Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Heb je moeite met het ontwerpen van nauwkeurige plaatwerkonderdelen? Ontdek de geheimen van de K-factor, een cruciaal concept in plaatbewerking. In dit artikel demystificeert onze expert werktuigbouwkundig ingenieur de K-factor, legt het verband uit met de neutrale laag en geeft praktische berekeningsmethoden. Ontdek hoe het beheersen van de K-factor een revolutie teweeg kan brengen in uw plaatwerkontwerpen en een succesvolle productie kan garanderen.
Dit artikel gaat dieper in op de K-factor, een cruciaal concept bij het ontwerpen en vervaardigen van plaatwerk. Het behandelt de definitie van de K-factor, de relatie met de neutrale laag en methoden voor het berekenen en kalibreren van de K-factor.
Het artikel bespreekt ook de factoren die de K-factor beïnvloeden, zoals materiaaleigenschappen en buigparameters, en geeft praktische richtlijnen voor het bepalen van de optimale K-factorwaarde voor verschillende toepassingen.
De K-factor is een belangrijk begrip voor iedereen die het ontwerpen van plaatwerk in SolidWorks en plaatbewerking in het algemeen onder de knie wil krijgen. Eenvoudig gezegd is de K-factor de verhouding tussen de afstand tussen de neutrale laag en het binnenoppervlak van de bocht (t) en de dikte van het plaatwerk (T). Wiskundig wordt dit als volgt uitgedrukt:
K = t / T
Zoals duidelijk wordt uit de definitie, is de K-factor altijd een constante waarde tussen 0 en 1. Inzicht in de K-factor en de implicaties ervan is essentieel voor het maken van nauwkeurige ontwerpen van plaatmetalen onderdelen die met succes kunnen worden gefabriceerd.
Om de K-factor volledig te begrijpen, is het essentieel om het concept van de neutrale laag te begrijpen. Wanneer een plaatmetalen onderdeel gebogen wordt, ondergaat het materiaal dichtbij het binnenoppervlak van de bocht compressie, waarbij de intensiteit dichter bij het oppervlak toeneemt. Omgekeerd ondergaat het materiaal nabij het buitenoppervlak uitrekking, waarbij de intensiteit dichter bij het oppervlak toeneemt.
Ervan uitgaande dat het plaatmetaal is opgebouwd uit dunne op elkaar gestapelde lagen (zoals het geval is bij de meeste metalen), moet er in het midden een laag zijn die tijdens het buigen noch samendrukt noch uitrekt. Deze laag staat bekend als de neutrale laag. De neutrale laag is cruciaal bij het bepalen van de K-factor en dus de buigtoeslag en vlakke patroonafmetingen van een plaatmetalen onderdeel.
Hoewel de neutrale laag niet zichtbaar of voelbaar is omdat ze in het plaatmetaal ligt, wordt haar positie bepaald door de inherente eigenschappen van het materiaal. Bijgevolg is de K-factor ook afhankelijk van de materiaaleigenschappen.
Een belangrijk inzicht in het concept van de neutrale laag is dat de lengte van een gebogen plaatwerkdeel (plat patroon) gelijk is aan de lengte van de neutrale laag. Verwijzend naar het bovenstaande diagram kan dit worden uitgedrukt als:
Ongevouwen lengte = rechte lengte A + rechte lengte B + booglengte C (neutrale laaglengte in het buiggebied)
Inzicht in deze relatie is cruciaal voor het nauwkeurig berekenen van vlakke patroonafmetingen op basis van de K-factor en de buigtoeslag, die beïnvloed worden door de materiaaleigenschappen.
De K-factor is een op zichzelf staande waarde die het buiggedrag en het ontvouwen van plaatwerk karakteriseert over een breed bereik van geometrische parameters. Het wordt ook onafhankelijk gebruikt om de buigtoeslag (BA) te berekenen onder verschillende omstandigheden, zoals:
Begrijpen hoe je de K-factor berekent is essentieel voor nauwkeurig ontwerpen en fabriceren van plaatwerk.
De onderstaande illustraties geven een gedetailleerde visuele uitleg van het concept van de K-factor:
In de doorsnede van een plaatmetalen onderdeel bevindt zich een neutrale laag of as. Het materiaal in deze neutrale laag binnen het buiggebied ondervindt noch compressie noch rek, waardoor dit het enige gebied is dat onvervormd blijft tijdens het buigen. In het diagram wordt de neutrale laag voorgesteld door het snijpunt van de roze (samendrukken) en blauwe (strekken) gebieden.
