Raggio di piegatura e allowance di piegatura
La lunghezza sviluppata di una lamiera piegata non è la somma dei suoi lati. All'interno di ogni piegatura, il metallo viene stirato verso l'esterno e compresso verso l'interno; lo strato neutro compreso tra i due consuma la lunghezza aggiuntiva. Questa pagina presenta la formula, i valori del K-factor, la differenza tra bend allowance e bend deduction e un esempio pratico completo.
I quattro valori necessari
| Termine | Simbolo | Significato |
|---|---|---|
| Spessore del materiale | T | Spessore nominale della lamiera da piegare. |
| Raggio interno di piegatura | R | Raggio del lato concavo della piegatura. Non viene scelto indipendentemente — è una conseguenza degli utensili e dello spessore. |
| K-factor | K | Posizione dell'asse neutro, espressa come frazione dello spessore e misurata dalla faccia interna. |
| Angolo di piegatura | A | L'angolo attraverso cui viene piegato il materiale, in gradi. 90° è il caso più comune. |
Il raggio interno non è libero. Con utensili standard per la piegatura ad aria, il raggio interno realizzabile è all'incirca pari allo spessore del materiale. Richiedere un raggio più piccolo non acuisce semplicemente l'angolo — modifica gli utensili e la lunghezza piana. Le regole di progettazione sono riportate in progettazione della lamiera.
La formula del bend allowance
Il bend allowance è la lunghezza dell'arco di materiale consumata da una piegatura.
La lunghezza dello sviluppo piano è quindi:
Un bend allowance per ogni piegatura. Un componente con quattro piegature ha quattro bend allowance.
Detrazione di piegatura: lo stesso problema, sottratto
La maggior parte degli strumenti CAD lavora con il bend deduction anziché con il bend allowance, perché il setback esterno è più facile da misurare su un componente reale:
OSSB = setback esterno, la distanza dalla linea dello stampo al lato esterno della piegatura.
Invertire questi due valori è l'errore più comune nello sviluppo piano. Se un'officina indica uno sviluppo piano più corto di 4mm per un componente con quattro piegature, la causa abituale è un errore di segno tra le due convenzioni — non una divergenza sul K-factor.
K-factor in base al materiale e al raggio
K non è una proprietà del solo metallo. Varia in base al raggio di piegatura e alla resistenza allo snervamento, perché entrambi determinano la quantità di materiale sottoposta a trazione rispetto alla compressione.
| Materiale | R < 1×t | R = 1×t | R = 2×t | R = 4×t |
|---|---|---|---|---|
| Acciaio dolce (Q235 / S235) | 0.32–0.38 | 0.38–0.42 | 0.42–0.46 | 0.46–0.50 |
| Inox 304 / 316 | 0.30–0.35 | 0.36–0.40 | 0.40–0.44 | 0.44–0.48 |
| Alluminio 5052 / 6061 | 0.30–0.36 | 0.36–0.42 | 0.42–0.46 | 0.46–0.50 |
| Acciaio ad alta resistenza (>600 MPa) | 0.22–0.28 | 0.28–0.34 | 0.34–0.40 | 0.40–0.45 |
Per l'indicazione, utilizzare il punto medio dell'intervallo. Se nello sviluppo piano sono presenti elementi la cui posizione conta dopo la piegatura, indicare il K-factor sul disegno anziché lasciare che ciascun fornitore lo scelga autonomamente — consultare le regole sulla distanza tra i fori per capire perché le differenze risultanti in millimetri siano importanti.
Esempio pratico: acciaio dolce da 2mm, piegatura a 90°
Un canale a U con due flangi da 50mm e un fondo da 60mm, in acciaio dolce Q235 da 2mm, formatato con utensili standard e raggio interno di 2mm.
| Passo | Calcolo | Risultato |
|---|---|---|
| Raggio interno R | Utensili standard a 1×t su 2mm | 2.0 mm |
| Spessore del materiale T | Nominale | 2.0 mm |
| Fattore K (K) | Acciaio dolce a R = 1×t, punto medio di 0.38–0.42 | 0.40 |
| Angolo di piegatura A | Ciascuna delle due pieghe | 90° |
| Quota di piegatura per piega | π × (2.0 + 0.40 × 2.0) × (90/180) | 4.40 mm |
| Segmenti rettilinei totali | 50 + 50 + 60 | 160.0 mm |
| Lunghezza dello sviluppo piano | 160.0 + (2 × 4.40) | 168.80 mm |
Ora verificare la sensibilità. Se l'officina avesse ipotizzato K = 0.33 anziché 0.40, la quota di piegatura diventa 4.18mm e la lunghezza dello sviluppo piano 168.36mm — con uno scarto di 0.44mm su un componente a due pieghe. Su una staffa a quattro pieghe la differenza quasi raddoppia e l'ultimo elemento finisce a circa 1mm dalla posizione prevista dal disegno.
