для гибочный пресс единственный способ определить его фактическое значение или, по крайней мере, максимально близкое к идеальному. Вы можете сделать это, выполнив тестовые изгибы, измерив результаты и извлекая k-фактор из формулы BA, которая включает результаты, которые вы измерили. Это может быть вашим лучшим вариантом, особенно если вы создаете таблицу.

Но — и это большое «но» — вам также нужно учитывать допуски материала, включая растяжение, предел текучести и толщину. Вы можете получить очень точные данные по k-фактору от тестового образца, но материал тестового образца может не соответствовать свойствам материала, который вы сгибаете в производстве. Независимо от этого, если вы только что нашли BA, сгибая тестовые образцы, вам в любом случае может не понадобиться k-фактор.

Расчет коэффициента К, не требующий тестового образца

Есть еще один способ расчета k-фактора без сгибания каких-либо тестовых образцов. Он не идеален, но, с другой стороны, сгибание тестового образца тоже не идеально. Могут измениться не только свойства материала, но и точные свойства используемого вами инструмента (разное количество трения) и разные методы формовки.

Иллюстрация, показывающая коэффициент k при гибке листового металла

РИСУНОК 1. Коэффициент k, выраженный как t/Mt, представляет собой отношение, описывающее смещение нейтральной оси внутрь при изгибе.

С учетом всего сказанного, вы можете начать с построения графика k-фактора, как показано на рисунке 3. Он показывает максимальное значение k-фактора при 50% толщины материала, отмеченное красной линией. Место, где встречаются желтая и красная линии (точка 4 на графике), представляет внутренний радиус изгиба, равный четырехкратной толщине материала. Выше этого значения вы будете рассчитывать коэффициенты, превышающие 50%, но вы не должны их использовать. Как показано на графике, вам необходимо поддерживать свой k-фактор на этом максимальном значении 0,50.

Местоположение 1 на диаграмме, где встречаются синяя и желтая линии, — это значение k-фактора для острого или минимального воспроизводимого внутреннего радиуса для воздушной формы. Любое значение ниже этого помещает изгиб в область, которая превышает физические пределы сжимаемости — по крайней мере, для нашего базового материала из мягкой стали. Как я уже много раз говорил, острые изгибы — это проклятие точности воздушной формовки.

Минимальный k-фактор для формирования воздуха может быть выражен как (4-π)/π, или 0,27324. Вычитаем это значение из нашего максимального значения k-фактора 0,5:

0.5 – 0.27324 = 0.22676

Этот результат дает нам наш диапазон возможных k-факторов, как отмечено на желтой линии на графике. Далее мы делим 0,22676 на 3:

0.2267/3 = 0.07558

Это дает нам наш множитель — то есть число, которое мы умножаем на отношение внутреннего радиуса изгиба к толщине материала. Мы находим это отношение, разделив внутренний радиус изгиба на толщину материала. Я буду использовать внутренний радиус изгиба 0,093 дюйма в материале толщиной 0,062 дюйма.

0.093/0.062 = 1.5

Затем умножаем на наш множитель 0,07558 и прибавляем результат к минимальному k-фактору 0,273:

0,07558 × 1,5 = 0,113

Иллюстрация, показывающая k-фактор и внешний отступ при гибке металла
РИСУНОК 2. Коэффициент k описывает смещение нейтральной оси внутрь во время изгиба. Это смещение приводит к удлинению металла, что мы учитываем в наших расчетах изгиба.

0.113 + 0.273 = 0.386

Это делает наш k-фактор равным 0,386. Все это можно суммировать в следующей формуле. Опять же, вы выводите минимальный k-фактор и множитель из графика на рисунке 2.

K-фактор = [Множитель × (Внутренний радиус/Толщина материала)] + Минимальный K-фактор

Разбивка допуска на изгиб

Вы нашли k-фактор. Что теперь? Что нам делать с этим числом? Как оно применяется и почему оно должно вас волновать? Почему оно должно вас волновать, зависит от качества продукта, который вы хотите произвести. Понимание k-фактора имеет большое значение. Сначала посмотрите на формулу BA:

BA = [(0,017453 × Внутренний радиус изгиба) + (0,0078 × Толщина материала)] × Внешний угол изгиба

В этом уравнении 0,017453 равно π/180, что преобразует градусы в радианы или единицы измерения углов на основе радиуса окружности. Мы выполняем это преобразование, поскольку тригонометрические функции в математических вычислениях обычно требуют, чтобы углы были в радианах, а не в градусах. Когда вы умножаете преобразованный угол (в радианах) на радиус, вы по сути вычисляете длину вдоль дуги окружности, образованной изгибом. Таким образом, π/180, умноженное на внутренний радиус, представляет собой длину дуги вдоль нейтральной оси для одного градуса угла.

Вторая часть уравнения снова начинается с преобразования градусов в радианы (π/180), которое затем умножается на k-фактор 0,4468, что дает нам число 0,0078 в формуле. Это представляет собой компенсацию, которая происходит, когда нейтральная ось смещается внутрь во время изгиба, заставляя материал удлиняться и добавляя длину к размерам детали.

Теперь мы знаем общую длину дуги и дополнительную длину, созданную смещением нейтральной оси. Тем не менее, до сих пор мы просто вычисляли один градус угла изгиба. Теперь мы умножаем общий внешний угол изгиба, измеренный снаружи изгиба. (Примечание: никогда не используйте внутренний угол изгиба при расчете BA.)

Один из многих факторов

Обратите внимание, что множество переменных могут исказить ваши значения k-фактора, особенно если операторы выбирают разные отверстия штампа или используют разные методы формовки. Итак, какой «лучший» способ пересчитать ваши таблицы k-фактора? Возможно, это электронная таблица Excel. Возможно, вы можете согнуть тестовые образцы. Просто знайте, что k-фактор — это всего лишь одна из многих переменных, которые следует учитывать.