Калькулятор коэффициента K для гибки листового металла (онлайн и бесплатно) | MachineMFG

Калькулятор коэффициента K для гибки листового металла (онлайн и бесплатно)

5
(5)

Что такое K-фактор?

Коэффициент K - это фундаментальное понятие в SolidWorks конструкция из листового металла что очень важно для освоения производства листового металла.

Для начала необходимо понять, что такое коэффициент K.

Это отношение расстояния между нейтральным слоем и внутренней поверхностью сгиба к толщине металлического листа.

Как показано на диаграмме ниже, K = t / T. Из определения коэффициента K ясно, что он является константой, большей 0 и меньшей 1.

Онлайн-калькулятор для коэффициента K, коэффициента Y, допуска на изгиб, нейтральной оси, длины дуги

Поскольку коэффициент K связан с положением нейтрального слоя, что такое нейтральный слой?

В зоне деформации изгиба материал вблизи внутренней поверхности сжимается, причем сжатие тем сильнее, чем ближе к внутренней поверхности.

Аналогичным образом растягивается материал вблизи внешней поверхности, причем растяжение тем сильнее, чем ближе к внешней поверхности.

При переходе от сжатия к растяжению как от внутренней поверхности к внешней, предполагая, что материал уложен тонкими слоями (большинство металлических материалов слоистые), в середине материала должен быть слой, который не сжимается и не растягивается. Мы называем этот слой нейтральным.

В общем случае нейтральный слой нельзя увидеть или потрогать, поскольку он находится внутри металла. Его положение связано с присущими материалу свойствами, а значит, коэффициент K связан с материалом. Из определения нейтрального слоя следует, что развернутый размер листовой металл равна ширине нейтрального слоя, как показано на рисунке выше.

Развернутый размер металлического листа = прямая линия A + прямая линия B + дуга C (длина нейтрального слоя в зоне деформации).

Коэффициент K также называют коэффициентом положения нейтрального слоя. Для большинства материалов коэффициент K представляет собой число, меньшее или равное 0,5 в конструкция из листового металла и обработки.

Как рассчитать коэффициент K?

Коэффициент k - это независимая величина, которая описывает, как гибка листового металла происходит в широком диапазоне ситуаций с геометрическими параметрами и как он разворачивается. Это также независимая величина, используемая для расчета припуска на изгиб (BA) в различных ситуациях, таких как толщина материала, радиус/угол изгиба.

Приведенные ниже рисунки помогут нам лучше понять подробное определение коэффициента k.

В толщине деталей из листового металла есть нейтральный слой или ось. Лист металлический материал в нейтральном слое области изгиба не растягивается и не сжимается - это единственное место в области изгиба, где он остается недеформированным. На диаграмме оно представлено как пересечение розовой и голубой областей.

Во время процесс гибкиРозовая область сжимается, а синяя - растягивается. Если нейтральный слой листового металла остается недеформированным, то длина дуги нейтрального слоя в области изгиба одинакова в согнутом и расправленном состояниях.

Поэтому припуск на изгиб (BA) должен быть равен длине дуги нейтрального слоя в зоне изгиба детали из листового металла. Эта дуга представлена на рисунке зеленым цветом.

Положение нейтрального слоя в листовом металле зависит от конкретных свойства материалаНапример, пластичность.

Предполагается, что расстояние между нейтральным слоем листового металла и поверхностью равно "t", то есть глубина от поверхности металлической детали до листа металлический материал в направлении толщины составляет t.

Поэтому радиус дуги нейтрального слоя листового металла можно выразить как (R+t).

Используя это выражение и угол изгиба, длина дуги нейтрального слоя (BA) может быть выражена как:

BA = Pi*(R+T)*A/180

Для упрощения определения нейтрального слоя в листовом металле и с учетом применимости ко всем толщинам материала вводится понятие k-фактора. В частности, коэффициент k представляет собой отношение толщины нейтрального слоя к общей толщине детали из листового металла, т. е:

K = t/T

Поэтому значение K всегда находится в диапазоне от 0 до 1. Если коэффициент k равен 0,25, это означает, что нейтральный слой расположен на 25% толщины листового материала, а если он равен 0,5, это означает, что нейтральный слой расположен на половине всей толщины, и так далее.