Ritorno elastico
La lamiera è elastica, quindi recupera parte della deformazione quando il carico viene scaricato e il componente si riapre. Le officine compensano piegando in eccesso e lasciando che il materiale si assesti; per questo la ripetibilità della pressa piegatrice viene indicata come intervallo anziché come angolo esatto.
| Materiale | Ritorno elastico previsto a 90°, R = 1×t | Gestione |
|---|---|---|
| Alluminio 5052 | 3° a 5° | Piegare in eccesso e verificare sul primo articolo; le condizioni di ricotto variano tra le bobine. |
| Alluminio 6061-T6 | 4° a 6° | Lo stato di tempra è più importante della lega. Verificare per ogni lotto. |
| Acciaio dolce Q235 | 1° a 3° | Stabile e tollerante; il materiale più facile da piegare in modo ripetibile. |
| Acciaio inox 304 / 316 | 4° a 7° | Ritorno elastico elevato e maggiore forza di formatura. Lo stato di ricotto ne modifica il comportamento. |
| Acciaio ad alta resistenza >600 MPa | 5° a 8° | Finestra di processo ristretta; richiede un controllo più rigoroso del materiale in ingresso. |
Piegatura ad aria, piegatura a fondo e coinatura
| Metodo | Come funziona | Quando utilizzarla | Impatto sul costo |
|---|---|---|---|
| Piegatura ad aria | Il puntone preme verso il basso nell'apertura della matrice; il materiale non tocca mai il fondo della matrice. | È la scelta predefinita per i lavori di taglio laser e piegatura; prototipi e bassi volumi. | Costo più basso — stampi standard |
| Piegatura a fondo | Il materiale viene portato completamente a contatto con gli angoli della matrice. | Raggi interni più stretti, ripetibilità tra lotti | Costo moderato — richiede stampi corrispondenti |
| Coinatura | Le intere superfici piane vengono pressate insieme per controllare lo spessore. | Materiale ad alta resistenza o critico per il ritorno elastico, quando è necessario controllare lo spessore. | Costo elevato — stampi dedicati e maggiore forza |
I nostri lavori su pressa piegatrice sono eseguiti ad aria con una capacità di 100t / 3200mm e una ripetibilità di ±1°. I raggi stretti o gli spessori controllati vengono valutati caso per caso.
Errori comuni
| # | Errore | Conseguenza | Approccio corretto |
|---|---|---|---|
| 1 | Utilizzare la quota di piegatura quando lo stampo richiede la deduzione di piegatura. | Lunghezza dello sviluppo piano ridotta di circa 2×OSSB per piega | Confermare la convenzione con il fornitore prima di rilasciare lo sviluppo piano. |
| 2 | Fattore K ipotizzato anziché dichiarato | I fori risultano fuori posizione; i componenti vengono scartati durante il montaggio | Indicare K sul disegno oppure dimensionare nello stato finito. |
| 3 | Aggiungere una quota di piegatura per un elemento con più pieghe | Il canale o la scatola si deformano; i componenti non si assemblano | Una quota per piega, conteggiata singolarmente. |
| 4 | Ignorare il ritorno elastico | La flangia resta all'esterno del componente con cui deve accoppiarsi | Tenere conto del ritorno elastico del materiale; verificare sul primo articolo. |
| 5 | Raggio stretto richiesto senza note sugli stampi | Costo degli stampi per il singolo componente preventivato inaspettatamente | Progettare a 1×t o oltre, a meno che l'aspetto richieda un raggio più stretto. |
| 6 | Altezza della flangia inferiore a 1×t | Interferenza dello stampo, spaccature agli spigoli, rilavorazione | 1.5×t minimo, 2×t per flange funzionali o visibili. |
| 7 | Sviluppo piano senza riferimento alla linea di piegatura | Posizione della piegatura ambigua; ogni piega viene eseguita in una posizione diversa | Aggiungere la linea di piegatura come riferimento quotato sullo sviluppo piano. |
| 8 | Quota di piegatura arrotondata troppo presto | Errore cumulativo su più pieghe | Mantenere la massima precisione durante il calcolo; arrotondare una sola volta alla fine. |
Pagine relative alla lamiera
- Progettazione per la lamiera — regole minime relative a flange, raggio e distanza tra i fori
- Selezione dei materiali per la lamiera — quale lega specificare e perché
- Tolleranza e finitura superficiale — come la variazione della piegatura rientra nella vostra tolleranza cumulativa
- Servizio di fabbricazione della lamiera — capacità e tempi di consegna della pressa piegatrice
Avete uno sviluppo piano che continua a cambiare? Inviate il disegno con il grado del materiale e vi restituiremo la lunghezza sviluppata, il K-factor utilizzato e l'eventuale elemento la cui posizione cambia dopo la piegatura.
