Що таке K-фактор
Під час згину зовнішні волокна металу розтягуються, внутрішні — стискаються. Десь між ними проходить нейтральний шар: його довжина під час згину не змінюється. Саме по ньому рахують розгортку.
K-фактор показує, де цей шар знаходиться:
K = t / S
де t — відстань від внутрішньої поверхні до нейтрального шару, S — товщина листа. K змінюється від 0 до 0,5. При малому радіусі відносно товщини нейтральний шар зміщується до внутрішньої поверхні, і K виходить близько 0,3–0,35. При великому радіусі він наближається до середини товщини, K → 0,5.
Навіщо він потрібен
Довжина дуги нейтрального шару в зоні згину (bend allowance):
BA = π · (Rвн + K·S) · (180° − α) / 180°
Розміри полиць на кресленні зазвичай задають по зовнішній поверхні, тому для розгортки використовують скорочення на згин — bend deduction:
BD = 2·(Rвн + S) − BA (для α ≤ 90°)
L = A + B − BD
Помилка в K на кілька сотих на одному згині дає частки міліметра. Але на деталі з чотирма-п'ятьма згинами вони складаються — і отвори вже не співпадають.
Головна помилка: K без радіуса
У довідниках і CAD-програмах K часто подають як «властивість матеріалу»: для сталі — 0,33, для алюмінію — 0,4. Це спрощення, яке в цеху регулярно призводить до браку.
K-фактор має сенс лише в парі з тим внутрішнім радіусом, з яким його визначили. Якщо взяти K, отриманий для одного радіуса, і рахувати розгортку з іншим — розгортка «попливе». Найкраще це показує реальний дослід.
Дослід: нержавіюча сталь AISI 304, 6 мм
Мій колега з Італії провів простий експеримент. Пластину з AISI 304 товщиною 6 мм і довжиною 150,65 мм зігнули приблизно посередині на кут рівно 90°. Отримали полиці 81,65 і 81,03 мм (по зовнішній поверхні), зовнішній радіус ≈ 14,5 мм, тобто внутрішній ≈ 14,5 − 6 = 8,5 мм.
Далі рахуємо зворотну задачу:
BD = A + B − L₀ = 81,65 + 81,03 − 150,65 = 12,03 мм
І от що вийшло залежно від радіуса, який підставили в розрахунок:
| Rвн у розрахунку | K-фактор | Розгортка з цією парою |
|---|---|---|
| 8,5 мм (виміряний) | 0,384 | 150,65 мм |
| 6,0 мм | 0,270 | 150,65 мм |
Обидві пари дають однакову розгортку — бо обидві описують ту саму реальну деталь. Але якщо взяти K = 0,27 і порахувати розгортку з радіусом 8,5 мм, отримаємо приблизно на 1 мм менше. На одному згині. Саме так і з'являються розбіжності «у нас інші цифри» між різними програмами й калькуляторами.
Як визначити свій K у цеху
- Відріжте смугу з того самого металу і партії, що й деталі. Точно виміряйте довжину L₀ і фактичну товщину S.
- Зігніть її на тому інструменті, на якому будете гнути деталі. Найзручніше — на 90°.
- Виміряйте фактичний кут і зовнішні розміри полиць A і B.
- Виміряйте радіус шаблоном радіусів (або зовнішній радіус мінус товщина).
- Порахуйте K. Для 90°:
K = (2·BA/π − Rвн) / S, де BA = 2·(Rвн + S) − BD
Щоб не рахувати вручну, використайте блок «K-фактор із пробного згину» у калькуляторі: він рахує для будь-якого кута і одразу переносить K разом із радіусом і товщиною в розрахунок розгортки.
Точність вимірів
K дуже чутливий до вимірів. Похибка 0,1 мм у довжині смуги чи полиць змінює K приблизно на 0,01 для листа 6 мм і на 0,03 — для листа 2 мм. Тому:
- міряйте штангенциркулем, а не рулеткою;
- зробіть 2–3 зразки і візьміть середнє;
- заміряйте фактичну товщину — номінал з креслення тут не підходить;
- для нової партії металу перевірте K повторно, якщо кут або розміри почали «гуляти».
Коли брати K за DIN 6935
Якщо пробного згину ще немає, стартове значення можна взяти за DIN 6935:
K = (0,65 + 0,5·lg(Rвн/S)) / 2, при Rвн/S ≥ 5 — K = 0,5
Для першої оцінки цього достатньо. Але для серійної деталі, де важлива точність, власний K з пробного згину на вашому інструменті завжди точніший за будь-яку табличну формулу.