Объединив два вышеприведенных уравнения, мы получим следующее уравнение (8):

BA = Pi*(R+K*T)*A/180 (8)

При этом некоторые значения, такие как A, R и T, определяются реальной геометрической формой.

Калькулятор коэффициента K

Мы предлагаем два разных калькулятора для расчета значения коэффициента k. Итоговые результаты могут незначительно отличаться, но они точно удовлетворят ваши потребности.

Калькулятор #1

Если известны припуск на изгиб и внутренний радиус изгиба, вы можете использовать следующий калькулятор для расчета коэффициента k, а также расстояния от внутренней поверхности до нейтральной оси.

Калькулятор #2

Если известны только внутренний радиус изгиба и толщина материала, вы можете использовать следующий калькулятор для расчета коэффициента k.

Формула расчета коэффициента K

Согласно приведенным выше расчетам, мы можем легко вывести формулу для расчета k-фактора:

K=(BA*180/(Pi*A)-R)/T

  • BA=Припуск на изгиб
  • R=Внутри радиус изгиба
  • K=k-фактор, который равен t/T
  • T=Толщина материала
  • t= расстояние от внутренней поверхности до нейтральной оси
  • A=Угол изгиба (угол, на который изгибается материал)

Образец расчета:

Основываясь на данной информации:

Толщина листового металла T = 1 мм Угол изгиба A = 90° Радиус изгиба R = 1 мм Коэффициент припуска на изгиб BA = 2,1 мм

Формула для расчета коэффициента K такова:

K=(BA*180/(Pi*A)-R)/T

Подставляя заданные значения в формулу, получаем:

K = (2.1 × 180/(3.14 × 90) - 1)/1

Упростив это уравнение, получаем:

K ≈ 0.337

Таким образом, коэффициент K для данных параметров составляет примерно 0,337.

Диаграмма коэффициента K

Ниже приведены коэффициенты K для распространенных металлических материалов.

  • Мягкая медь или мягкая латунь: K=0.35
  • Полутвердая медь или латунь, мягкая сталь, алюминий и т.д.: K=0.41
  • Бронза, твердая бронза, холодная стальной прокат, пружинная сталь и т.д.: K=0.45

Диаграмма коэффициента K

Толщина
(SPCC/SECC)
Фактор K
(Все углы, включая угол R)
0.80.615
10.45
1.20.35
1.50.348
20.455
30.349
40.296

Таблица вычетов за изгиб

Толщина
(SPCC/SECC)
Вычет за изгиб
(применимо только для углов 90)
0.81
11.5
1.22
1.52.5
23
35
47
510
В следующей таблице показаны припуск на изгиб полученный определенным производителем, только для справочного использования.
Толщина материала
(T)
SPCCЭлSUSМедь
0.81.41.41.5
1.01.71.651.8
1.21.91.82.0
1.52.52.42.6
2.03.53.23.637 (R3)
2.54.33.94.4
3.05.14.75.45.0 (R3)
3.56.05.46.0
4.07.06.27.26.9 (R3)

Примечание: Припуск на изгиб для меди - это коэффициент, когда внутренний угол изгиба составляет R3. Если для изгиба используется острый пуансон, значение припуска на изгиб должно соответствовать значению для алюминиевого сплава или определяться путем пробного изгиба.

Почему коэффициент K не может превышать 0,5?

Чтобы понять, почему коэффициент K не может превышать 0,5, сначала нужно узнать, что такое коэффициент K.

Чтобы определить коэффициент K, необходимо понять, что такое нейтральный слой.