Richiesta di revisione dello sviluppo pianoQual è la formula del sviluppo di piegatura?
Sviluppo di piegatura (BA) = pi x (R + K x T) x (A / 180), dove R è il raggio interno di piegatura, K è il K-factor, T è lo spessore del materiale e A è l'angolo di piegatura in gradi. Indica la lunghezza dell'arco di materiale consumato da una piegatura. Aggiungendo lo sviluppo di piegatura alla somma delle lunghezze rettilinee dei flangi si ottiene la lunghezza dello sviluppo piano.
Cos'è il K-factor?
Il K-factor indica la posizione dell'asse neutro all'interno della piegatura, come frazione dello spessore. Un K di 0.33 significa che l'asse neutro si trova a un terzo dello spessore del materiale dalla faccia interna; 0.5 corrisponderebbe al centro matematico. Varia con il raggio di piegatura e la resistenza allo snervamento del materiale: raggi più stretti riducono K e le leghe ad alta resistenza lo riducono ulteriormente, perché una quantità minore di materiale si trova in trazione o compressione.
Cos'è la detrazione di piegatura e come differisce dallo sviluppo di piegatura?
La detrazione di piegatura (BD) è ciò che si sottrae; lo sviluppo di piegatura è ciò che si aggiunge. BD = 2 x setback esterno - BA. L'uso dell'uno invece dell'altro è il classico errore nello sviluppo piano. La detrazione di piegatura è generalmente più semplice per un'officina, perché il setback esterno è un valore misurabile sul pezzo finito; indicate la formula in base alla convenzione utilizzata dal vostro strumento CAD e verificatela sul primo pezzo.
Perché due officine ottengono lunghezze pianeggianti diverse per lo stesso disegno?
Quasi sempre a causa dell'ipotesi sul K-factor. Un'officina che utilizza K = 0.33 e una che utilizza K = 0.42 sullo stesso materiale di 2mm e allo stesso raggio otterranno uno sviluppo lungo diverse decine di millimetri, e ogni foro nello sviluppo piano si sposterà di conseguenza. La soluzione è indicare il K-factor sul disegno oppure dimensionare gli elementi nella condizione finale anziché nello sviluppo piano.
Quanto influisce il ritorno elastico sull'angolo finale?
Il ritorno elastico è il recupero elastico del materiale dopo il rilascio del carico, per cui il pezzo si riapre. L'acciaio dolce con un raggio di 1x t presenta tipicamente un ritorno elastico da 1 a 3 gradi, le leghe di alluminio da 3 a 5, l'acciaio inox o ad alta resistenza da 4 a 8. La sovrapiegatura in funzione del ritorno elastico previsto e il successivo rilassamento è la pratica standard, motivo per cui la riproducibilità è indicata come più o meno 1 grado anziché come un valore esatto.
Qual è la differenza tra piegatura in aria, piegatura a fondo e coinatura?
La piegatura in aria preme il punzone in un'apertura della matrice senza che il materiale tocchi il fondo: è il metodo più comune, offre elevata flessibilità e una maggiore tolleranza sul raggio. La piegatura a fondo chiude completamente il materiale negli angoli della matrice per ottenere un raggio più stretto con una forza maggiore. La coinatura preme insieme tutte le superfici piane per controllare con precisione lo spessore, nel caso di materiali ad alta resistenza o soggetti a criteri di ritorno elastico. La maggior parte dei lavori tagliati al laser e piegati utilizza la piegatura in aria.
Il raggio di piegatura modifica la lunghezza piana tanto quanto lo spessore?
Sì, ma in modo meno evidente. Su acciaio dolce di 2mm piegato a 90 gradi, il passaggio da un raggio di 1x t (2mm) a uno di 3x t (6mm) porta lo sviluppo di piegatura da 4.40mm a 10.68mm, ovvero circa 6mm di lunghezza piana aggiuntiva per quella singola piegatura. Il dato non è evidente quando si sommano le dimensioni delle gambe ed è il motivo per cui raggi generosi non sempre costano meno: consumano lunghezza piana, che in un layout annidato corrisponde a materiale.
Come devo dimensionare un pezzo piegato per evitare controversie sullo sviluppo piano?
Dimensionate il pezzo finito, non lo sviluppo piano. Utilizzate le lunghezze dei flangi misurate dopo la piegatura, indicate la linea di piegatura come riferimento quotato e, se un foro deve trovarsi in una posizione specifica dopo la formatura, indicate il K-factor utilizzato oppure spostate l'operazione dopo la piegatura. Le regole DFM relative si trovano nella pagina delle linee guida per la progettazione della lamiera.