К-фактор в расчете развертки
Опубликовано 14 мая 2017
Рубрика: Механика | 6 комментариев
Возвращение к старой теме расчета длины развертки детали из листового металла при гибке обусловлено необходимостью консолидации некоторой новой и старой информации по этому вопросу. Обобщение и анализ имеющихся данных, думаю, будут полезными для принятия...
...правильных решений на практике.
Длину развертки криволинейного участка принято определять как длину дуги окружности радиусом r по известной со школы формуле:
Lг=π*r*α/180, где
π =3,14…
r – радиус нейтрального слоя, который ни растягивается и не сжимается при изгибе
α – угол изгиба в градусах
Главная проблема – как максимально точно вычислить этот радиус r? Ведь просто взять и измерить его по понятным и очевидным причинам нельзя!
Если представить радиус r в виде суммы R и t (смотри рисунок выше), а размер t в виде произведения толщины материала s на некоторый коэффициент K, то получим формулы:
r=R+t
t=K*s
r=R+K*s
Задача сведена к тому, что для ее решения необходимо знать значение коэффициента К.
Коэффициент смещения условного нейтрального слоя K во многих источниках принято ныне называть коротко: К-фактором.
Так как нейтральный слой всегда смещен к центру изгиба (в сторону сжатых волокон), то всегда 0<K≤0,5. Замечено, что К-фактор зависит от отношения внутреннего радиуса гибки R к толщине металла s:
K=f (R/s)
На графиках ниже наглядно представлена информация, собранная из ряда доступных популярных источников.
Значения К-фактора, как видите, несколько отличаются у разных авторов.
АСКОН (в старых версиях) «согласен» с немецким стандартом DIN 6935, наш РТМ 34-65 опирается на данные Рудмана и Романовского, Анурьев и «примкнувший» к нему T-flex занимают свою позицию в этом вопросе...
Формула из классического сопромата:
K=1/ln(1+s/R) — R/s
— кривая красного цвета, которой, к слову, я раньше пользовался всегда, близка к значениям Рудмана, но всё же выдает несколько большие значения К-фактора в зоне наиболее распространенных на практике отношений R/s.
Данные Рудмана считаются многими коллегами и экспертами в Сети наиболее точными. Возможно. Несколько смущает странный непонятный перегиб кривой Рудмана в весьма интересной для практики области 0,8<R/s<1,2. Если данные – результат опытов, то, что такое происходит нестандартное с металлом в этой области?
Некоторые CAD-программы, работающие с листовыми телами, «ждут» решения от пользователя по вводу и подтверждению значения К-фактора. На сегодня, видимо, есть два варианта действий по принятию решения. Первый – поверить какому-либо из вышеназванных источников. Второй – на опыте в результате эксперимента определить значение К-фактора для конкретного материала и условий гибки.
Избравшие второй путь при обеспечении чистоты эксперимента и высокой точности замеров получат истинное значение К-фактора для конкретной детали при строгом соблюдении и повторении определенной технологии.
В помощь решившимся идти по пути эксперимента могу порекомендовать небольшую простую программу BendWorks Олафа Дигеля из Новой Зеландии написанную ещё в 2003 году.
Во-первых, программа считает длину развертки по заданной вами величине К-фактора.
Длина изогнутого участка в развернутом состоянии определяется по формуле:
Lг=π*(R+K*s)*α/180
Во-вторых, если вы не знаете значения K, то программа, определяя длину развертки, в зависимости от способа гибки и жесткости материала предлагает приближенные значения К-фактора согласно таблице, приведенной ниже.
С одной стороны учет свойств металла и способов гибки детали – это несомненный шаг вперед. Но, с другой стороны, жестко фиксированные значения К-фактора в достаточно широких диапазонах R/s – это «минус» точности расчета развертки. Хотя для случаев, не требующих особой точности, определение К-фактора по предложенной автором таблице может быть успешно применено на практике.
В-третьих, программа помогает легко вычислить по результатам экспериментальных замеров реальное значение К-фактора для вашего материала, инструмента, оснастки, технологии. Именно этот вариант определения коэффициента смещения нейтрального слоя K настоятельно рекомендует автор при жестких допусках на размеры гнутой детали.
K=(Lг*180/(π*α) — R)/s
Обратите внимание: на графике в начале статьи область, выделенная зеленым цветом, соответствует данным из вышеприведенной таблицы программы. Все-таки она ближе к данным Рудмана, Романовского и классического сопромата в диапазоне 0<R/s<3!
В Сети программа легко находится по поисковому запросу «BendWorks».
На старинной страничке автора сказано, что программа «абсолютно бесплатна», и помещены координаты для связи и адрес электронной почты:
oocities.org/wpsmoke/acadsheetmetal/diegel/bendworks.html
Хотя английский интерфейс программы прост и интуитивно понятен, для упрощения работы прилагаю ссылку на файл с переводом статьи-справки автора «The fine-art of Sheet Metal Belding»:
reaa.ru/yabbfilesB/Attachments/Rabota_s_listom.pdf
Статьи с близкой тематикой
Отзывы
6 комментариев на «К-фактор в расчете развертки»
Ваш отзыв
Посетители: 0,8 млн
К сожалению точную развертку можно узнать только если гнуть пробники.Наиболее близко коэф-ты даны в РТМ. Но в рабочих деталях надо учитывать качество листа, направление прокатки, разность твердости краевых зон и середины т.д. Поэтому приходится делать много пробных гибов.
Спасибо, Александр!
Материал преподнесен, как всегда, доходчиво и демократично)
Спасибо за статью!
Думаю, что для понимания изгиба нужно учитывать силы трения, которые возникают при изгибе и не дают изгибающемуся листу сваливаться в матрицу. Они и растягивают наружный слой сдвигая нейтральный с середины внутрь — к центру изгиба.
Яраслаў, силы трения при определенных способах гибки, конечно, влияют на процесс растяжения-сжатия в зоне изгиба, но нейтральный слой сдвигается и при отсутствии сил трения. Возьмите пластину двумя руками и согните. Сил трения нет, а наружные слои растягиваются и внутренние сжимаются — им некуда деваться!
Спасибо, отличная статья.