鈑金加工中展開是一項重要的技能,也是保證最終折彎成型后零件所期望的尺寸的重要方法。 鈑金工藝工程師和鈑金設(shè)計師為保證最終折彎成型后零件達到所期望的尺寸,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。 總結(jié)起來,如今被廣泛采納的較為流行的鈑金折彎算法主要有兩種,一種是基于折彎補償?shù)乃惴ǎ硪环N是基于折彎扣除的算法。 一、折彎補償法為更好地理解折彎補償,請參照圖1中表示的是在一個鈑金零件中的單一折彎。圖2是該零件的展開狀態(tài)。 折彎補償算法將零件的展開長度(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(1): LT = D1 + D2 + BA (1) 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 4、將展平后的彎曲區(qū)域粘接到兩段平坦部分之間,結(jié)果就是我們需要的展開后的零件 關(guān)鍵點就是如何計算折彎過程中發(fā)生變形的區(qū)域長度,這里要引用一個概念: 中性層—鋼板在折彎過程中,外側(cè)材料在拉伸而內(nèi)側(cè)材料在壓縮,那么,必然有一個即不拉伸也不壓縮的地方,就是中性層。 根據(jù)中性層的定義, BA(折彎補償)就應(yīng)該等于鈑金件的彎曲區(qū)域中中性層的圓弧的長度。 該圓弧在圖4中表示為綠色。鈑金中性層的位置取決于特定材料的屬性如延展性等。假設(shè)中性層離表面的距離為“t”,即從鈑金零件表面往厚度方向進入鈑金材料的深度為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 = Pi*(R+t)A/180 為簡化表示鈑金中性層的定義,同時考慮適用于所有材料厚度,引入k-因子的概念。 具體定義是:K-因子就是鈑金的中性層位置厚度與鈑金零件材料整體厚度的比值,即: K = t/T 因此,K的值總是會在0和1之間。一個k-因子如果為0.25的話就意味著中性層位于零件鈑金材料厚度的25%處,同樣如果是0.5,則意味著中性層即位于整個厚度50%的地方,以此類推。 綜合以上兩個方程,我們可以得到以下的方程(8): BA = Pi(R+K*T)A/180 (8) 其中幾個值如A、R和T都是由實際的幾何形狀確定的。 有個重要問題,K-因子到底從何而來? 有幾個來源,即鈑金材料供應(yīng)商、試驗數(shù)據(jù)、經(jīng)驗、手冊等。為了方便我從相關(guān)資料上查出K因子,整理出表格,見下表: 按照折彎補償法,整個鈑金展開長度就可以計算得出,應(yīng)用于實踐工作中。 二、折彎扣除法折彎扣除法是基于外尺寸相加在減去折彎系數(shù)得出。外尺寸:即包含折彎圓角、板厚的最外尺寸。折彎系數(shù):一般是鈑金工藝試經(jīng)過多次試驗得出的一個經(jīng)驗數(shù)值,每個廠家因機器設(shè)備、工藝、材料不同而有微弱變化。 公式:L=A+B-K K:為下表內(nèi)折彎系數(shù) T:料厚 L: 展開后長度 見下表,是某一廠家得出的折彎系數(shù)表,供參考使用。 注:<1>紫銅的折彎系數(shù)為折彎內(nèi)角為R3時的折彎系數(shù);如使用尖刀折彎,折彎系數(shù)參照鋁合金的折彎系數(shù)或通過試折確定。 |
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