板金加工の分野において、CAD/CAM設計エンジニアにとって最大の課題の一つは、曲げ加工機に投入する前に展開図の寸法を正確に計算することです。曲げ加工を行うと、材料は外側が膨張し、内側が圧縮されるため、完成品の寸法は元のワークピースの寸法と異なってきます。この問題を解決するには、板金曲げ加工におけるK係数の徹底的な理解と適切な適用、そして公差基準の遵守が不可欠です。
以下の記事では、Metaltech 1の技術チームが、曲げ加工用ブランク材の計算方法に関する詳細な手順と、最も正確なKファクター参照表を提供します。
1. Kファクターとは何ですか?材料の伸びの性質です。
金属板を曲げると、曲げ点における板の断面は、3つの異なる荷重支持領域に分割されます。
- 圧縮ゾーン: 曲がり部の内面は圧縮されている。
- 張力領域: 曲面の外側表面が引き伸ばされる。
- 中立軸: 圧縮ゾーンと引張ゾーンの間に位置する材料は、圧縮も引張もされないため、曲げる前と後で中立軸の長さは一定のままです。
Kファクター(Kファクター) これは、曲げ角の内面から中立軸までの距離の比率です(と表記されます)。 t金属板の全厚(と表記)と比較して T).
式:K = t / T
実際には、K係数は通常0.25から0.5の範囲になります。この係数は多くの要因によって影響を受けます。
- 材質の種類(黒鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅など)。
- 金属板の厚さ。
- 内側曲げ半径(R)。
- 衝撃を与える方法(エアベンディングまたはボトミング)。
2. 一般的な材料のKファクター表を参照
SolidWorks、AutoCAD、Inventorなどのソフトウェアでパラメータを設定する際の便宜上、エンジニアは、以下の経験的なKファクター値の表(CNCマシンでのエアベンディング方法に一般的に適用される値)を参照することができます。
| 材質の種類 | 曲げ半径(R)と厚さ(T)の条件 | Kファクター |
| 軟鋼(SPCC / SS400) | R < 2T | 0.38~0.42 |
| R = 2T~4T | 0.43 – 0.46 | |
| R > 4T | 0.50 | |
| ステンレス鋼(304/316) | R < 2T | 0.35~0.40 |
| R = 2T~4T | 0.40~0.45 | |
| R > 4T | 0.50 | |
| アルミニウムおよびアルミニウム合金 | R < 2T | 0.40~0.44 |
| R = 2T~4T | 0.45~0.48 | |
| R > 4T | 0.50 |
(注:上記の表は参考用です。実際の加工では、絶対的な精度を達成するために、作業場の技術者はテスト曲げを行い、材料の各バッチと金型システムごとに正確なKファクターと曲げ減算値を決定する必要があります。)
3. 機械加工における標準的な曲げ公差。
たとえ正しく適用したとしても 衝撃ワークピースを計算する実際には、測定機器の誤差、材料のスプリングバック、鋼材加工物自体の厚さ公差などにより、100%の精度を達成することは事実上不可能である。
したがって、技術図面には常に以下の事項に関する要件を含める必要があります。 曲げ許容範囲Metaltech 1のような最新のCNC油圧曲げ加工機を使用する機械加工工場では、公差基準は通常、次のように管理されます。
- 角度許容値: ±0.5°~±1°(圧痕の長さと材料の厚さによって異なります)。
- 曲げ加工後の寸法公差(曲げフランジ長さ): * 薄いワークピース(T < 3mm)の場合:±0.2mm~±0.3mm。
- 厚みのあるワークピース(T > 3mm)の場合:±0.5mm。
4. 設計エンジニアはなぜクローズドループ製造プロセスと連携すべきなのでしょうか?
寸法精度が低い場合、初期加工におけるワークピースの切断工程が不正確であれば、展開図の計算は無意味になります。面取り加工されたエッジを持つプラズマ切断や、突出したバリのあるプレス加工を行うと、CNC曲げ加工機がワークピースを金型に正確に押し付けることができず、結果として曲げ角度が不正確になります。
だからこそ、エンジニアは常に統合型の機械加工工場を探すことを最優先事項とするのだ。 メタルテック1当社は、閉鎖型胚作製プロセスを提供しています。胚は当社が作製します。 CNCレーザー切断 極めて低い公差(±0.05mm)により、切断面は滑らかになり、CNC曲げ加工機システムがスムーズに動作するための完璧な基盤が構築され、エンジニアが綿密に計算したすべてのKファクターパラメータに厳密に準拠します。
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