当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法


折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法 招聘(广告) 一、钣金的计算方法概论 钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸, 会利用各 种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。其中最常用的方法就是简单的“掐指规 则”,即基于各自经验的算法。通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度,折弯的半径和角 度,机床的类型和步进速度等等。 另一方面,随着计算机技术的

出现与普及,为更好地利用计算机超强的分析与计算能力,人 们越来越多地采用计算机辅助设计的手段, 但是当计算机程序模拟钣金的折弯或展开时也需 要一种计算方法以便准确地模拟该过程。 虽然仅为完成某次计算而言, 每个商店都可以依据 其原来的掐指规则定制出特定的程序实现,但是,如今大多数的商用 CAD 和三维实体造型 系统已经提供了更为通用的和强大功能的解决方案。 大多数情况下, 这些应用软件还可以兼 容原有的基于经验的和掐指规则的方法,并提供途径定制具体输入内容到其计算过程中去。 SolidWorks 也理所当然地成为了提供这种钣金设计能力的佼佼者。 总结起来, 如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种, 一种是基于折弯补偿的 算法, 另一种是基于折弯扣除的算法。 SolidWorks 软件在 2003 版之前只支持折弯补偿算法, 但自 2003 版以后,两种算法均已支持。 为使读者在一般意义上更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念, 同时也介绍 S olidWorks 中的具体实现方法,本文将在以下几方面予以概括与阐述: 1、 折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义,它们各自与实际钣金几何体的对应关系 2、 折弯扣除如何与折弯补偿相对应,采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换 到折弯补偿算法 3、 K 因子的定义,实际中如何利用 K 因子,包括用于不同材料类型时 K 因子值的适用范 围 二、折弯补偿法 为更好地理解折弯补偿,请参照图 1 中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。图 2 是该 零件的展开状态。

图1 折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区 域的长度。展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)。因此整个零件的长度就表 示为方程(1): LT = D1 + D2 + BA(1)

图2 折弯区域 (图中表示为淡黄色的区域) 就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。 简而言之, 为确定展开零件的几何尺寸,让我们按以下步骤思考: 1、 将折弯区域从折弯零件上切割出来 2、 将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上 3、 计算出折弯区域在其展平后的长度 4、 将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间,结果就是我们需要的展开后的零件 稍有难度的部分就是如何确定展平的弯曲区域的长度,即图中由 BA 表示的值。很显然,B A 的值会随不同的情形如材料类型、材料厚度、折弯半径与角度等而不同。其它可能影响 B A 值的因素还有加工过程、机床类型、机床速度等等。 BA 值到底从何而来?实际上通常有以下几种来源:钣金材料供应商,实验数据,经验以及 一些工程手册等。在 SolidWorks 中,我们即可以直接输入 BA 值,提供一个或多个带 BA 值的表,也可以使用另外的方法如 K 因子(后面将会深入探讨)来计算 BA 值。对所有这些 方法, 根据需要我们既可以为零件中的所有折弯输入相同的信息, 也可以为每个折弯单独输 入不同的信息。 对于不同的厚度、 折弯半径和折弯角度的各种情况, 折弯表方法是最为准确的让我们指定不 同折弯补偿值的方法。一般来说,对每种材料或每种材料/加工的组合会有一个表。初始表 的形成可能会花些时间, 但是一旦形成, 今后我们就可以不断地重复利用其中的某个部分了。

三、折弯扣除法 折弯扣除,通常是指回退量,也是一种不同的简单算法来描述钣金折弯的过程。还是参照图 1 和图 2, 折弯扣除法是指零件的展平长度 LT 等于理论上的两段平坦部分延伸至“尖点”(两 平坦部分的虚拟交点)的长度之和减去折弯扣除(BD)。因此,零件的总长度可以表示为方 程(2): LT = L1 + L2 - BD(2) 折弯扣除同样也是通过以下各种途径确定或提供的:钣金材料供应商、试验数据、经验、带 方程或表格的针对不同材料的手册等。 四、折弯补偿与折弯扣除之间的关系 由于 SolidWorks 通常采用折弯补偿法,对熟悉折弯扣除法的用户来说了解两种算法的关系 就很重要了。 实际上利用零件的折弯和展开的两种几何形状是很容易推导出两个值之间的关 系方程的。回顾一下,我们已有两个方程式:

LT = D1 + D2 + BA (1) LT = L1 + L2 - BD (2) 以上两个方程右边相等可以变化成方程(3): D1 + D2 + BA = L1 + L2 – BD(3) 在图 1 的几何形状部分做几条辅助线,形成两个直角三角形,变为如图 3 所示。

