K-Faktor

Wenn ein Metallblech auf einer Abkantbank gebogen wird, wird sein Material verformt, was der Grund für den Unterschied in der Gesamtlänge eines Blechs im gefalteten und ungefalteten Zustand ist. BricsCAD berücksichtigt diese Verformung automatisch, wenn Sie ein Blechteil entfalten. Es werden zwei Ansätze zur Berechnung verwendet: ein vereinfachter (K-Faktor) und ein fortgeschrittener (Biegetabelle).

Die Materialverformungseigenschaften für Biegungen basieren auf der Annahme, dass es eine neutrale Faser im Blech gibt, die nicht verformt wird, wenn das Blech gebogen wird. Aus der Vielzahl der inneren Fasern wird die ausgewählt, die den gleichen Abstand von einer Seite der Biegung hat. Die neutrale Faser wird lokal für jede Biegung definiert und in einfachen Fällen kann sie für das ganze Bauteil verwendet werden, wie die auf dem Bild. Wir gehen davon aus, dass diese Faser beim Biegen nicht gestreckt oder gestaucht wird.

T: Stärke des Blechbauteils
R: Innenradius der Biegung

Der K-Faktor (k) ist das Verhältnis der Lage der neutralen Faser zur Materialstärke. Als Ergebnis liegt die neutrale Faser in einem Abstand kT von der Innenfläche der Biegung. Der Biegeradius der neutralen Faser ist gleich R + kT. Der K-Faktor ist eine einfache geometrische Berechnung der Lage der neutralen Faser. Umformspannungen und andere unbekannte (Fehler) Faktoren werden nicht berücksichtigt. Der K-Faktor hängt von vielen Einflussfaktoren ab, einschließlich der Art des Materials, dem Typ der Biegung, der Werkzeuge usw. Der K-Faktor liegt in der Regel zwischen 0,3 und 0,5. Der Standard-K-Faktor für einen Biegeradius gleich der Materialstärke (T) ist 0.27324.

Im aufgeklappten Zustand des Blechbauteils sind die Laschen (L1 und L2) nicht gestreckt. Biegezugabe: Der gebogene Teil wird als BA angegeben. BA ist gleich der Länge der ungefalteten neutralen Faser:

BA = Biegewinkel * (R + kT)

In der Praxis ist es schwierig, den K-Faktor oder die Biegezugabe zu messen. Die folgende Formel ermöglicht es, die tangentiale Biegeverkürzung (BD) zu berechnen:

BD = B1 + B2 - Gestreckte Länge = B1 + B2 - (L1 + L2 + BA)

Bei einfachen Fällen kann der K-Faktor-Wert im Browser überschrieben werden. Für maximale Präzision einer Biegung muss eine Biege-Tabelle mit tangentialen Biege-Verkürzungen bereitgestellt werden. Sie können für jedes Blechteil entweder einen K-Faktor definieren oder die Vorgabe verwenden.

Ändern des K-Faktors für ein Blechbauteil:

Um den K-Faktor für ein Blechbauteil zu ändern, wählen Sie den Stammknoten im Mechanical Browser und geben Sie einen Wert in das Feld K-Faktor ein. Der Wert muss im Bereich [0, 1] liegen, da sich die neutrale Oberfläche im Inneren des Blechbauteils befindet. In BricsCAD ist der K-Faktor für einen Biegeradius gleich der Materialstärke (R/T = 1) definiert; um den Wert des K-Faktors für einen beliebigen Biegeradius zu berechnen, verwendet BricsCAD eine spezielle Interpolationstechnik, die sich für industrielle Blechverarbeitung bewährt hat. Das folgende Bild zeigt die Interpolations Strategie: für R/T < 1) liegt die lineare Interpolation zwischen 0 und 0.27324, für 1 < R/T < 4 liegt der Faktor linear zwischen 0.27324 und 0.5; und wenn R/T größer 4 ist, ist der K-Faktor konstant gleich 0.5. Physikalisch bedeutet dies, dass, wenn der Biegeradius wesentlich größer ist als die Stärke (mindestens 0.5. mal), kann die Materialdehnung vernachlässigt werden.

Der einzige K-Faktor-Parameter, den man im Browser steuern kann, ist der für R/T. D.h. wenn wir den Wert auf 0.6 setzen, führt das Interpolationsregel zu folgendem Ergebnis:

Bild: Der variierende K-Faktor im Browser führt zur folgenden effektiven Kurve.

Das Unterscheidungsmerkmal der Kurve ist, dass eine Variation von R im Bereich von (0, T], L1 + L2 + BA den gleichen Wert ergibt. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass für Radien, die kleiner als die Stärke sind, auf die sie sich beziehen, eher der Designkomfort als irgendeine physikalische Prozessmodellierung im Vordergrund steht, da beim Biegen der Werkzeugradius normalerweise größer oder gleich der Stärke ist.

Sehen wir uns das Beispiel mit variierendem K-Faktor durch Einstellung der Steuerkurve an (der Biegeradius wird konstant gehalten).

T = 2, R = 2, B1 = 100, B2 = 100

Einstellung K = 0 ergibt L1 = L2 = 96, gestreckte Länge = 96, damit ist BA 3.14.

Dieser Wert entspricht exakt der Formel: Ein gerader Winkel im Bogenmaß entspricht etwa 1,57 (PI/2). Der Standard K-Faktor 0,27324 ergibt eine gestreckte Länge = 196.

Oder: L1 = L2 = 96 (Laschen sind nicht verformt), der BA = 4, wie wir aus den Abmessungen (196 - 2 * 96) oder aus der Biegezugabe-Formel berechnen können:

BA = Biegewinkel * (R + kT) = 1.57 * (2 + 2*0.27324) = 4

Schließlich führt die Maximierung des K-Faktors zu einer gestreckten Länge = 198,28. Dies ist der maximale Wert, der in diesem Beispiel erzielt werden kann, da die neutrale Faser von der äußeren Seite der Biegung genommen
wird.

Die Biegeverkürzung (BD) für k = 0,27324:

BD = B1 + B2 - Gestreckte Länge = 100 + 100 - 196 = 4