O que é o fator K do freio de prensa e como calculá-lo

O que é o fator K da Press Brake

O pressione o freio O fator K, também conhecido como fator de tolerância de dobra, é um parâmetro adimensional usado na dobra de chapas metálicas para determinar a quantidade de alongamento do material que ocorre durante o processo de dobra. Ele ajuda a calcular a tolerância de dobra, que é o comprimento extra do material necessário para a dobra.

O fator K é responsável pela espessura do material, raio de curvatura e as características do material que está sendo dobrado. Ele representa essencialmente a razão entre a distância do raio interno da curvatura ao eixo neutro do material e a espessura do material.

Um fator K menor indica menos alongamento do material durante a dobra, enquanto um fator K maior indica mais alongamento. O fator K é essencial para prever com precisão o ângulo de dobra final e atingir dimensões de dobra precisas na fabricação de chapas metálicas.

Determinar o fator K correto para um material específico e configuração de dobra geralmente requer experimentação ou referência a especificações de material. Ele pode variar com base em fatores como tipo de material, espessura, ferramental e método de dobra. Uma vez determinado, o fator K é normalmente usado em fórmulas de tolerância de dobra para calcular a quantidade de alongamento do material e obter dimensões de dobra precisas.

Dobrando uma peça de teste

Engenharia reversa do fator k para pressione o freio é a única maneira de determinar seu valor real, ou pelo menos um o mais próximo possível da perfeição. Você pode fazer isso executando testes de curvatura, medindo os resultados e extraindo o fator k da fórmula BA que incorpora os resultados medidos. Pode ser sua melhor opção, especialmente se estiver criando uma tabela.

Mas — e este é um grande mas — você também precisa considerar as tolerâncias do material, incluindo tração, escoamento e espessura. Você pode acabar com alguns dados de fator k muito precisos de uma peça de teste, mas o material da peça de teste pode não corresponder às propriedades do material que você dobra na produção. De qualquer forma, se você acabou de encontrar o BA dobrando peças de teste, pode não precisar do fator k de qualquer maneira.

Calculando o fator K, sem necessidade de peça de teste

Há outra maneira de calcular o fator k sem dobrar nenhuma peça de teste. Não é perfeito, mas, novamente, dobrar uma peça de teste também não é. Não apenas as propriedades do material podem mudar, mas também as propriedades exatas das ferramentas que você usa (diferentes quantidades de atrito) e diferentes métodos de conformação.

Ilustração mostrando o fator k na flexão de chapas metálicas

FIGURA 1. O fator k, expresso como t/Mt, é uma razão que descreve o deslocamento do eixo neutro para dentro durante a flexão.

Com tudo isso dito, você pode começar a representar graficamente o fator k, como mostrado na Figura 3. Isso mostra o valor máximo para o fator k em 50% da espessura do material, observado pela linha vermelha. Onde as linhas amarela e vermelha se encontram (ponto 4 no gráfico) representa um raio de curvatura interno igual a quatro vezes a espessura do material. Acima disso, você calculará fatores maiores que 50%, mas não deve usá-los. Como o gráfico mostra, você precisa manter seu fator k naquele valor máximo de 0,50.

O local 1 no gráfico, onde as linhas azul e amarela se encontram, é o valor do fator k para um raio interno mínimo ou agudo para uma forma de ar. Qualquer valor abaixo disso coloca a curvatura em uma área que excede os limites físicos de compressibilidade — pelo menos para nossa linha de base, material de aço macio. Como já afirmei muitas vezes antes, curvaturas agudas são a ruína da precisão da formação de ar.

O fator k mínimo para formação de ar pode ser expresso como (4-π)/π, ou 0,27324. Subtraímos esse valor do nosso valor máximo de fator k de 0,5:

0.5 - 0.27324 = 0.22676

Este resultado nos dá nossa gama de possíveis k-fatores, conforme observado na linha amarela no gráfico. Em seguida, dividimos 0,22676 por 3:

0.2267/3 = 0.07558

Isso nos dá nosso multiplicador — ou seja, o número que multiplicamos pela razão entre o raio interno da nossa curva e a espessura do material. Encontramos essa razão dividindo o raio interno da curva pela espessura do material. Usarei um raio interno de curva de 0,093 pol. em um material de 0,062 pol. de espessura.

0.093/0.062 = 1.5

Em seguida, multiplicamos pelo nosso multiplicador, 0,07558, e adicionamos o resultado ao fator k mínimo de 0,273:

0,07558 × 1,5 = 0,113

Ilustração mostrando o fator k e o recuo externo na flexão de metal
FIGURA 2. O fator k descreve o deslocamento do eixo neutro para dentro durante a flexão. Esse deslocamento faz com que o metal se alongue, o que acomodamos em nossos cálculos de flexão.

0.113 + 0.273 = 0.386

Isso faz com que nosso fator k seja 0,386. Tudo isso pode ser resumido na fórmula a seguir. Novamente, você deriva o fator k mínimo e o multiplicador do gráfico na Figura 2.

Fator K = [Multiplicador × (Raio interno/Espessura do material)] + Fator K mínimo

Quebrando a tolerância de curvatura

Você encontrou o fator k. E agora? O que fazemos com esse número? Como ele é aplicado e por que você deveria se importar? Por que você deveria se importar depende da qualidade do produto que você quer produzir. Entender o fator k faz uma grande diferença. Primeiro, olhe para sua fórmula BA:

BA = [(0,017453 × Raio de curvatura interno) + (0,0078 × Espessura do material)] × Ângulo de curvatura externo

Nesta equação, 0,017453 é π/180, que converte graus em radianos, ou unidades de medida para ângulos com base no raio de um círculo. Realizamos essa conversão porque funções trigonométricas em cálculos matemáticos normalmente exigem que os ângulos estejam em radianos em vez de graus. Quando você multiplica o ângulo convertido (em radianos) pelo raio, está essencialmente calculando o comprimento ao longo do arco do círculo formado pela curva. Então, π/180 multiplicado pelo raio interno representa o comprimento do arco ao longo do eixo neutro para um grau de ângulo.

A segunda parte da equação começa novamente com a conversão de graus para radianos (π/180), que é então multiplicado por um fator k de 0,4468, nos dando o valor 0,0078 na fórmula. Isso representa a compensação que ocorre quando o eixo neutro se desloca para dentro durante a flexão, fazendo com que o material se alongue e adicione comprimento às dimensões da peça.

Agora sabemos o comprimento total do arco e o comprimento extra criado pelo deslocamento do eixo neutro. Ainda assim, até agora, calculamos apenas um grau de ângulo de curvatura. Agora, multiplicamos o ângulo total de curvatura externo, medido de fora da curvatura. (Nota: Nunca use o ângulo de curvatura interno ao calcular o BA.)

Um fator entre muitos

Observe que muitas variáveis podem mexer com seus valores de fator k, especialmente se os operadores escolherem diferentes aberturas de matriz ou usarem diferentes métodos de formação. Então, qual é a "melhor" maneira de recalcular suas tabelas de fator k? Talvez seja uma planilha do Excel. Talvez você possa dobrar peças de teste. Saiba apenas que o fator k é apenas uma variável entre muitas a serem consideradas.