角度 A 代表弯曲角,或者说是零件在折弯过程中扫过的角度。此角也描述了表示折弯区域 形成的圆弧的角度,在图 3 中显示为两半组成。如果内侧弯曲半径用 R 表示,用 T 表示钣 金零件的厚度。用一个直角三角形来帮助清楚表达各种几何关系,如图 3 中的绿色直角三 角形。根据图示的直角三角形各尺寸及三角函数原理,我们很容易得到以下方程: TAN(A/2) = (L1-D1)/(R+T) 经过变换,可得 D1 的表达式为: D1 = L1 – (R+T)TAN(A/2)(4) 利用同样的方法,利用另一半直角三角形的关系,可以得到 D2 的表达式为: D2 = L2 – (R+T)TAN(A/2)(5) 将方程(4)、(5)代入方程(3)可以得到以下方程: L1+L2-2(R+T)TAN(A/2)+BA = L1+L2-BD 化简后可以得到 BA 与 BD 之间关系式: BA = 2(R+T)TAN(A/2)-BD(6) 当弯曲角度为 90 度时,由于 TAN(90/2)=1,此方程可以得到进一步简化: BA = 2(R+T)-BD(7) 方程(6)和方程(7)为那些只熟悉一种算法的用户提供了非常方便的从一种算法转换到另一种 算法的计算公式,而需要的参数只是材料的厚度、折弯角度/折弯半径等。特别是对 SolidW orks 的用户来说,方程(6)和(7)同时提供了将折弯扣除转换到折弯补偿的直接计算方法。折 弯补偿的值既可以用于整个零件/独立折弯,也可以形成一张折弯数据表。 五、K-因子法

K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。也是一 个用于计算在各种材料厚度、折弯半径/折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿(BA)的一个独立 值。图 4 和图 5 将用于帮助我们了解 K-因子的详细定义。

图5 我们可以肯定在钣金零件的材料厚度中存在着一个中性层或轴, 钣金件位于弯曲区域中的中 性层中的钣金材料既不伸展也不压缩,也就是在折弯区域中唯一不变形的地方。在图 4 和 图 5 中表示为粉红区域和蓝色区域的交界部分。在折弯过程中,粉红区域会被压缩,而蓝 色区域则会延伸。 如果中性钣金层不变形, 那么处于折弯区域的中性层圆弧的长度在其弯曲 和展平状态下都是相同的。 所以, BA(折弯补偿)就应该等于钣金件的弯曲区域中中性层的圆 弧的长度。该圆弧在图 4 中表示为绿色。钣金中性层的位置取决于特定材料的属性如延展 性等。 假设中性钣金层离表面的距离为“t”, 即从钣金零件表面往厚度方向进入钣金材料的深 度为 t。因此,中性钣金层圆弧的半径可以表示为(R+t).利用这个表达式和折弯角度,中性 层圆弧的长度(BA)就可以表示为: BA = Pi(R+T)A/180 为简化表示钣金中性层的定义,同时考虑适用于所有材料厚度,引入 k-因子的概念。具体 定义是:K-因子就是钣金的中性层位置厚度与钣金零件材料整体厚度的比值,即: K = t/T 因此,K 的值总是会在 0 和 1 之间。一个 k-因子如果为 0.25 的话就意味着中性层位于零件 钣金材料厚度的 25%处,同样如果是 0.5,则意味着中性层即位于整个厚度 50%的地方, 以此类推。综合以上两个方程,我们可以得到以下的方程(8): BA = Pi(R+K*T)A/180 (8) 这个方程就是在 SolidWorks 的手册和在线帮助中都能找得到的计算公式。 其中几个值如 A、 R 和 T 都是由实际的几何形状确定的。所以回到原来的问题,K-因子到底从何而来?同样, 回答还是那几个老的来源,即钣金材料供应商、试验数据、经验、手册等。但是,在有些情 况下,给定的值可能不是明显的 K,也可能不完全表达为方程(8)的形式,但无论如何,即 使表达形式不完全一样,我们也总是能据此找到它们之间的联系。 例如,如果在某些手册或文献中描述中性轴(层)为“定位在离钣料表面 0.445x 材料厚度” 的地方, 显然这就可以理解为 K 因子为 0.445, K=0.445。 即 这样如果将 K 的值代入方程(8) 后则可以得到以下算式: BA = A (0.01745R + 0.00778T)