Een belangrijk inzicht is dat als de neutrale laag onvervormd blijft, de booglengte van de neutrale laag binnen het buiggebied gelijk moet zijn in zowel de gebogen als de afgevlakte toestand van het plaatwerkdeel. Dit principe vormt de basis voor het berekenen van buigtoeslagen en vlakke patroonafmetingen met behulp van de K-factor.
Daarom moet de buigtoeslag (BA) gelijk zijn aan de lengte van de neutrale laagboog in het buiggebied van het plaatwerkdeel. Deze boog is groen weergegeven in de figuur.
De positie van de neutrale laag in plaatmetaal is afhankelijk van specifieke materiaaleigenschappenzoals vervormbaarheid.
Ervan uitgaande dat de afstand tussen de neutrale plaatmetaallaag en het oppervlak "t" is, d.w.z. de diepte van het oppervlak van het plaatmetaalonderdeel tot het oppervlak van het plaatmetaalonderdeel. metaalmateriaal in de dikterichting is t.
Daarom kan de straal van de boog van de neutrale plaatmetaallaag worden uitgedrukt als (R+t).
Met behulp van deze uitdrukking en de buighoekkan de lengte van de boog van de neutrale laag (BA) worden uitgedrukt als:
Om de definitie van de neutrale laag in plaatmetaal te vereenvoudigen en rekening houdend met de toepasbaarheid op alle materiaaldiktes, wordt het concept van de k-factor geïntroduceerd. Concreet is de k-factor de verhouding tussen de dikte van de neutrale laag en de totale dikte van het plaatmetalen onderdeel:
Daarom ligt de waarde van K altijd tussen 0 en 1. Als een k-factor 0,25 is, betekent dit dat de neutrale laag zich op 25% van de dikte van het plaatmateriaal bevindt, en als deze 0,5 is, betekent dit dat de neutrale laag zich halverwege de gehele dikte bevindt, enzovoort.
Als we de bovenstaande twee vergelijkingen combineren, krijgen we de volgende vergelijking:
Waarbij sommige waarden zoals A, R en T worden bepaald door de werkelijke geometrische vorm.
Om de waarde van de K-factor te helpen bepalen, bieden we twee calculators die inspelen op verschillende invoerscenario's. Hoewel de uiteindelijke resultaten enigszins kunnen verschillen, voldoen beide calculators aan je behoeften.
Als je de toegestane buiging en de straal van de binnenbocht kent, gebruik dan deze calculator om de K-factor en de afstand van het binnenoppervlak tot de neutrale as (t) te bepalen.
Ingangen:
Uitgangen:
Als je alleen de straal van de binnenbocht en de materiaaldikte weet, gebruik dan deze calculator om de K-factor te bepalen.
Ingangen:
Uitgangen:
Deze calculators bieden een handige manier om snel de K-factor en neutrale aspositie te bepalen voor uw plaatwerkontwerpprojecten.
Op basis van de voorgaande berekeningen kunnen we de formule voor het berekenen van de K-factor afleiden:
Waar:
Voorbeeldberekening:
Laten we een voorbeeldberekening uitvoeren met de volgende gegeven informatie:
De formule om de K-factor te berekenen is:
Stap 1: Vul de gegeven waarden in de K-factorformule in:
K = (2.1 × 180/(3.14 × 90) - 1)/1
Stap 2: Vereenvoudig de vergelijking:
K ≈ 0.337
Voor de gegeven parameters is de K-factor dus ongeveer 0,337.
Dit voorbeeld laat zien hoe je de K-factor berekeningsformule toepast om de K-factor te bepalen voor een specifiek scenario voor het buigen van plaatmetaal.
Hieronder staan K-factoren voor veelvoorkomende metalen.
K-factor grafiek
| Dikte (SPCC/SECC) | K Factor (Alle hoeken, inclusief R-hoek) |
| 0.8 | 0.615 |
| 1 | 0.45 |
| 1.2 | 0.35 |
| 1.5 | 0.348 |
| 2 | 0.455 |
| 3 | 0.349 |
| 4 | 0.296 |
| Dikte (SPCC/SECC) | Bocht aftrek (alleen van toepassing op 90 hoeken) |
| 0.8 | 1 |
| 1 | 1.5 |
| 1.2 | 2 |
| 1.5 | 2.5 |
| 2 | 3 |
| 3 | 5 |
| 4 | 7 |
| 5 | 10 |
De volgende tabel bevat waarden voor buigtoeslag die door een specifieke fabrikant zijn verkregen voor verschillende materialen en diktes. Houd er rekening mee dat deze waarden alleen als referentie dienen en mogelijk niet universeel toepasbaar zijn.
| Materiaaldikte (T) | SPCC | Al | SUS | Koper |
| 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) |
Opmerking: Voor koper zijn de waarden van de buigtoeslag coëfficiënten wanneer de binnenste buigradius R3 is. Als u een scherpe pons gebruikt voor het buigen, raadpleeg dan de buigtoeslag voor aluminiumlegering of bepaal de waarde door proefbuigen.