Вы понимаете, что гибка детали из листового металла предполагает создание небольшой дуги, похожей на гибку вальцами, но с меньшим радиусом, чем у гибка листового металла.

Независимо от используемого метода, невозможно добиться идеально прямого угла при сгибании, и всегда будет присутствовать небольшая дуга.

Если нижний штамп радиус мал, радиус заготовки мал; если радиус нижней матрицы велик, радиус заготовки велик.

Затем мы переходим к нейтральному слою.

Как вы знаете, детали из листового металла имеют определенную толщину.

При сгибании его в дугаВы заметите, что размеры внутренней поверхности уменьшились, а внешней - увеличились.

Именно здесь припуск на изгиб происходит от.

Например, если вы согнете угловую деталь с внешним диаметром 20 x 20, она всегда будет разворачиваться меньше чем на 40, независимо от толщины листа.

Это связано с тем, что размеры его внешней поверхности после изгиба увеличиваются.

Так, если в развернутом виде размер составляет 40, то в согнутом - 20 с одной стороны и более 20 с другой.

Однако в большинстве случаев необходимо заранее знать размеры получаемого изгиба (дуги).

Но в большинстве случаев необходимо знать размеры получившегося изгиба (дуги), чтобы рассчитать его развернутые размеры.

Долгое время считалось, что какой бы толщины ни был лист, насколько бы ни уменьшались внутренние размеры и насколько бы ни увеличивались внешние, размер среднего слоя листа не изменится.

Средний слой, который остается неизменным, называется нейтральным.

В связи с растущими требованиями к точности размеров изделий было обнаружено, что величина сужения внутри не всегда соответствует величине расширения снаружи.

Особенно если результирующая дуга небольшая (например, изгиб), она имеет тенденцию становиться на 0,3 меньше внутри, но на 1,7 больше снаружи.

Становится очевидным, что слой (нейтральный слой), размер которого остается неизменным, не обязательно расположен в середине толщины листа, а скорее ближе к внутренней стороне.

Расстояние от внутренней поверхности до нейтрального слоя, деленное на всю толщину листа, называется коэффициентом K.

Да, вы правы, самый удаленный нейтральный слой от внутренней поверхности находится в середине толщины пластины.

Таким образом, расстояние от внутренней стороны до середины, деленное на всю толщину пластины, равно 0,5, в результате чего коэффициент K равен 0,5, что является максимальным значением, которого он может достичь.

Именно по этим причинам коэффициент K в листовом металле не должен превышать 0,5. Надеюсь, эта статья помогла прояснить ваше понимание.

Закон изменения коэффициента K и нейтрального слоя

1. Даже для одного и того же материала коэффициент K в реальной обработке не является постоянным, и его конкретное значение зависит от технологии обработки.

На стадии упругой деформации гибка листового металлаНейтральная ось расположена посередине толщины пластины.

Однако по мере увеличения деформации изгиба штампованной заготовки материал подвергается преимущественно пластической деформации.

В это время пластическая деформация неустранима, и нейтральный слой будет смещаться к внутренней стороне изгиба с изменением состояния деформации.

Чем сильнее пластическая деформация материала, тем больше смещение нейтрального слоя к внутренней стороне изгиба.

Как же отразить интенсивность пластической деформации во время гибка листового металла?

Мы можем использовать параметр R/T для отражения интенсивности деформации пластины. R представляет собой внутренний радиус изгиба, а T означает толщину пластины.

Меньшее отношение R/T указывает на более высокий уровень деформации плиты и большее смещение нейтрального слоя внутрь.

К-фактор и нейтральный слой

Данные, приведенные в таблице ниже, относятся к плитам прямоугольного сечения при определенных условиях обработки.

Как показано в таблице, коэффициент положения нейтрального слоя K увеличивается по мере увеличения R/T.

Свойства материала и техника сгибания могут влиять на положение нейтрального слоя.

