Fattore K

Quando una lamiera viene piegata con una pressa, il suo materiale si deforma, a causa della differenza della lunghezza complessiva di un foglio nello stato piegato rispetto al precedente stato non piegato. BricsCAD prende automaticamente in considerazione questa deformazione quando si sviluppa in 2D una parte di lamiera. Sono utilizzati due metodi per calcolarlo: uno semplificato (fattore K) e uno più avanzato (Tabella di Piegatura).

Le proprietà di deformazione del materiale derivate dalla piegatura sono basate sul presupposto che esiste una superficie interna della parte di lamiera che non si deforma quando il foglio viene piegato. Di tutte le superfici interne quella che è evidenziata, è equidistante da un lato della piega. La superficie è locale per ogni piega, e per casi semplici può essere propagata su tutta la parte, come quella sull'immagine. Partiamo dal presupposto che questa superficie non viene stirata/allungata durante la piegatura.

T: spessore della parte in lamiera
R: raggio interno della piega

Il fattore K (k) è il rapporto della posizione della superficie neutra rispetto lo spessore del materiale. Di conseguenza la superficie neutra si trova ad una distanza kT dalla superficie interna della piega. Il raggio di piegatura della superficie neutra è uguale a R + kT. Il fattore K corrisponde ad un semplice calcolo geometrico della posizione della superficie neutra. Lo stress ed altri sconosciuti (errore) fattori non sono presi in considerazione. Il Fattore K dipende da molti fattori, tra cui il tipo di materiale, il tipo di piegatura, strumentazione, ecc... Il Fattore K è, in genere, compreso tra 0,3 e 0,5. Il valore predefinito del fattore K per un raggio di piegatura uguale allo spessore del materiale (T) è 0.27324.

Nel foglio sviluppato in 2d di una parte di lamiera, le flange (L1 e L2) non vengono allungate. La parte piegata è indicata come BA: bend allowance = tolleranza di piegatura. BA è uguale alla lunghezza della superficie neutra sviluppata:

BA = AngoloPiega * (R + kT)

Nella pratica del mondo reale è difficile misurare il fattore K o il limite di tolleranza. La seguente formula permette di calcolare la Riduzione della Piega tangenziale (BD):

BD = B1 + B2 - Lunghezza Sviluppata = B1 + B2 - (L1 + L2 + BA)

Nei casi semplici il valore del Fattore K può essere sostituito nel navigatore meccanico, per la massima precisione deve essere prevista una tabella di piegatura contenente la riduzione della piega tangenziale. Per ogni parte di lamiera, si può specificare un Fattore K oppure usare quello predefinito.

Modificare il fattore K di una parte in lamiera

Per cambiare il fattore K per una parte di lamiera, selezionare il nodo principale del Navigatore Meccanico e digitare un valore nel campo Fattore-K. Il valore deve essere compreso nell'intervallo [0, 1], in quanto la superficie neutra si trova all'interno della parte di lamiera. In BricsCAD il fattore K è definito per il raggio di piegatura uguale allo spessore del materiale (R/T = 1); per calcolare il valore del Fattore K per un raggio di piegatura arbitrario, BricsCAD utilizza una speciale tecnica di interpolazione, che si è rivelata valida per le applicazioni nell'industria della lamiera. L'immagine sotto mostra la strategia di interpolazione: per R/T < 1 l'interpolazione lineare viene eseguita tra 0 e 0.27324, per 1 < R/T < 4 il Fattore K viene interpolato linearmente tra 0.27324 e 0.5 e se R/T è superiore a 4, il Fattore K è costante ed uguale a 0.5. Fisicamente significa che se il raggio di piegatura è molto più grande rispetto allo spessore (almeno 4 volte), lo stiramento del materiale può essere trascurato.

Il parametro fattore K che si può controllare nel navigatore è per R/T. Ad es. se impostiamo il valore a 0.6, la regola di interpolazione conduce al seguente risultato:

Pic: il Fattore-K variabile nel navigatore porta alla seguente curva efficace.

La caratteristica distintiva della curva è che variando R nel range (0, T], L1 + L2 + BA darà lo stesso valore. Ciò è spiegato dal fatto che per raggi inferiori allo spessore a cui si riferiscono sono per la progettazione del sistema piuttosto che per alcuni modelli fisici di processo, poiché durante la piegatura il raggio dello strumento della piegatrice è solitamente maggiore o uguale allo spessore.

Rivediamo l'esempio con il fattore K variabile mediante l'impostazione della curva di controllo (il raggio di curvatura viene mantenuto costante).

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

Impostazione di K=0 fornisce L1=L2=96, Lunghezza sviluppata= 96, così BA è 3.14.

Questo valore rispetta esattamente la formula: un angolo piatto in radianti equivale a circa 1,57 (PI/2). Il valore predefinito del fattore K 0.27324 dà una Lunghezza Sviluppata = 196.

Oppure: L1=L2=96 (le flange non vengono deformate), il BA=4 come possiamo calcolare dalle dimensioni (196 - 2*96) o dalla formula di tolleranza della piegatura:

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

Infine, massimizzando i risultati del fattore K in una Lunghezza Sviluppata = 198.28. Questo è il valore massimo che si può ottenere in questo esempio, poiché la superficie neutra è presa dal lato esterno della curva.

La Deduzione di Piegatura (BD) per k = 0.27324:

BD = B1 + B2 - Lunghezza Sviluppata = 100 + 100 - 196 = 4