Om te begrijpen waarom de K-factor niet hoger kan zijn dan 0,5, is het essentieel om de concepten van de K-factor en de neutrale laag te begrijpen.
Bij het buigen van een plaatstalen onderdeel wordt een kleine boog gecreëerd, vergelijkbaar met rolbuigen maar met een kleinere radius. Ongeacht de gebruikte methode is het onmogelijk om een perfecte rechte hoek te maken en zal er altijd een kleine boog zijn. De straal van het werkstuk is direct gerelateerd aan de straal van de onderste matrijs - een kleinere straal van de matrijs resulteert in een kleinere straal van het werkstuk en omgekeerd.
Plaatmetalen onderdelen hebben een dikte en wanneer ze in een boog gebogen worden, worden de binnenoppervlaktematen kleiner terwijl de buitenoppervlaktematen groter worden. Dit fenomeen geeft aanleiding tot de buigtoeslag. Bijvoorbeeld, bij het buigen van een hoekvormig onderdeel met een buitendiameter van 20 x 20, zal het altijd uitklappen tot minder dan 40, ongeacht de plaatdikte. Dit komt omdat de afmetingen van het buitenoppervlak toenemen na het buigen. Als de uitgevouwen maat ontworpen is om 40 te zijn, zal de gebogen maat 20 zijn aan de ene kant en meer dan 20 aan de andere.Traditioneel werd aangenomen dat ongeacht de plaatdikte en de hoeveelheid dimensionale verandering aan het binnen- en buitenoppervlak, de grootte van de middelste laag constant zou blijven. Deze middelste laag staat bekend als de neutrale laag.
Met de toenemende vraag naar de nauwkeurigheid van productafmetingen is geconstateerd dat de mate van verkleining aan de binnenkant niet altijd overeenkomt met de mate van uitzetting aan de buitenkant. Vooral voor kleine resulterende bogen (zoals bochten) wordt de binnenkant meestal 0,3 kleiner, terwijl de buitenkant 1,7 groter wordt. Dit laat zien dat de neutrale laag, die constant in grootte blijft, zich niet noodzakelijk in het midden van de plaatdikte bevindt, maar dichter bij de binnenkant. De K-factor is gedefinieerd als de afstand van de binnenkant tot de neutrale laag gedeeld door de gehele plaatdikte.
De neutrale laag kan zich maximaal in het midden van de plaatdikte bevinden. Daarom is de afstand van de binnenkant tot het midden gedeeld door de gehele plaatdikte 0,5, wat resulteert in een maximale K-factorwaarde van 0,5. Deze factoren verklaren waarom de K-factor in plaatmateriaal niet groter mag zijn dan 0,5.
Zelfs voor hetzelfde materiaal is de K-factor bij daadwerkelijke verwerking niet constant en wordt beïnvloed door de verwerkingstechnologie. In de elastische vervormingsfase van het buigen van plaatmateriaal bevindt de neutrale as zich in het midden van de plaatdikte. Als de buigvervorming van het werkstuk echter toeneemt, ondergaat het materiaal voornamelijk plastische vervorming, die niet meer te herstellen is.
Op dit punt verschuift de neutrale laag naar de binnenkant van de bocht als de vervormingstoestand verandert. Hoe sterker de plastische vervorming, hoe groter de verschuiving van de neutrale laag naar binnen.
Om de intensiteit van de plastische vervorming tijdens het buigen van de plaat weer te geven, kunnen we de parameter R/T gebruiken, waarbij R staat voor de binnenste buigradius en T voor de plaatdikte. Een kleinere R/T verhouding duidt op een hoger niveau van plaatvervorming en een grotere binnenwaartse verschuiving van de neutrale laag.
De tabel hieronder toont gegevens voor platen met een rechthoekige dwarsdoorsnede onder specifieke verwerkingsomstandigheden. Naarmate R/T toeneemt, neemt ook de neutrale laagpositiefactor K toe.
| 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 |
De straal van de neutrale laag (ρ) kan worden berekend met de volgende formule:
ρ = R + KT
Waar:
Zodra de straal van de neutrale laag is bepaald, kan de ontwikkelde lengte worden berekend op basis van de geometrie en vervolgens kan de ontwikkelde lengte van de plaat worden afgeleid.