R/TK
0.10.21
0.20.22
0.30.23
0.40.24
0.50.25
0.60.26
0.70.27
0.80.3
10.31
1.20.33
1.50.36
20.37
2.50.4
30.42
50.46
750.5

В это время радиус нейтрального слоя может быть рассчитан по следующей формуле:

ρ = R + KT

Из них:

  • ρ - радиус нейтрального слоя
  • R - внутренний радиус изгиба
  • K - коэффициент положения нейтрального слоя
  • T - толщина материала

Проще говоря, после определения радиуса нейтрального слоя можно рассчитать длину его развития на основе геометрии, а затем рассчитать длину развития листа.

2. Вообще говоря, при одинаковых условиях изгиба, чем мягче материал листового металла, тем меньше его значение K и тем больше смещение нейтрального слоя к внутренней стороне изгиба.

В справочнике Machinery's Handbook приведены три стандартные таблицы гибки, применимые для гибки на 90 градусов.

Таблица коэффициентов K для различных материалов

ТаблицаМатериалФактор K
# 1Мягкая латунь, медь0.35
# 2Твердая латунь, медь, мягкая сталь, алюминий0.41
# 3Твердая латунь, бронза, холодная стальной прокатпружинная сталь0.45

3. Для изгибов с меньшим внутренним радиусом угол изгиба также может влиять на изменение коэффициента K.

Чем больше угол деформации при изгибе, тем больше смещение нейтрального слоя к внутренней стороне изгиба.

Зачем нужно калибровать коэффициент K?

Фактор K

В процессе производства листового металла расчет на изгибНам часто приходится калибровать коэффициент k. Почему же нам нужно калибровать k-фактор?

В SolidWorks величина вычета при изгибе под углом не 90 градусов рассчитывается только по введенным данным. Это может доставить немало хлопот.

Чтобы избежать необходимости рассчитывать величину вычета при изгибе под углом не 90 градусов, вместо него используется коэффициент k.

Однако как точно определить коэффициент k для различных толщин листового металла? Для этого требуется калибровка.

Вот анализ того, как проводить калибровку:

  1. Прежде всего, необходимо определить величину вычета, которая требуется для различных толщин листового металла на практике.
  2. Второй шаг - калибровка k-фактора в SolidWorks. При черчении листового металла для калибровки установите внутренний радиус равным 0,1, поскольку разные внутренние радиусы имеют разное развертывание k-фактора. Обратите внимание, что для калибровки внутренний радиус должен быть установлен на 0,1. Некоторые могут спросить, а что если после калибровки внутренний радиус не равен 0,1? В этом случае просто измените его на 0,1 для разворачивания.
  3. Третий этап - этап калибровки. В SolidWorks согните металлический лист 10x10 мм толщиной 1,5 мм под углом 90 градусов с внутренним радиусом 0,1 и величиной вычитания 2,5 мм, чтобы получить длину разворачивания 17,5 мм.
  4. Четвертый шаг - изменение значения вычитания для k-фактора. Начните с приблизительного значения, например, 0,3. Длина разворачивания не будет равна 17,5 мм. Затем попробуйте отрегулировать k-фактор, пока длина разворачивания не станет 17,5 мм. Таким образом, коэффициент k можно откалибровать до 0,23, что приведет к длине разворачивания 17,5 мм.
  5. Повторите этот процесс для калибровки различных значений и запишите их в таблицу.

Как определить оптимальное значение коэффициента K для гибки листового металла на основе различных свойств материала?

Чтобы определить оптимальное значение коэффициента K для гибки листового металла с учетом различных характеристик материала, необходимо сначала понять роль и значение коэффициента K. Коэффициент K - это отдельная величина, описывающая изгиб/разгиб листового металла при широком диапазоне геометрических параметров. Он также используется для расчета компенсации изгиба при различных условиях толщины материала, радиуса/ угла изгиба и так далее. Это означает, что выбор коэффициента K имеет решающее значение для обеспечения правильного разгибания и гибки деталей из листового металла.

