Tudnivalók az élhajlításról: hajlítási sugár kiszámítása, K-faktor és visszarugózás

A lemezalkatrészek tervezése során az egyik leggyakoribb hiba az, hogy a konstruktőr nem veszi figyelembe az élhajlítás fizikai korlátait. Az eredmény: a gyártásra küldött rajzokból olyan alkatrész készül, amely nem illeszkedik, megrepedezik, vagy sorozatban méretpontatlan lesz. Az élhajlítás során a pontos méret eléréséhez nem elég a hajlítási szög meghatározása. A hajlítási sugár kiszámítása, a K-faktor és a visszarugózás is fontos szerepet játszik a tervezésben. Ezek befolyásolják a teríték méretét, az anyag deformációját és a kész alkatrész pontosságát.

A hajlítási sugár (angolul: bend radius) a hajlítás belső ívének sugara. Ennél a pontnál a lemez anyaga egyszerre szenved húzó- és nyomófeszültséget: a külső oldal megnyúlik, a belső összenyomódik. Ha a sugár túl kicsi az anyagvastagsághoz képest, a külső réteg megrepedhet, a belső gyűrődhet.

Általános szabály, hogy a belső hajlítási sugár lehetőleg ne legyen kisebb az anyagvastagságnál. Ez különösen fontos nagy szilárdságú vagy ridegebb anyagoknál.

Szabad hajlítás esetében gyakran a V-nyílásból számolják a belső sugarat:

$R \approx \frac{V}{6}$

​ahol:

R = belső hajlítási sugár

V = a szerszám V-nyílása

Példa

24 mm-es V-nyílás esetén:

$R \approx \frac{24}{6} = 4\text{ mm}$

A tényleges értéket az anyag típusa, vastagsága és a szerszám kialakítása is befolyásolja.

A keményebb anyagok nagyobb hajlítási sugarat igényelnek a repedések elkerülése érdekében.

A K-faktor egy technológiai tényező, amely azt mutatja meg, hogy hajlítás közben a semleges szál hol helyezkedik el az anyagvastagságon belül. A semleges szál az a réteg, amely hajlításkor nem nyúlik meg és nem is tömörödik.

A K-faktort a teríték hossz és a hajlítási pótlék számításához használják.

Definíciója:

$K = \frac{t}{T}$

​

ahol:

• t = a semleges szál távolsága a belső felülettől
• T = a lemezvastagság

A K-faktor nem állandó érték. Függ: az anyag típusától, a lemezvastagságtól, a hajlítási sugártól, valamint a hajlítási technológiától.

A gyakorlatban a legtöbb acéllemez esetén 0,3–0,5 közötti értékkel számolnak, gyakori kiindulási érték a 0,42.

A hajlítás miatt az anyag megnyúlik, ezért a teríték hosszát korrigálni kell.

Hajlítás közben az anyag külső oldala megnyúlik, ezért a kész alkatrész teríték mérete nem egyezik meg a hajlított élek hosszának összegével. Ezt az eltérést nevezzük hajlítási pótléknak.

A hajlítási pótlék segítségével pontosabban meghatározható, mekkora sík lemezre van szükség a kívánt alkatrész elkészítéséhez.

A hajlítási pótlék képlete:

ahol:

A = hajlítási szög

R = belső sugár

K = K-faktor

T = lemezvastagság

A pontos hajlítási pótlék meghatározása különösen fontos:

• precíziós lemezalkatrészeknél,
• több hajlítást tartalmazó alkatrészeknél,
• valamint CNC élhajlítás során.

A modern CAD/CAM rendszerek általában automatikusan számolnak hajlítási pótlékkal, de a helyes K-faktor és hajlítási sugár megadása továbbra is elengedhetetlen.

A visszarugózás során a lemez a hajlítás után részben visszaáll eredeti alakjába. Emiatt a tényleges hajlítási szög kisebb lehet a beállított értéknél. Ezt a gyakorlatban minimális túlhajlítással kompenzálják.

A jelenség erősebben jelentkezik:

• rozsdamentes acélnál,
• nagy szilárdságú alumíniumnál,
• nagyobb hajlítási sugaraknál.

Az élhajlítás egy precíz, de jól megtervezhető technológia. A hajlítási sugár kiszámítása, a K-faktor helyes alkalmazása és a visszarugózás előzetes figyelembevétele együttesen garantálják, hogy az első gyártott darab már méretpontos legyen. Ha bizonytalanság merül fel a tervezés során, a legjobb megközelítés az, hogy a konstruktőr még a végleges rajz leadása előtt egyeztet a gyártóval — egy rövid konzultáció rengeteg ismételt gyártási kört spórolhat meg.

Ha bizonytalan egy konkrét alkatrész tervezésében, akkor vegye fel velünk a kapcsolatot, kollégáink ellenőrzik terveit vagy szívesen nyújtanak szakmai segítséget.