如果用另一种方法改造一下方程(8),把其中的常量计算出结果,同时保留住所有的变量, 则可得到: BA = A (0.01745 R + 0.01745 K*T) 比较一下以上的两个方程, 我们很容易得到: 0.01745xK=0.00778,实际上也很容易计算出 K =0.445。 仔细地研究后得知,在 SolidWorks 系统中还提供了以下几类特定材料在折弯角为 90 度时 的折弯补偿算法,具体计算公式如下: 软黄铜或软铜材料:BA = (0.55 * T) + (1.57 * R) 半硬铜或黄铜、软钢和铝等材料:BA = (0.64 * T) + (1.57 * R) 青铜、硬铜、冷轧钢和弹簧钢等材料:BA = (0.71 * T) + (1.57 * R) 实际上如果我们简化一下方程(7),将折弯角设为 90 度,常量计算出来,那么方程就可变换 为: BA = (1.57 * K * T) + (1.57 *R) 所以,对软黄铜或软铜材料,对比上面的计算公式即可得到 1.57xK = 0.55,K=0.55/1.57 =0.35。同样的方法很容易计算出书中列举的几类材料的 k-因子值: 软黄铜或软铜材料:K = 0.35 半硬铜或黄铜、软钢和铝等材料:K = 0.41 青铜、硬铜、冷轧钢和弹簧钢等材料:K = 0.45 前面已经讨论过,有多种获取 K-因子的来源如钣金材料供应商,试验数据,经验和手册等。 如果我们要用 K-因子的方法建立我们的钣金模型,我们就必须找到满足工程需求的 K-因子 值的正确来源,从而得到完全满足所期望精度的物理零件结果。 在一些情况下,因为要适应可能很广泛的折弯情形,仅靠输入单一的数字即使用单一的 K因子方法可能无法得到足够准确的结果。这种情况下,为了获得更为准确的结果,应该对整 个零件的单个折弯直接使用 BA 值,或者使用折弯表描述整个范围内不同的 A、R、T 的所 对应的不同 BA、 或 K-因子值等。 BD 我们甚至还可以使用方程生成象 SolidWorks 提供样表 中所列的折弯表一样的数据。如果需要,我们还可以实验数据或经验数据为依据,修改折弯 表中单元格的内容。SolidWorks 的安装目录下既提供折弯补偿表,也提供折弯扣除表,还 有 k-因子表等,它们均可手工进行编辑与修改。


相关文章:
折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法
折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法 招聘(广告) 一、钣金的计算方法概论 钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸, 会利用各 ...
折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法
折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法_工学_高等教育_教育专区。机电一体化折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法一,钣金的计算方法概论 钣金零件的工程师和钣金材料...
钣金件折弯系数
钣金折弯算法主要有两种, 一种是基于折弯补偿的 算法,另一种是基于折弯扣除的...同样的方法很容易计算出书中列举的几类材料的 k-因子值: 软黄铜或软铜材料:K...
钣金_折弯展开、折弯系数、折弯表与K因子
钣金_折弯展开、折弯系数、折弯表与K因子_调查/报告...如图 现在通常的展开方法有两种,折弯扣除=M(一般...我们再来看如何使用折弯表得到这个值 编缉-设置-...
solidworks钣金参数—K因子+折弯扣除
solidworks钣金参数—K因子+折弯扣除_电力/水利_工程...适用方法:R 除板厚找出相对应的 K 值,例如需要 ...钣金展开的折弯系数计算... 3页 免费 喜欢...
折弯系数
15 9.6 三维网技术论坛; m( H6 }3 m1 ?5 n 不过,根据经验,我们国内的折弯系数一般取 1.65; 折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法 www.3dp ortal.cn(...
钣金展开计算公式
这个 DL 就是我们要制作的折弯表内的值! 再回...K 为 K 因子 T 为厚 R 为内侧半径 折弯扣除 L...钣金展开经验计算方法声明:本计算方法为本人经验算法,...
折弯计算
图4.9.2.1 设计上抑制回弹的方法示例 折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法折弯系数 折弯扣除 K因子值的计算方法 SolidWorks的钣金设计技术基础摘要:机械制造业信息...
SolidWorks钣金折弯扣除参数
钣金折弯扣除参数设置 1、引言 SolidWorks 对钣金的展开计算包括折弯系数K 因子折弯扣除 三种方法。此文件意在于让 SolidWorks 对钣金展开计算符合我公司 的生产...
铜牌折弯系数计算
范围是 0-1;默认值是 0.44。折弯展开长度 计算公式如下: 展开结果长度 = ...那么 就要确定 K 因子;方法是:画一个直角的钣金件,设置一个正确的折弯扣除, ...
更多相关标签:
折弯系数k因子 | 钣金折弯系数k因子 | 钣金折弯k因子系数表 | 折弯系数和折弯扣除 | 折弯系数与折弯扣除 | 折弯扣除系数 | 钣金折弯k因子表 | 折弯k因子 |