SolidWorks折彎系數(shù)、折彎扣除及K因子的簡介
- 發(fā)布:希維爾科技
- 時間:2022-06-09 09:53:46
鈑金零件的工程師為保證最終折彎成型后零件所期望的尺寸,會利用各種不同的算法來計算展開狀態(tài)下備料的實際長度。其中最常用的方法就是簡單的“掐指規(guī)則”,即基于各自經(jīng)驗的算法。通常這些規(guī)則要考慮到材料的類型與厚度,折彎的半徑和角度,機床的類型和步進速度等等。
隨著計算機技術的出現(xiàn)與普及,為更好地利用計算機超強的分析與計算能力,人們越來越多地采用計算機輔助設計的手段,但是當計算機程序模擬鈑金的折彎或展開時也需要一種計算方法以便準確地模擬該過程。如今大多數(shù)的商用CAD 和三維實體造型系統(tǒng)已經(jīng)提供了更為通用的和強大功能的解決方案。大多數(shù)情況下,這些應用軟件還可以兼容原有的基于經(jīng)驗的和掐指規(guī)則的方法,并提供途徑定制具體輸入內(nèi)容到其計算過程中去。SolidWorks 也理所當然地成為了提供這種鈑金設計能力的佼佼者。
為了滿足工程師不同算法的需求,SolidWorks提供了多種算法,如下圖。為了讓大家更好的理解,本次我們主要介紹折彎系數(shù)、折彎扣除和K因子的原理及用法。
展開算法
如下圖將零件的展開長度(LT) 描述為零件展平后每段長度的和再加上展平的折彎區(qū)域的長度。展平的折彎區(qū)域的長度則被表示為“折彎補償”值(BA) 。因此整個零件的長度就表示為方程 :
LT = D1 + D2 + BA
折彎區(qū)域(圖中表示為淡黃色的區(qū)域)就是理論上在折彎過程中發(fā)生變形的區(qū)域。
簡而言之,為確定展開零件的幾何尺寸,讓我們按以下步驟思考:
1、將折彎區(qū)域從折彎零件上切割出來
2、將剩余兩段平坦部分(D1,D2)平鋪到一個桌子上
3、計算出折彎區(qū)域在其展平后的長度(BA)
4、將展平后的彎曲區(qū)域粘接到兩段平坦部分之間,結果就是我們需要的展開后的零件稍有難度的部分就是如何確定展平的彎曲區(qū)域的長度,即圖中由BA 表示的值。很顯然, BA 的值會隨不同的情形如材料類型、材料厚度、折彎半徑與角度等而不同。其它可能影響B(tài)A 值的因素還有加工過程、機床類型、機床速度等等。BA 值到底從何而來?實際上通常有以下幾種來源: 鈑金材料供應商,實驗數(shù)據(jù),經(jīng)驗以及一些工程手冊等。在SolidWorks 中,我們即可以直接輸入BA 值,提供一個或多個帶BA 值的表,也可以使用另外的方法如K 因子(后面將會深入探討)來計算BA 值。對所有這些方法,根據(jù)需要我們既可以為零件中的所有折彎輸入相同的信息,也可以為每個折彎單獨輸入不同的信息。對于不同的厚度、折彎半徑和折彎角度的各種情況,折彎表方法是最為準確的讓我們指定不同折彎補償值的方法。一般來說,對每種材料或每種材料/加工的組合會有一個表。初始表的形成可能會花些時間,但是一旦形成,今后我們就可以不斷地重復利用其中的某個部分了
- 折彎系數(shù):
在SolidWorks中使用折彎系數(shù)時,輸入值即BA值。長度方程為:
LT=D1+D2+折彎系數(shù)值
- 折彎扣除:
使用折彎扣除時,通常是指回退量,也是一種不同的簡單算法來描述鈑金折彎的過程。折彎扣除法是指零件的展平長度等于理論上的兩段平坦部分(L1/L2)延伸至“尖點”(兩平坦部分的虛擬交點)的長度之和減去折彎扣除(折彎扣除值) 。因此,零件的總長度可以表示為方程展開長度為其長度方程為:
LT=L1(10) + L2(10)—折彎扣除值
折彎扣除同樣也是通過以下各種途徑確定或提供的:鈑金材料供應商、試驗數(shù)據(jù)、經(jīng)驗、帶方程或表格的針對不同材料的手冊等。
- K因子法:
我們可以肯定在鈑金零件的材料厚度中存在著一個中性層或軸,鈑金件位于彎曲區(qū)域中的中性層中的鈑金材料既不伸展也不壓縮,也就是在折彎區(qū)域中唯一不變形的地方,如下圖,紅色區(qū)域在展開時會伸展變形。在藍色區(qū)域會壓縮(集聚),而綠色層則是中性層,既不伸展也不壓縮,在SolidWorks中,K因子是指從材料內(nèi)側到中性層的距離與材料厚度的比值即下圖中的t/T.
因此,中性鈑金層圓弧的半徑可以表示為(R+t ).利用這個表達式和折彎角度,中性層圓弧的長度(BA)就可以表示為:
BA =π (R+t)A/180 (A:折彎角度)
因此,長度方程為:
LT = D1 + D2 + BA = D1+D2+π (R+t)A/180
以上幾種方式都可以基于經(jīng)驗或者材料供應商進行獲取相關信息,來獲得更接近于真實下料尺寸的參數(shù),如鈑金類零件較多,材料規(guī)格較多時可能重復設置,且存在選錯的概率。為了解決這一問題SolidWorks的折彎系數(shù)表可以很好的解決此類問題,選取相應的規(guī)格型號后即可自動輸入需要的參數(shù),減少錯誤的發(fā)生。