Over het algemeen hebben zachtere plaatmaterialen onder dezelfde buigomstandigheden lagere K-waarden en grotere binnenwaartse verplaatsingen van de neutrale laag. Het Machinehandboek geeft drie standaard buigtabellen die van toepassing zijn op 90 graden buigen, zoals hieronder weergegeven:
| Tabel | Materiaal | K Factor |
| # 1 | Zacht messing, koper | 0.35 |
| # 2 | Hard messing, koper, zacht staal, aluminium | 0.41 |
| # 3 | Hard messing, brons, koud gerold staalverenstaal | 0.45 |
Deze tabellen laten zien hoe materiaaleigenschappen de K-factor en de positie van de neutrale laag beïnvloeden.
Voor bochten met kleinere binnenstralen kan de buighoek ook van invloed zijn op de verandering in de K-factor. Naarmate de buighoek groter wordt, verschuift de neutrale laag meer naar de binnenzijde van de bocht. Deze relatie tussen buighoek en verschuiving van de neutrale laag is vooral belangrijk voor krappe radiusbochten en moet in aanmerking worden genomen bij het bepalen van de juiste K-factor voor een bepaald plaatwerkonderdeel.
Bij berekeningen voor het buigen van plaatwerk is het vaak nodig om de K-factor te kalibreren. Maar waarom is deze kalibratie nodig?
In SolidWorks wordt de aftrekwaarde voor bochten die geen 90 graden zijn alleen berekend door handmatige invoer, wat omslachtig kan zijn. Om deze handmatige berekening te vermijden, wordt in plaats daarvan de K-factor gebruikt. Voor het nauwkeurig bepalen van de K-factor voor verschillende plaatdiktes is echter kalibratie nodig.
Hier volgt een stapsgewijze analyse van het kalibratieproces van de K-factor:
Herhaal dit kalibratieproces voor verschillende plaatdiktes en noteer de gekalibreerde K-factorwaarden in een tabel voor toekomstig gebruik.
Om de optimale K-factorwaarde voor het buigen van plaatwerk te bepalen op basis van verschillende materiaaleigenschappen, is het essentieel om de rol en betekenis van de K-factor te begrijpen. De K-factor is een op zichzelf staande waarde die beschrijft hoe plaatmetaal buigt en ontvouwt onder verschillende geometrische parameters. Hij wordt ook gebruikt om buigcompensatie te berekenen voor verschillende materiaaldiktes, buigradii en buighoeken. Het kiezen van de juiste K-factor is cruciaal voor het nauwkeurig ontvouwen en buigen van plaatmetalen onderdelen.
Het proces voor het bepalen van de optimale K-factorwaarde op basis van materiaaleigenschappen kan in de volgende stappen worden samengevat:
Door deze stappen te volgen en rekening te houden met de materiaaleigenschappen, standaardwaarden, experimentele aanpassingen, buigaftrektabellen en aanvullende buigparameters, kunt u de optimale K-factorwaarde bepalen voor uw specifieke buigtoepassing voor plaatmetaal.
V: Wat is het typische bereik van K-factorwaarden voor gewone materialen?
A: De K-factor ligt meestal tussen 0,3 en 0,5, afhankelijk van het materiaal. Zacht messing en koper hebben bijvoorbeeld een K-factor rond de 0,35, terwijl hard messing, brons en koudgewalst staal een K-factor rond de 0,45 hebben.
V: Hoe kies ik de juiste K-factor voor mijn plaatontwerp?
A: Om de juiste K-factor te selecteren, moet u rekening houden met de materiaaleigenschappen, dikte, buigradius en buighoek. Raadpleeg de standaard K-factortabellen of gebruik de meegeleverde calculators om de optimale waarde voor uw specifieke toepassing te bepalen.
Concluderend kan gesteld worden dat de K-factor een kritisch concept is bij het ontwerpen en vervaardigen van plaatwerk. Door de relatie met de neutrale laag, materiaaleigenschappen en buigparameters te begrijpen, kunnen ontwerpers en technici nauwkeurige vlakke patronen maken en precieze buigtoeslagen bereiken. Het beheersen van de K-factor is essentieel voor het produceren van plaatwerkonderdelen en samenstellingen van hoge kwaliteit.
Meer lezen en bronnen
Om je inzicht in het buigen van plaatmetaal en aanverwante concepten te verdiepen, kun je de volgende bronnen raadplegen:
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 