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.
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.
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:
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:
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:
При этом некоторые значения, такие как A, R и T, определяются реальной геометрической формой.
Мы предлагаем два разных калькулятора для расчета значения коэффициента k. Итоговые результаты могут незначительно отличаться, но они точно удовлетворят ваши потребности.
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.
Если известны только внутренний радиус изгиба и толщина материала, вы можете использовать следующий калькулятор для расчета коэффициента k.
Согласно приведенным выше расчетам, мы можем легко вывести формулу для расчета k-фактора:
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:
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.
Ниже приведены коэффициенты K для распространенных металлических материалов.
Диаграмма коэффициента K
| Толщина (SPCC/SECC) | Фактор K (Все углы, включая угол R) |
| 0.8 | 0.615 |
| 1 | 0.45 |
| 1.2 | 0.35 |
| 1.5 | 0.348 |
| 2 | 0.455 |
| 3 | 0.349 |
| 4 | 0.296 |
| Толщина (SPCC/SECC) | Вычет за изгиб (применимо только для углов 90) |
| 0.8 | 1 |
| 1 | 1.5 |
| 1.2 | 2 |
| 1.5 | 2.5 |
| 2 | 3 |
| 3 | 5 |
| 4 | 7 |
| 5 | 10 |
| Толщина материала (T) | SPCC | Эл | SUS | Медь |
| 0.8 | 1.4 | 1.4 | 1.5 | – |
| 1.0 | 1.7 | 1.65 | 1.8 | – |
| 1.2 | 1.9 | 1.8 | 2.0 | – |
| 1.5 | 2.5 | 2.4 | 2.6 | – |
| 2.0 | 3.5 | 3.2 | 3.6 | 37 (R3) |
| 2.5 | 4.3 | 3.9 | 4.4 | – |
| 3.0 | 5.1 | 4.7 | 5.4 | 5.0 (R3) |
| 3.5 | 6.0 | 5.4 | 6.0 | |
| 4.0 | 7.0 | 6.2 | 7.2 | 6.9 (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.
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.
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.
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/T | K |
| 0.1 | 0.21 |
| 0.2 | 0.22 |
| 0.3 | 0.23 |
| 0.4 | 0.24 |
| 0.5 | 0.25 |
| 0.6 | 0.26 |
| 0.7 | 0.27 |
| 0.8 | 0.3 |
| 1 | 0.31 |
| 1.2 | 0.33 |
| 1.5 | 0.36 |
| 2 | 0.37 |
| 2.5 | 0.4 |
| 3 | 0.42 |
| 5 | 0.46 |
| 75 | 0.5 |
В это время радиус нейтрального слоя может быть рассчитан по следующей формуле:
ρ = R + KT
Из них:
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
| Таблица | Материал | Фактор K |
| # 1 | Мягкая латунь, медь | 0.35 |
| # 2 | Твердая латунь, медь, мягкая сталь, алюминий | 0.41 |
| # 3 | Твердая латунь, бронза, холодная стальной прокатпружинная сталь | 0.45 |
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.
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:
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:
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
DE 
ES 