Метод определения оптимального значения коэффициента K на основе различных характеристик материала может быть сведен к следующим шагам:

Разберитесь в характеристиках материала: Прежде всего, необходимо понять характеристики используемого материала, включая его толщину, прочность, модуль упругости и т. д. Эти характеристики напрямую влияют на поведение листового металла при гибке и на требуемую компенсацию.

Ссылайтесь на стандартные значения или значения по умолчанию: Можно обратиться к стандартному значению коэффициента K для материала, указанному в спецификации листового металла. Это является отправной точкой, но важно отметить, что каждый проект может отличаться в зависимости от конкретных требований.

Экспериментальные корректировки: Установив начальное значение коэффициента K (например, 0,25), а затем проведя реальные испытания на разворачивание и изгиб листового металла, проследите, соответствуют ли результаты ожиданиям. Если размеры развернутого листа не соответствуют ожиданиям, необходимо вернуться к этапу настройки коэффициента K, постепенно регулируя значение коэффициента K до достижения удовлетворительной точности.

Рассмотрите таблицы вычетов на изгиб: В таких программах, как SolidWorks, можно задать значения вычетов на изгиб или припусков на изгиб для деталей из листового металла с помощью таблицы вычетов на изгиб и указать значение коэффициента K в собственном коэффициенте K или припуске на изгиб. Этот метод может помочь пользователям более точно контролировать процесс гибки листового металла.

Учитывайте параметры изгиба: Помимо коэффициента K, необходимо учитывать такие факторы, как радиус гиба, угол гиба и толщина детали. Эти параметры в совокупности определяют наилучшие методы гибки листового металла.

Дальнейшее чтение:

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 5

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

10 комментариев к “K Factor Calculator for Sheet Metal Bending (Online & FREE)”

  1. Брюс Левандовски

    На этой странице калькулятора k-фактора говорится, что k-фактор не может/не должен превышать 0,5, но на вашей диаграмме примеров толщины / K-фактора он превышает 0,5, он составляет 0,615 для толщины 0,8. И он превышает 0,5, когда я использую ваш калькулятор K-фактора для материала толщиной 0,0751 с внутренним радиусом изгиба 11″! Калькулятор показывает коэффициент k, равный 0,8359. Может быть, калькулятор работает неправильно? Так есть ли график или калькулятор для конкретных материалов, скажем, SA240T304L 14Ga (0,0751″) при внутреннем радиусе 11″?

    1. Машиностроение

      В целом,
      Если угол изгиба равен толщине пластины, коэффициент k = 0,5
      Если угол изгиба меньше толщины пластины, то коэффициент k 0,5, такая ситуация встречается редко.
      Чтобы получить коэффициент K, необходимо ввести правильный внутренний радиус.

  2. Как рассчитать коэффициент k для различных видов стали (или материалов)?
    Скажем, у меня есть нержавеющая сталь AISI 316L и горячекатаная сталь S235 JR, будет ли у них одинаковый коэффициент k при одинаковой толщине листа и угле изгиба? Или он будет разным для разных типов стали, и как рассчитать этот k-фактор?

    Спасибо за отличную статью!

  3. Почему на этой странице иногда есть калькулятор для k-фактора, а иногда его нет? Пожалуйста, посоветуйте, так как это начинает раздражать на этой странице.

  4. ПОЖАЛУЙСТА, ИСПРАВЬТЕ ВАШУ ВЕБ-СТРАНИЦУ. БОЛЬШУЮ ЧАСТЬ ВРЕМЕНИ У ВАС ЕСТЬ КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА, НО ИНОГДА ОН ИСЧЕЗАЕТ. ПОЖАЛУЙСТА, ОСТАВЬТЕ ЭТО НА ВАШЕЙ СТРАНИЦЕ

    1. В следующий раз, когда вы столкнетесь с подобной ситуацией, попробуйте сначала очистить историю браузера, а затем обновить веб-страницу.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх