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了解钣金弯曲:弯曲半径、K系数等

2021-11-04 阅读 2633

支架、盖、机柜、机箱、电气外壳。这些和无数其他钣金部件的制造似乎相当简单,但实现零件精度涉及一些相当复杂的弯曲计算。这是因为金属板弯曲时会拉长。


伸长量以及必要的“弯曲裕量”由几个因素决定。其中包括工件材料和厚度、弯曲角度和内半径、用于弯曲金属的方法(空气与底部弯曲),以及经常被误解的K系数,也称为中性系数或Y系数。


K系数


举例来说,一块12号黄铜或铝,它的尺寸大约为3-1/2英寸(88.9毫米)方形乘以0.083英寸(2.1082mm)厚。现在,将其在台面边缘均匀弯曲,那么接触柜台的表面将被压缩,其外表面将被拉伸。


(折弯中K系数的说明示例)


在这些内表面和外表面之间的某处存在一个假想平面,该平面位于既不压缩也不张紧的过渡区。这是中性轴,在弯曲过程中,它倾向于向内表面移动。因此,K系数是从弯管内表面(t)测量的中性轴位置与总材料厚度(Mt)之间的比率。由于Y系数考虑了某些冶金特性,因此它提供了行业标准K系数的更复杂(更精确)版本。然而,它很少被使用。


假设使用的内弯曲半径小于材料厚度,则在我们的示例中,K系数对于空气弯曲为0.33,对于底部弯曲为0.42,对于较大的弯曲半径,两者都逐渐增加到0.5的弯曲半径。K系数也随着钢和不锈钢等较硬材料的增加而增加,但从未超过刚才提到的0.5。


弯曲度和弯曲度公差


那么,在制造网站上看到的所有其他东西(外部弯曲度、弯曲余量和弯曲扣减)又如何呢?这些值对于任何进行手动折弯计算的人都非常重要,并且需要生成3D零件模型的精确“平面”布局。以下是所有钣金零件设计师都应该熟悉的一些简要说明:




外部弯曲度(OSSB):除了其位置和高度外,每个凸缘还由垂直和水平(X和Y)轴上的缩进量定义。例如,在90°的凸缘上,OSSB等于外径。这反过来等于弯曲半径加上材料厚度。


弯曲余量:还记得K系数讨论中那个假想的中性线吗?如果要将其“展开”或使其平放,这将是弯曲余量。搜索“弯曲余量”,你会在许多网站上看到它被描述为“沿材料中性轴测量的弯曲弧长”


弯折扣减:这些相同的场地将说明弯曲扣减是弯曲允许量(其本身由K系数确定)与OSSB的两倍或外部收进之间的差值。展平3D模型时,此折弯扣减额是必须从工件中减去的量,以考虑任何拉伸。


其他钣金设计注意事项


也就是说,任何钣金零件中的材料厚度应一致。它们一开始都是平板,所以不要试图设计一个区域厚度为1/16英寸(1.5875mm)的零件,而其他区域厚度为1/32英寸(0.03125mm)。


在零件设计中放置孔、槽和类似特征时,请确保将它们放置在距离任何边或内角至少4倍材料厚度的位置。这可以追溯到前面描述的整个拉伸现象,将一个圆孔粘贴到比这更靠近折弯线的位置,由于金属变形,圆孔可能会稍微呈椭圆形。




您可以自由指定不同的半径以适合配合零件,以适合配合零件或需要清晰内角的地方,但应在该零件上找到的所有凸缘上调用您选择的任何值。否则将意味着额外的设置和更高的零件成本。


说到拐角,您还应该在两个凸缘连接在一起的任何位置规划折弯卸压。这些是大约0.030英寸(0.762mm)的小缺口宽,防止材料在接合处向外膨胀。许多CAD系统都足够智能,可以创建这些折弯浮雕。



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